大體積混凝土建筑工程施工技術(shù)分析

夏銳

伴隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑工程的種類與規(guī)模都在不斷增長，大體積混凝土技術(shù)的應(yīng)用也日益增加。大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚實、體積大的特點(diǎn)，能夠滿足高層樓房等建筑工程的建設(shè)需求，但在實際應(yīng)用周由于體積過大，其混凝土水化熱情況也比較嚴(yán)重，容易造成施工中的裂縫等問題。為了保證大體積混凝土建筑工程的建設(shè)質(zhì)量，在實際施工時需要關(guān)注大體積混凝土的特點(diǎn)，圍繞其原材料選擇、配合比設(shè)計、澆筑過程管控、養(yǎng)護(hù)管理等進(jìn)行研究，把握施工關(guān)鍵點(diǎn)，根據(jù)建筑工程的實際需要科學(xué)調(diào)整施工技術(shù)，讓大體積混凝土工程施工更加穩(wěn)定可靠。

一、大體積混凝土分析

1.大體積混凝土的定義

大體積混凝土是土體結(jié)構(gòu)實物最小幾何尺寸在1m以上的大體量混凝土，也指預(yù)計會因為混凝土中凝膠材料水化引起溫度變化、收縮而導(dǎo)致有害裂縫的混凝土。大體積混凝土在現(xiàn)代建筑工程中有著廣泛的應(yīng)用，高層樓房、大型設(shè)備等基礎(chǔ)建設(shè)時，都會用到大體積混凝土，水壩等工程建設(shè)也會應(yīng)用大體積混凝土。相較于其他類別的混凝土，大體積混凝土的體積大，最小斷面尺寸大，因此表面系數(shù)更小，水化熱釋放相對集中，當(dāng)內(nèi)外溫差過大時，更容易出現(xiàn)溫度裂縫，因此在施工中需要格外注意其施工技術(shù)的控制。

2.大體積混凝土的特點(diǎn)

大體積混凝土體積大、結(jié)構(gòu)厚實，其工程條件也相對復(fù)雜。大體積混凝土具有水化熱大的特點(diǎn)，一般其水化熱溫度高于25℃，容易發(fā)生溫度變形，對工程建設(shè)產(chǎn)生影響。大體積混凝土的平面尺寸面積較大，因此約束作用產(chǎn)生的溫度力也隨之增加，在實際施工中，若溫度控制措施不當(dāng)，混凝土結(jié)構(gòu)容易受溫度應(yīng)力影響而產(chǎn)生裂縫。

二、大體積混凝土施工技術(shù)分析

1.混凝土配合比

（1）原材料選擇

原材料關(guān)系著大體積混凝土結(jié)構(gòu)的最終質(zhì)量，在建筑工程施工中必須對原材料質(zhì)量進(jìn)行管控，嚴(yán)格按照大體積混凝土施工要求選擇原材料類別。大體積混凝土的粗骨料與細(xì)骨料選擇需要按照工程建設(shè)的級配標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，粗骨料適宜選用連續(xù)級配，可根據(jù)實際施工方式選擇粗骨料粒徑，而細(xì)骨料可以選用中砂，細(xì)度模數(shù)最好在2.3以上。大體積混凝土可以應(yīng)用緩凝劑、減水劑等作為外加劑調(diào)節(jié)混凝土性質(zhì)，也可以配合粉煤灰、礦渣粉等摻和料。需注意摻和料與骨料的數(shù)量應(yīng)在保證混凝土強(qiáng)度與坍落度要求前提下盡可能提高，從而減少水泥用量，降低裂縫的發(fā)生率。由于大體積混凝土水化熱溫度較高，因此需要嚴(yán)格控制水泥原材料的選擇，大體積混凝土所使用的水泥應(yīng)保證水化熱足夠低，且凝結(jié)時間較長，可以選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等材料。另外，大體積混凝土施工所用的水泥材料應(yīng)足夠穩(wěn)定，具有較強(qiáng)的抗裂性能。

（2）混凝土配合比設(shè)計

大體積混凝土的配合比設(shè)計應(yīng)與工程項目的要求保持一致，保證混凝土的強(qiáng)度、耐久度、抗?jié)B性等能滿足工程建設(shè)要求，此外，需要注意大體積混凝土施工工藝的要求，在配合比設(shè)計中應(yīng)該盡量降低混凝土絕熱溫升值。大體積混凝土配合比要保證其澆筑坍落度在160mm以內(nèi)，拌和用水量不宜過大，水膠比一般在0.55以內(nèi)。另外，在混凝土配合設(shè)計時，可以適當(dāng)添加粉煤灰、礦渣粉等摻和料，減少水泥用量，但要注意摻和料總量不宜大于水泥總量的50%。大體積混凝土配合比設(shè)計時，還可以添加片石，可以選用厚度15cm以上，無裂縫、無夾層、抗凍性能符合要求的石塊添加到混凝土中，但石塊總量應(yīng)在混凝土結(jié)構(gòu)體積的20%以內(nèi)，注意受拉區(qū)混凝土或氣溫低于0℃時，不宜填放片石。

