淺議大體積混凝土的施工技術(shù)

李鳳龍　逄秀麗

摘要：針對(duì)大體積混凝土的施工特點(diǎn)，從大體積混凝土的原材料質(zhì)量要求、澆筑、振搗及養(yǎng)護(hù)方面進(jìn)行分析施工過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)，從而確保大體積混凝土工程的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土原材料；澆筑方案；振搗；養(yǎng)護(hù)

隨著經(jīng)濟(jì)和施工技術(shù)的迅速發(fā)展，目前建筑工程中涉及到大體積混凝土施工的工程也越來(lái)越多，如高層建筑基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)等。它們的主要特點(diǎn)是混凝土體積大、混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱使混凝土內(nèi)部溫度不斷上升并且內(nèi)部產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)。大量工程實(shí)踐證明，大體積混凝土施工難度比較大，因此為保證建筑物基礎(chǔ)的抗?jié)B性能、耐久性能以及建筑物的整體性能等，我們必須采取多種措施來(lái)保證大體積混凝土工程的施工質(zhì)量。從以下幾方面介紹一下大體積混凝土施工過(guò)程中各環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)。

1 混凝土原材料的要求

1.1從減少混凝土自身產(chǎn)生的水化熱角度進(jìn)行施工材料的選擇

1.1.1 水泥

由于水泥水化作用所放出的熱量使混凝土內(nèi)部溫度逐步升高。與一般結(jié)構(gòu)相比絞，大體積混凝土內(nèi)部水化熱不易散出，結(jié)構(gòu)表面與內(nèi)部溫度不一致，外層混凝土熱量很快散發(fā)出來(lái)，而內(nèi)部混凝土熱量散發(fā)較慢，由于內(nèi)外度差不同，產(chǎn)生溫度應(yīng)力變形，在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力（混凝土內(nèi)部降溫慢，受到自身約束而產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力），若拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度（混凝土早期抗拉強(qiáng)度低）時(shí)，混凝土表層將產(chǎn)生裂縫，影響混凝土的澆筑質(zhì)量。因此水泥宜采用水化熱低或凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。水泥進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)其品種、級(jí)別、出廠時(shí)日期等進(jìn)行檢查，并應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度、安定性及其他必要的性能指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范規(guī)定。

1.1.2 骨料

粗骨料宜用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬、連續(xù)級(jí)配好且粒徑較大(但不得超過(guò)構(gòu)件截面最小尺寸的1/4且不得超過(guò)鋼筋最小凈間距的3/4、含泥量不大于1％)、空隙率小、無(wú)堿性反應(yīng)、有害物質(zhì)的石料。

細(xì)骨料宜用顆粒較粗、空隙率小、含泥量較低(含泥量不大于1％)的中砂。因?yàn)樯笆暮嗔繉?duì)混凝土的抗拉強(qiáng)度及收縮變形影響很大。這樣配制的混凝土，彈性模量大，混凝土越密實(shí)，混凝土收縮越小。

1.1.3粉煤灰、外加劑

按照規(guī)范要求，采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25％。粉煤灰對(duì)水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對(duì)混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10％以內(nèi)，而且應(yīng)采用外摻法（不減少配合比中的水泥用量）。按配合比要求計(jì)算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。

應(yīng)用外加劑改善混凝土的性能，具有投資少、見(jiàn)效快、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著的特點(diǎn)。宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減小混凝土的收縮，可提高混凝土的抗裂性能。

1.1.4 保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，提高摻和料和骨料的含量，以減少每立方米混凝土水泥用量。

1.2 混凝土配合比的確定與優(yōu)化

通過(guò)試驗(yàn)室進(jìn)行多種配合比的試驗(yàn)和研究，選用最佳配合比作為混凝土的施工配合比，并嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和水泥用量（禁止任意增加水泥用量）。配合比應(yīng)采用低水灰比、低用水量，以減少水泥用量，混凝土的水灰比越大，其體積收縮也就越大。

1.3 優(yōu)化混凝土的供應(yīng)

大體積混凝土由商品混凝土攪拌站供應(yīng)，混凝土原材料計(jì)量要準(zhǔn)確，以保證配合比的準(zhǔn)確性。要求使用檢定過(guò)的計(jì)量器具，保證計(jì)量正確。每工作班組正式稱量前，要求對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行零點(diǎn)校核。控制原材料投入攪拌機(jī)順序，不得采用“外摻”“后摻”等做法。混凝土必須嚴(yán)格控制拌制時(shí)間，駐站工程師每一班抽測(cè)2次。攪拌完成后裝入運(yùn)輸車時(shí)，即要求每車測(cè)定坍落度，同時(shí)又要觀察混凝土的和易性、不得存在離析、分層等現(xiàn)象，坍落度不符合要求的混凝土不能出站。根據(jù)路線的長(zhǎng)短、交通的狀況隨時(shí)增減車輛，保證混凝土的正常供應(yīng)，連續(xù)澆筑，避免因混凝土供應(yīng)不上而出現(xiàn)冷縫。混凝土運(yùn)輸時(shí)間在任何情況下不得大于180min，對(duì)到達(dá)澆筑點(diǎn)超過(guò)210min的混凝土不得使用?；炷吝\(yùn)輸車離開(kāi)攪拌站后不得摻加任何材料，包括水、外加劑等?；炷撂涠仍谶\(yùn)輸過(guò)程中損失超過(guò)40mm，混凝土到達(dá)澆筑點(diǎn)溫度大于25℃，不得澆筑到作業(yè)面。要求從每個(gè)攪拌站每隔一段時(shí)間就派出一輛混凝土罐車，保證混凝土供應(yīng)的均衡性。

