淺談大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用

羅小兵

摘要：建筑項(xiàng)目中，占據(jù)空間較大的混凝土構(gòu)造由于截面較大、消耗水泥多的原因，容易使水泥水化后產(chǎn)生的水化熱溫度出現(xiàn)改變，出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。文章通過對(duì)造成大體積混凝土自縮的因素進(jìn)行分析，并結(jié)合工程實(shí)例探討了大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工應(yīng)采取的控制措施，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：建筑工程；大體積混凝土；混凝土加工；混凝土裂縫

中圖分類號(hào)：TV544 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）17-0044-02

1 概述

建筑項(xiàng)目中，占據(jù)空間較大的混凝土構(gòu)造由于截面較大、消耗水泥多的原因，從而使水泥水化后產(chǎn)生的水化熱溫度出現(xiàn)較大程度的改變，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，無法保證工程質(zhì)量。所以，當(dāng)實(shí)施大量混凝土加工工作時(shí)，應(yīng)該按照要求的施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)施，使工程質(zhì)量得到保證。因?yàn)榛炷辆哂写嘈缘奶攸c(diǎn)，因此，其結(jié)構(gòu)發(fā)生各種裂縫很常見，甚至有時(shí)會(huì)因此造成無法預(yù)料的事故，所以改善大體積混凝土的自縮現(xiàn)象，是建筑工程中一項(xiàng)重要的工作。

2 造成大體積混凝土自縮的原因

自縮能力受水泥凈漿的種類影響，其大小有所不同。鋁酸鹽水泥和早強(qiáng)水泥的自縮值較大，而中熱、低熱水泥的自縮值較小，礦渣水泥后期的自縮值較大（21d齡期時(shí)的自縮值大于普通水泥的自縮值）。水泥的細(xì)度對(duì)自縮值也起一定的作用，較細(xì)的水泥在早期表現(xiàn)出較大的自縮速度。

某建筑為一幢綜合樓，地下室分為兩層，鋼筋混凝土筏形基本底板有3.0m之厚，表面大小是52.80m×16.70m，承臺(tái)所消耗的混凝土為2645m3。商住樓地下只有一層，底板為1.80m厚，耗用1201m3混凝土。地下車庫的底板有1.0m厚，混凝土用量為853m3，底板中間部分設(shè)置了一條后澆帶。承臺(tái)混凝土強(qiáng)度是C30，抗?jié)B級(jí)別為S6，一共需要混凝土4699m3。施工設(shè)計(jì)方法為：

（1）為保證相鄰已有建筑的安全，先施工商住樓、車庫基礎(chǔ)，后施工主樓基礎(chǔ)，這樣承臺(tái)施工由淺入深，同時(shí)也降低了商住樓、車庫的基坑降水投資。

（2）主樓承臺(tái)分兩層施工，每層厚1.5m，商住樓承臺(tái)一次性澆完，將Φ50冷卻循環(huán)散熱水管設(shè)置在承臺(tái)的中心水平區(qū)域，在離承臺(tái)底300m、延承臺(tái)表面至上100m安置50垂直散熱水管，利用內(nèi)散外蓄的方法減小大體積混凝土的溫升值，澆筑帶分段時(shí)一次性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。為了防止?jié)仓r(shí)出現(xiàn)冷縫現(xiàn)象，混凝土應(yīng)該現(xiàn)拌現(xiàn)用。

3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工所采取的措施

隨著高層建筑與大型設(shè)備基礎(chǔ)的增多，大體積混凝土斷面大，水泥用量多，水泥水化后釋放的水化熱會(huì)使混凝土產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生表面裂縫和貫穿裂縫，影響結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和抗?jié)B性。常用的措施如下：

3.1 減小水泥水化熱

充分利用混凝土的后期強(qiáng)度減少水泥用量，每立方混凝土每減少10kg水泥用量，混凝土水化溫度將降低1℃。盡量選擇粒徑大且級(jí)配良好的粗集料，摻加粉煤灰等摻加料，摻減水劑。在不影響鋼筋布置的情況下，摻和不超過總量20%的石塊。在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水帶走熱量。