2.混凝土澆筑

大體積混凝土澆筑時需要保證其入模溫度控制合理，由于水化熱溫度較高，因此在混凝土入模時應(yīng)保證其溫度低于28℃，混凝土澆筑體的入模溫度升高不宜超過45℃。大體積混凝土工程施工可以采用分層連續(xù)澆筑方式進(jìn)行施工，也可運(yùn)用推移式連續(xù)澆筑施工，比較常用的分層澆筑方案包括全面分層、分段分層、斜面分層（見圖1）。在使用分層澆筑施工時，工作人員應(yīng)該注意根據(jù)大體積混凝土的設(shè)計要求進(jìn)行澆筑細(xì)節(jié)的控制，根據(jù)其橫截面面積，合理進(jìn)行分段，通常橫截面積在200m內(nèi)，分段不宜超過2段，300m內(nèi)其分段不宜超過3段。另外，在分段施工中還應(yīng)該嚴(yán)格控制段與段之間豎向施工縫的位置，應(yīng)為其設(shè)置模板，保證其平行于結(jié)構(gòu)較小的截面尺寸方向，分段上下鄰層的豎向施工縫應(yīng)該錯開。在泵送混凝土?xí)r，應(yīng)合理控制澆筑層厚度，避免其厚度超過500mm，非泵送混凝土的澆筑厚度一般不大于300mm。分層間歇澆筑混凝土?xí)r，其水平施工縫的設(shè)置需要考慮混凝土澆筑中溫度裂縫控制的要求，應(yīng)綜合混凝土供應(yīng)能力與鋼筋施工等要求對水平施工縫進(jìn)行合理管控。另外，需要注意大體積混凝土澆筑中對鋼筋、預(yù)埋件等進(jìn)行有效的管控，避免在澆筑中出現(xiàn)鋼筋或預(yù)埋件變形、位移等問題。

圖1 大體積混凝土澆筑方案

3.混凝土養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土施工容易出現(xiàn)裂縫等問題，因此在施工時需要格外重視其養(yǎng)護(hù)技術(shù)的管控，工作人員除了要根據(jù)混凝土常規(guī)養(yǎng)護(hù)條件對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)外，還要重視保溫養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)中溫度參數(shù)。

（1）保濕養(yǎng)護(hù)

保濕養(yǎng)護(hù)是混凝土施工中常用的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，在混凝土澆筑完成后尚處于凝固硬化階段時，需要為其提供適宜的濕度條件，控制混凝土的水化速度，避免混凝土由于脫水而產(chǎn)生干縮裂縫?；炷猎诔睗駰l件下可以順利進(jìn)行水泥水化作用，能夠提高其拉伸強(qiáng)度，進(jìn)而提高混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。大體積混凝土施工的保濕養(yǎng)護(hù)需要及時，在澆灌后尚未凝固硬化期間為其提供保濕，避免水分蒸發(fā)過快，水化不完全，同時降低裂縫的發(fā)生率。工作人員還需要注意根據(jù)大體積混凝土的實際情況，對濕度條件與養(yǎng)護(hù)時長進(jìn)行管控。大體積混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)時間一般在28天以上，保濕養(yǎng)護(hù)期間要定期檢查塑料薄膜與養(yǎng)護(hù)劑涂層的完整性，保證混凝土表面濕潤。

（2）保溫養(yǎng)護(hù)

保溫養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土養(yǎng)護(hù)中極為重要的工序，能夠減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土的溫度梯度，減少表面裂縫。通過保溫養(yǎng)護(hù)延長大體積混凝土的散熱時間，能夠保證混凝土材料潛力與松弛度的發(fā)揮，進(jìn)一步提升混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，具有較高的應(yīng)用價值。在大體積混凝土澆筑成型后，可以利用降溫法或保溫法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。降溫法利用循環(huán)冷卻水對混凝土進(jìn)行降溫，避免大體積混凝土由于內(nèi)外溫差過大的溫度應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。保溫法養(yǎng)護(hù)則利用保溫材料提高混凝土表面與四周散熱面溫度，通過增加外部溫度，縮小大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，降低溫度應(yīng)力，能夠讓混凝土緩慢散熱，從而使混凝土獲得必要的強(qiáng)度。大體積混凝土保溫養(yǎng)護(hù)中需要進(jìn)行溫控監(jiān)測，根據(jù)大體積混凝土澆筑體的實際情況，制定溫控監(jiān)測方案，需遵循相關(guān)規(guī)定（見表1）。大體積混凝土保溫養(yǎng)護(hù)時要格外注意其澆筑體芯部與表層溫差、降溫速率的監(jiān)測，根據(jù)其溫度變化調(diào)整養(yǎng)護(hù)的策略。