2 大體積混凝土的澆筑方案

2.1 全面分層

在整個(gè)模板內(nèi)，將結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)厚度相等的澆筑層，澆筑區(qū)的面積即為基礎(chǔ)平面面積。澆筑混凝土?xí)r從短邊開(kāi)始，長(zhǎng)邊方向進(jìn)行澆筑，要求在逐層澆筑過(guò)程中，第二層混凝土要在第一層混凝土初凝前澆筑完畢。

2.2 分段分層

當(dāng)采用全面分層方案時(shí)，混凝土澆筑強(qiáng)度很大，現(xiàn)場(chǎng)混凝土攪拌機(jī)、運(yùn)輸和振搗設(shè)備均不能滿足施工要求時(shí)，可采用分段分層方案。澆筑混凝土?xí)r結(jié)構(gòu)沿長(zhǎng)邊方向分成若干段，分段澆筑。每一段澆筑工作從底層開(kāi)始，當(dāng)?shù)谝粚踊炷翝仓欢伍L(zhǎng)度后，便回頭澆筑第二層，當(dāng)?shù)诙訚仓欢伍L(zhǎng)度后，回頭澆筑第三層，如此向前呈階梯形推進(jìn)。分段分層方案適于結(jié)構(gòu)厚度不大而面積或長(zhǎng)度較大時(shí)采用。

2.3 斜面分層

采用斜面分層方案時(shí)，混凝土一次澆筑到頂，由于混凝土自然流淌而形成斜面?；炷琳駬v工作從澆筑層下端開(kāi)始逐漸上移。斜面分層方案多用于長(zhǎng)度較大的結(jié)構(gòu)。

3 大體積混凝土的振搗

為保證混凝土澆筑時(shí)不產(chǎn)生離析現(xiàn)象，混凝土自高處傾落時(shí)的自由高度不宜超過(guò)2m，否則要用沿溜槽或串簡(jiǎn)。當(dāng)混凝土澆筑深度超過(guò)8m時(shí)，則應(yīng)采用帶節(jié)管的振動(dòng)串筒即串筒上每隔2-3節(jié)管安裝一臺(tái)振動(dòng)器。使用插入式振動(dòng)器的操作要點(diǎn)是“直上和直下，快插與慢拔；插點(diǎn)要均布，切勿漏點(diǎn)插；上下要抽動(dòng)，層層要扣搭；時(shí)間掌握好，密實(shí)質(zhì)量佳；操作要累心，軟管莫卷曲；不得碰模板，不得碰鋼筋；用200h后，要加潤(rùn)滑油；振動(dòng)0.5h，停歇5min”。振動(dòng)棒插點(diǎn)間距要均勻排列，振動(dòng)棒的有效作用半徑一般為300～400mm，一般每點(diǎn)振搗時(shí)間為20s-30s。大體積混凝土澆筑量過(guò)大，整體性要求高，在振搗和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中水泥水化放出大量的水化熱，但因其體積厚大，大量水化熱得不到散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度高于表面混凝土溫度，產(chǎn)生較大的溫度差，由于構(gòu)件表面混凝土比內(nèi)部混凝土干縮快得多，便會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，故降低水化熱，將混凝土的內(nèi)外溫差控制在規(guī)范規(guī)定的25℃以內(nèi)，混凝土表面與環(huán)境溫差控制在15℃內(nèi)，是施工的重點(diǎn)，施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定的方案施工。

4 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度控制

（1）混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫的差值均應(yīng)小于20℃ ；當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時(shí)，不大于25℃ ～30℃。（2）混凝土拆模時(shí)，混凝土的溫差不超過(guò)20℃ 。包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。（3）采用內(nèi)部降溫法來(lái)降低混凝土內(nèi)外溫差。內(nèi)部降溫法是在混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管，通人冷卻水，降低混凝土內(nèi)部最高溫度。冷卻在混凝土剛澆筑完時(shí)就開(kāi)始進(jìn)行，還有常見(jiàn)的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土內(nèi)外溫差引起的混凝土開(kāi)裂。（4）保溫法是在結(jié)構(gòu)外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料(如草袋，鋸木，濕砂等)，在緩慢的散熱過(guò)程中，使混凝土獲得必要的強(qiáng)度，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于15℃ 。（5）混凝土表層布設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)片，防止混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生干裂。

5 結(jié)論

大體積混凝土的施工具有普遍性和復(fù)雜性，混凝土結(jié)構(gòu)材料選擇、施工技術(shù)與養(yǎng)護(hù)等方面直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的使用性能，所以控制其工程質(zhì)量要從以上幾個(gè)方面進(jìn)行控制管理，并采取有效的施工措施。雖然大體積混凝土施工難度大，但我們?cè)诠こ淌┕r(shí)根據(jù)實(shí)際情況綜合分析施工條件、進(jìn)行施工經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，再加上在材料選擇、施工工藝、以及積時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)等方面的有效控制，也可確保大體積混凝土施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉宗仁、王士川．土木工程施工．北京：高等教育出版社

[2] 劉俊賢．大體積混凝土施工控制措施[J]．施工技術(shù)．