3.2 降低混凝土入模溫度

炎熱季節(jié)應(yīng)防止砂石等受到太陽的直射，也可以通過噴灑水霧或者冷氣解決此問題；采用溫度較低的冷水?dāng)嚢杌炷?。確保模內(nèi)通風(fēng)環(huán)境，增加內(nèi)部的散熱速率；加入緩型減水劑，防止水化熱聚集在一塊。

澆筑時(shí)按照分層分塊的要求，有效處理施工縫和后澆帶，從而降低約束要求，減輕了水化熱的聚集力度。對(duì)大體積混凝土基礎(chǔ)，可在與巖石地基或混凝土墊層之間設(shè)置滑動(dòng)層，如刷瀝青、鋪卷材等，以消除嵌固作用，釋放約束力。

3.3 提升混凝土的極限拉伸強(qiáng)度

挑選優(yōu)良的粗集料，并掌控好砂石中泥的比重，加入一定量的膨脹劑，振搗要密實(shí)。采用二次投料法加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。根據(jù)大體積混凝土形狀，在容易出現(xiàn)裂縫的區(qū)域增加鋼筋的配置，從而收縮應(yīng)力。

3.4 混凝土振搗

與塑性坍塌和均質(zhì)性關(guān)系最密切的就是混凝土的振搗工程。若振搗不充分，就會(huì)使其密實(shí)度以及強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，同時(shí)導(dǎo)致塑性坍塌更為嚴(yán)重，有裂隙現(xiàn)象；若振搗超出一定界限，則會(huì)有許多浮漿存在于混凝土外表，使均質(zhì)性能下降。所以，當(dāng)混凝土外表存在許多浮漿，同時(shí)氣泡不再產(chǎn)生，就說明振搗程度達(dá)標(biāo)。

3.4.1 使用振搗棒時(shí)，掌握好“快插慢拔”的技巧，所插的點(diǎn)大小基本一致，且保持在振搗棒工作半徑的1.5倍范圍之內(nèi)，插入深度超過5cm，所用時(shí)長為15～30s。結(jié)束振搗后，再將其加工平展，使其均質(zhì)性有所增強(qiáng)。

3.4.2 混凝土開始凝固之前，實(shí)施二次振搗工作確保其更加密實(shí)，從而可以避免出現(xiàn)塑性坍塌裂隙現(xiàn)象。

3.4.3 在進(jìn)行澆筑配筋密實(shí)性強(qiáng)的構(gòu)造或是使用坍塌度較大的混凝土過程中，完成振搗后，出現(xiàn)離析現(xiàn)象很正常，這是因?yàn)橥鈱拥墓橇鲜褂昧坎粔?，增加自縮，導(dǎo)致裂縫。為了改善工程質(zhì)量，在澆筑過程中保留某一厚度，結(jié)束后在外表灑固定量5～15mm瓜子片，開始第二回振搗，從而提高其均質(zhì)性能。

3.5 嚴(yán)控地下室頂部混凝土的澆筑

混凝土的構(gòu)成、均質(zhì)性和初期不足的現(xiàn)象都直接受到其澆筑條件、先后次序、出料高度的影響，所以應(yīng)給予一定的應(yīng)對(duì)策略。

3.5.1 進(jìn)行人力、物力的合理安排。人力應(yīng)確保工程的正常進(jìn)行，利用攪拌機(jī)掌握混凝土的使用。從它出料之后，必須保證利用最少的時(shí)間和運(yùn)輸次數(shù)送到使用工地。

3.5.2 工藝流程應(yīng)實(shí)際可行。按照泵送混凝土的特征，遵循“分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”原則。該方法可以有效地配合泵送工作，大大減少了輸送混凝土的管道拆洗、加長的工序，增強(qiáng)了泵送工作能力，使其泌水清理簡單化，縮短間隔時(shí)長。因?yàn)槌翊篌w積泵送混凝土外層存在較厚的水泥漿，應(yīng)在澆筑完畢后多次滾壓，使其密實(shí)，防止裂隙現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.5.3 在炎熱氣候條件下，混凝土入模時(shí)的溫度不宜超過30℃。應(yīng)避免模板和新澆混凝土受陽光直射，控制混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫不超過40℃。宜安排在傍晚開始澆筑，不宜在早上澆筑，以免氣溫升到最高時(shí)加劇混凝土內(nèi)部溫升。