表1 大體積混凝土施工現(xiàn)場溫控監(jiān)測要求

4.特殊氣候施工

大體積混凝土建筑工程施工期間需注意特殊氣候的防范管理，關(guān)注大風(fēng)、雨雪、炎熱、冬期等特殊氣候條件下的施工技術(shù)控制。在炎熱季節(jié)進(jìn)行大體積混凝土施工時，需加強(qiáng)原材料的管理與防護(hù)，及時為混凝土原材料提供遮蓋，避免日光曝曬。注意混凝土拌和過程中，應(yīng)該使用冷卻水、冷卻骨料或者加冰屑的方法降低其入倉溫度，保證混凝土拌和的質(zhì)量，避免由于高溫影響混凝土的拌和質(zhì)量。炎熱條件下混凝土澆筑完成后需要進(jìn)行安全防護(hù)，避免模板與混凝土受太陽直射，另外需要注意澆筑后及時采取保濕養(yǎng)護(hù)，避免水分蒸發(fā)過快導(dǎo)致裂縫。在冬季澆筑混凝土則需要使用熱水、熱骨料條件進(jìn)行溫度控制，應(yīng)保證混凝土的入模溫度在5℃以上，并在其澆筑后及時采取保濕、保溫養(yǎng)護(hù)。另外若在冬季進(jìn)行施工，還需要加強(qiáng)大體積混凝土拆模后寒流襲擊、突然降溫等防護(hù)，保證其施工質(zhì)量。在大風(fēng)天氣澆筑混凝土，需要采取擋風(fēng)措施，避免風(fēng)速影響混凝土表面凝固速率，并且注意使用塑料薄膜等材料進(jìn)行表面覆蓋，避免大體積混凝土表面風(fēng)干。雨雪天氣一般不適宜進(jìn)行混凝土澆筑施工，若在澆筑過程中遭遇雨雪天氣則需要采取有效的防護(hù)措施，避免混凝土遭雨雪侵襲，并注意預(yù)留施工縫。

5.施工方案組織

大體積混凝土建筑工程在施工時為保證其施工質(zhì)量，需要格外重視施工方案的科學(xué)組織，嚴(yán)格按照國家現(xiàn)行的規(guī)章制度進(jìn)行模板與支架系統(tǒng)的建設(shè)，同時也應(yīng)該關(guān)注大體積混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)要求。在進(jìn)行建筑工程施工時，為避免大體積混凝土發(fā)生傾覆，需要設(shè)置臨時固定措施對模板、支架等進(jìn)行防護(hù)。在施工期間根據(jù)建筑工程的設(shè)計要求，對大體積混凝土溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力進(jìn)行準(zhǔn)確計算，嚴(yán)格做好施工期間的溫度控制工作。根據(jù)建筑工程的規(guī)模與工期，合理調(diào)整大體積混凝土施工期間的制備、運(yùn)輸計劃，并制定原材料質(zhì)量管控、配合比技術(shù)管理等方案，保證混凝土結(jié)構(gòu)施工的可靠性。另外，需要注意結(jié)合建筑工程現(xiàn)場總平面布置，對混凝土拌和設(shè)備等進(jìn)行安置，做好溫控監(jiān)測設(shè)備的布置。大體積混凝土建筑工程施工時，要嚴(yán)格控制其混凝土澆筑順序，把握施工進(jìn)度，確?；炷琉B(yǎng)護(hù)時間充足，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)期間的保溫、保濕控制，避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。另外，在大體積混凝土建筑工程施工中，還應(yīng)明確各部門的崗位職責(zé)，執(zhí)行嚴(yán)格的交接班制度，確保大體積混凝土的測溫作業(yè)可靠。

三、結(jié)束語

大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用可滿足各種大型建筑工程的需求，但大體積混凝土因體積過大，若不進(jìn)行有效技術(shù)控制，容易出現(xiàn)裂縫等問題，因此需提高對其施工技術(shù)的合理管控。在進(jìn)行大體積混凝土建筑工程施工中，應(yīng)該客觀分析混凝土結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)，根據(jù)建筑工程的設(shè)計要求，分析國家以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)地進(jìn)行大體積混凝土的原材料選擇、配合比設(shè)計，并且圍繞建筑工程特點(diǎn)完成混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護(hù)等工作，提升其施工質(zhì)量，保證建筑工程的建設(shè)水平。