土建工程中大體積混凝土施工技術(shù)研究

王雷

摘 要：概述了大體積混凝土的定義、特征及應(yīng)用現(xiàn)狀，剖析了房屋建筑土建工程中常用的大體積混凝土施工技術(shù)，并結(jié)合某土建工程，分別從施工準(zhǔn)備、施工建設(shè)、竣工驗(yàn)收三個方面，對其實(shí)踐進(jìn)行了具體討論。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；土建工程；大體積混凝土；施工

中圖分類號：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）04-0031-03

0 引言

實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，應(yīng)用大體積混凝土后，一方面可以提高房屋建筑施工效率，另一方面可以推動房屋建筑高質(zhì)量發(fā)展。尤其在土建項(xiàng)目中，結(jié)合屋面工程、墻體工程、樓板工程等，應(yīng)用大體積混凝土?xí)r，效率高、質(zhì)量優(yōu)，有利于縮短工期、降低成本等。因此，在新時期的房屋建筑生產(chǎn)建造過程中，需要持續(xù)加強(qiáng)對大體積混凝土施工技術(shù)及其質(zhì)量控制研討。

1 大體積混凝土概況

通常，厚度大于1 m的混凝土通常被稱為大體積混凝土。此類混凝土的基本特征相對集中，主要表現(xiàn)為體積大、結(jié)構(gòu)厚實(shí)、施工要求高、容易出現(xiàn)變形缺陷與裂縫病害等。

從應(yīng)用范圍看，大體積混凝土適用于房屋建筑中的基礎(chǔ)筏板、梁鋼筋分布集中地帶、樓板，以及壁墻等各方面。從近年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，雖然在新時期施工單位在設(shè)計(jì)施工一體化實(shí)踐模式下，創(chuàng)建了以大體積混凝土產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)、物料采購、試驗(yàn)與制備、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)為主要內(nèi)容的應(yīng)用方案。但是，在實(shí)際應(yīng)用時會受到人、機(jī)、材、技、法、環(huán)、管等因素影響。因此，在新時期房屋建筑中開展大體積混凝土施工時，需要配套的做好施工質(zhì)量控制。

2 房屋建筑土建工程中的大體積混凝土施工技術(shù)

2.1 原材料選擇

大體積混凝土原材料主要包括：①骨料，又分為細(xì)骨料、粗骨料；②水泥；③水；④粉煤灰；⑤摻加劑等。由于澆筑大體積混凝土?xí)r，受水泥水化熱因素影響，內(nèi)部溫度升高速度較快、溫度應(yīng)力相對增大。在熱脹冷縮原理下，隨著施工環(huán)境溫度急劇變化，內(nèi)外溫度差異、梯度差異拉大，會導(dǎo)致裂縫病害。因而，在選擇原材料時，需要充分考慮到此類材料的質(zhì)量。

從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，首先，要優(yōu)選硅酸鹽類水泥，并在保障其強(qiáng)度的情況下減少其用量，科學(xué)控制水化熱的作用。其次，在選用粗骨料時，應(yīng)選擇粒徑相對較大的碎石，通常以1.5 m?碎石為主，細(xì)砂方面需要做好砂率控制。再次，粉煤灰與摻加劑的使用，則應(yīng)以抗?jié)B要求、防水要求等為準(zhǔn)，進(jìn)行合理控制。最后，在用水方面，應(yīng)該規(guī)避對設(shè)備沖洗廢水、生活污水的應(yīng)用，盡可能選擇施工場地的井水或自來水。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

配合比的設(shè)計(jì)直接影響著后續(xù)的澆筑質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB 50496-2018與《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2017，嚴(yán)格遵循“先試驗(yàn)，再制備”方案，先確保設(shè)計(jì)的大體積混凝土配合比，能在試驗(yàn)條件下達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，再按根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定的參數(shù)，進(jìn)行批量生產(chǎn)等。

從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，水分的散失會引起混凝土發(fā)生干燥收縮現(xiàn)象，并造成變形開裂病害。需要指出的是，在現(xiàn)場澆筑過程中，因水泥水化熱因素影響，內(nèi)部溫度升高較快、散放效果較差，此時需要“預(yù)防因?yàn)楸砻鎽?yīng)力>極限抗拉強(qiáng)度造成的裂縫病害”等[1]。因此，在配合比設(shè)計(jì)時，應(yīng)嚴(yán)格控制高效內(nèi)加防水劑的使用，從而提高對裂縫病害的控制。

2.3 澆筑技術(shù)