3.5.4 嚴(yán)禁雨雪天時(shí)進(jìn)行混凝土澆筑工程，否則會(huì)改變其實(shí)際的配料比。

3.5.5 為了防止由于厚度較大，坍塌大，減弱混凝土的均質(zhì)性，一般進(jìn)行分層澆筑。在此過程中，上層的混凝土必須在下面的混凝土剛凝固之前就結(jié)束澆筑工作，不然兩層之間就會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的內(nèi)部約束力，使混凝土緊密性減弱。澆筑變截面的過程中，很可能出現(xiàn)塑性坍塌的裂隙，所以剛開始必須澆筑比較深的區(qū)域，停止1～2小時(shí)之后，再進(jìn)行比較薄的區(qū)域。

3.5.6 澆筑的過程中，混凝土的均質(zhì)性能也受到其進(jìn)料的高度作用，如果高度過高，很可能會(huì)出現(xiàn)混凝土的離析現(xiàn)象，使均質(zhì)性能降低，所以一般都使用串筒或溜槽。

3.6 細(xì)部加工

3.6.1 收縮差會(huì)隨著外墻和邊柱的配筋比例差異而有所差別，其相連地方必須安裝1～1.5mΦ10×200、伸入深度為20cm的鋼筋，以避免出現(xiàn)應(yīng)力聚集程度較大而造成縱向裂隙的問題。

3.6.2 因?yàn)榈装迮浣钍且噪p向Φ25伸入基礎(chǔ)梁一、二排主筋中間部分設(shè)計(jì)，這樣就增加了底板以及柱節(jié)點(diǎn)部位板面混凝土保護(hù)層的厚度，所以為了避免有裂隙現(xiàn)象發(fā)生，可以將Φ8×200雙向鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)在柱邊1m范圍之內(nèi)。

3.6.3 對(duì)拉螺桿露出的部位，其全部外墻都要切除，采取ZY比例為10%的1∶2水泥砂漿進(jìn)行嚴(yán)封；針對(duì)穿外墻的全部管路都要進(jìn)行防水加工。

3.7 完善混凝土儲(chǔ)熱的養(yǎng)護(hù)工序

混凝土澆筑、振搗結(jié)束之后，需再起外層蓋一張塑料薄膜，同時(shí)鋪兩層麻袋，并且按時(shí)灑水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，防止其由于蒸發(fā)過快，降低了內(nèi)外溫度差。按照測得的實(shí)際溫度，如果還有必要進(jìn)行更強(qiáng)的保溫工作，就應(yīng)該適當(dāng)?shù)卦偌由w一些麻袋等。應(yīng)該等到混凝土整體的溫度與其外層溫度相差不大的時(shí)候才可拆掉模板。因?yàn)閼?yīng)用的是循環(huán)水降低混凝土的溫度方式和效果較好的保溫策略，其內(nèi)外溫差保持在10℃以下，所以當(dāng)去掉保溫物料的時(shí)候，并沒有裂隙現(xiàn)象的出現(xiàn)，并且其各種試驗(yàn)項(xiàng)目也都達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。在澆搗工作完畢后的28d，采取超聲波儀進(jìn)行檢測，也沒有檢測出不良裂隙的存在，這些足以說明此項(xiàng)工程中的所有方案都是科學(xué)的，被大家認(rèn)可的。

4 結(jié)語

簡而言之，大體積混凝土被人們廣泛地應(yīng)用在大型建筑基礎(chǔ)、橋梁、自來水清水池、沉淀池等工程建設(shè)中，所以，在施工過程中，應(yīng)該特別注意掌握好其工作技巧，確保每項(xiàng)工作的有效性，從而達(dá)到建筑的項(xiàng)目要求。

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