澆筑施工直接決定了大體積混凝土在房屋建筑土建工程中的應(yīng)用效果，因此，澆筑時通常要求施工人員嚴(yán)格控制施工順序與施工質(zhì)量。以墻體澆筑混凝土澆筑為例，在澆筑高度方面，需要將其控制在45 cm以內(nèi)，同時，厚度不能大于5 cm。以柱的澆筑為例，鋼絲網(wǎng)的設(shè)置應(yīng)合理、有效，規(guī)避澆筑時出現(xiàn)鋼絲網(wǎng)斷裂、部分未連接、被沖散等異常情況[2]。

大體積混凝土澆筑包括斜面分層澆筑、分段分層澆筑、全面分層澆筑3種方式，在不同的澆筑區(qū)域，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行澆筑方式的選擇，并做好各項(xiàng)計(jì)算工作，確保在澆筑過程中完成對施工冷縫病害的預(yù)防與控制[3]。

2.4 振搗技術(shù)

房屋建筑土建工程中澆筑大體積混凝土?xí)r，對于振搗技術(shù)的要求較高，尤其在振搗技術(shù)指標(biāo)設(shè)置方面，要求施工人員提前進(jìn)行設(shè)置并于試澆階段，對其進(jìn)行檢驗(yàn)，以確保在實(shí)際施工時能夠滿足振搗要求，提高澆筑質(zhì)量。例如，在大體積混凝土澆筑過程中，通常需要選擇高頻振動器。在振搗時根據(jù)澆筑作業(yè)中選擇的排列順序依次振搗。需要注意的是，在振搗過程中，一方面應(yīng)預(yù)防漏振、少振、不振、振動過多、振動插入鋼筋等現(xiàn)象。另一方面，操作人員要嚴(yán)格遵循“快插慢拔”原則，并振搗區(qū)域根據(jù)實(shí)際情況選用適配性較高的振搗棒。除此之外，還要做好對振搗時間的控制等。

2.5 養(yǎng)護(hù)技術(shù)

目前，無論在常規(guī)混凝土，還是大體積混凝土施工中，均要求養(yǎng)護(hù)至少14 d以上。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，在大體積混凝土澆筑后，可通過應(yīng)用現(xiàn)代化的測量技術(shù)對其內(nèi)部不同位置的溫度進(jìn)行測量，然后根據(jù)溫度的變化，制定與之匹配的養(yǎng)護(hù)措施，最終保障養(yǎng)護(hù)的精準(zhǔn)性與有效性。具體操作時，應(yīng)區(qū)分覆膜、谷草、麻袋、澆水等方式的獨(dú)立應(yīng)用、聯(lián)合應(yīng)用條件，盡可能實(shí)現(xiàn)“養(yǎng)護(hù)資源投入最小化，養(yǎng)護(hù)效果最大化目標(biāo)”。

3 房屋建筑土建工程中的大體積混凝土施工實(shí)踐

3.1 工程概況

以某房屋建筑土建工程為例，設(shè)計(jì)方案中要求應(yīng)用全現(xiàn)澆框架剪力墻筒中筒結(jié)構(gòu)。建筑總高度為23層，其中，地下建筑2層，地面建筑21層，地下室筏板厚度范圍在400～1 200 mm。由于施工面積較大，擬應(yīng)用1萬m?的大體積混凝土。受到氣候條件影響，在實(shí)際應(yīng)用過程中，需要配套做好澆筑方式、質(zhì)量管理、振搗指標(biāo)控制等，以此滿足對該技術(shù)的高質(zhì)量應(yīng)用。

3.2 施工準(zhǔn)備

進(jìn)入施工準(zhǔn)備階段后，具體操作時按照“實(shí)驗(yàn)+制備”模式進(jìn)行操作。

3.2.1 原材料驗(yàn)收

施工人員對原材料進(jìn)行了嚴(yán)格驗(yàn)收與實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，確保其滿足設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行混合比設(shè)計(jì)。材料如下：①采用P.S42.5礦渣硅酸鹽水泥。②根據(jù)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2017，選擇適配于基礎(chǔ)筏板工大體積混凝土澆筑的粉煤灰，摻加量占總量的15%～20%。③所有配料用水均以施工場地井水為準(zhǔn)。④砂、石含水率分別為2%、1%，粗骨料的粒徑在5.0～30.5 mm，含泥量大于1%。⑤摻加劑為凝膠類材料，以實(shí)際混凝土強(qiáng)度級別為準(zhǔn)選擇常用減水劑，與高效內(nèi)摻防水劑等。高效內(nèi)摻防水劑可以最后單獨(dú)添加，提高裂縫病害預(yù)防效果。

3.2.2 材料配比

初步設(shè)計(jì)的配合比中，水：水泥：砂=159：296：715，混凝土容重為2 480 kg/m?。經(jīng)過多次試配后，配制了滿足要求的C35混凝土?？紤]到要應(yīng)用摻入高效摻加防水劑，實(shí)驗(yàn)人員按照1、2、3、4次實(shí)驗(yàn)方法，對其摻入比進(jìn)行了試驗(yàn)，最終得到了0.0%、0.8%、0.9%、1.0%摻量條件下的配合比。結(jié)果如表1所示。

3.2.3 施工檢查

在項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制下，由項(xiàng)目經(jīng)理組織、項(xiàng)目副經(jīng)理、生產(chǎn)經(jīng)理全面負(fù)責(zé)，組成大體積混凝土施工管理小組。對澆筑施工前的支撐模塊進(jìn)行了全面檢查，完成澆筑區(qū)域雜物清理、清水濕潤后，根據(jù)澆筑場地搭設(shè)澆筑通道。管理小組對澆筑方式進(jìn)行了比較分析，認(rèn)為在施工區(qū)域的結(jié)構(gòu)平面、長度、厚度條件下，選擇斜面分層澆筑方式。大體積混凝土澆筑前裂縫參數(shù)如表2所示，自約束后裂縫參數(shù)如表3所示。

3.3 澆筑施工

進(jìn)入澆筑施工階段后，首先，應(yīng)檢驗(yàn)施工流程（如圖1所示），其次，應(yīng)進(jìn)行至少4次的混凝土坍落度檢查。

確認(rèn)各項(xiàng)檢查無誤后，檢查泵送管、儲料斗、管道、澆筑區(qū)域內(nèi)部的搭設(shè)情況是否安全，確認(rèn)無誤后進(jìn)行將清水泵入澆筑設(shè)備之中進(jìn)行沖洗，再使用1∶2的水泥砂漿潤濕管道，確認(rèn)滿足實(shí)際要求后進(jìn)行斜面分層澆筑。

澆筑時的坡度控制在1∶7～1∶6范圍以內(nèi)，分層厚度范圍為300～350 mm。具體澆筑時遵循“先低后高，長邊推進(jìn)”原則進(jìn)行逐層澆筑作業(yè)。

澆筑時選用高頻振動器，插點(diǎn)距離按1.5倍振動器半徑確定，在“行列+邊格”形式排列條件下，先進(jìn)行行列振搗，后進(jìn)行邊格振搗，每一種排列方式下的振搗完成后再進(jìn)行另一種排列方式振搗。振搗棒插入約為澆筑層厚度的2/3，在快插慢拔過程中，以20～30 s進(jìn)行振搗控制?？拷０?、鋼筋集中區(qū)域的振搗換小型振搗棒操作，搭接位置的振搗時間控制在45 min以上，泌水通過泄水孔排除等。

初凝前養(yǎng)護(hù)包括：一次抹灰、覆膜、掀膜、二次抹壓與覆蓋養(yǎng)護(hù)。后續(xù)養(yǎng)護(hù)中，根據(jù)預(yù)埋的測溫孔與測溫元件進(jìn)行實(shí)時測量，并以20℃作為臨界值，內(nèi)部溫度高于該值時撤去覆膜與覆蓋物，低于該值則增加，養(yǎng)護(hù)時間共計(jì)16 d[4]。

3.4 竣工驗(yàn)收

先由施工單位進(jìn)行自主驗(yàn)收，確認(rèn)無誤后，監(jiān)理工程師先對提交的施工資料進(jìn)行審核，確認(rèn)無誤并于現(xiàn)場進(jìn)行分批次驗(yàn)收，簽字確認(rèn)后進(jìn)往前下一施工階段。

4 結(jié)語

大體積混凝土特征鮮明、優(yōu)勢巨大，已經(jīng)形成了內(nèi)容完整、流程標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序。在當(dāng)前房屋建筑高質(zhì)量建設(shè)、高水準(zhǔn)應(yīng)用過程中，需要持續(xù)擴(kuò)大對大體積混凝土施工技術(shù)的推廣應(yīng)用。

大體積混凝土施工要點(diǎn)主要集中在原材料控制、配合比設(shè)計(jì)、混合料制備、澆筑施工、養(yǎng)護(hù)管理等方面。因此，建議在實(shí)際的土建工程中，盡可能按照設(shè)計(jì)施工一體化實(shí)踐模式，做好各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。

參考文獻(xiàn)

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[3] 武炳瑞.房屋建筑大體積混凝土施工技術(shù)研究[J].建材與裝飾，2021，17（2）：34-35.

[4] 魏劍鋒.大體積混凝土施工溫度裂縫控制[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（下），2022，20（5）：106-108.