建筑施工中的大體積混凝土澆筑技術(shù)解析

周榮興

摘 要：近年來，大體積混凝土澆筑技術(shù)被廣泛應(yīng)用于在建筑工程中。本文簡(jiǎn)要的介紹了大體積混凝土技術(shù)的特點(diǎn)；闡述了大體積混凝土澆筑技術(shù)的要求和常見的質(zhì)量通病；最后，結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，探討和提出了大體積混凝土澆筑的技術(shù)控制要點(diǎn)，主要包括原材料、澆筑方式、配合比優(yōu)化和溫控措施等。

關(guān)鍵詞：建筑施工；大體積混凝土、技術(shù)控制

日本建筑學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時(shí)水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土”。隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，大體積混凝土已被廣泛的應(yīng)用于高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等工程。然而，在澆筑過程中，沒有科學(xué)合理的施工措施，它極易產(chǎn)生施工裂縫、溫度裂縫和泌水等質(zhì)量通病。因此，嚴(yán)格執(zhí)行和優(yōu)化大體積混凝土澆筑技術(shù)方案是避免質(zhì)量通病的重要措施。本文就大體積混凝土澆筑技術(shù)的特點(diǎn)作了簡(jiǎn)要的介紹，并闡述了澆筑的要求和常見的質(zhì)量通??；鑒于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際工程應(yīng)用中取得良好的效果，并得到社會(huì)的認(rèn)可和良好的發(fā)展。

1 大體積混凝土澆筑技術(shù)的特點(diǎn)

建筑施工中大體積混凝土澆筑施工是一項(xiàng)綜合復(fù)雜的工程，并要求澆筑一氣呵成。因此，它具備不同的特點(diǎn)：①澆筑結(jié)構(gòu)厚大，混凝土需量大，施工條件復(fù)雜（一般都用于現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）；②施工工藝和設(shè)備復(fù)雜，水泥水化熱較大；③大體積混凝土還受到平面尺寸的制約。若平面尺寸過大，由約束力產(chǎn)生的溫度應(yīng)力越大，當(dāng)超過混凝土的極限拉壓力數(shù)值時(shí)，則容易產(chǎn)生溫度裂縫等質(zhì)量通病。出于其獨(dú)特的特點(diǎn)，大體積混凝土已被廣泛的應(yīng)用于建筑施工工程中，但必須加以控制其質(zhì)量通病的發(fā)生，才能有良好的發(fā)展。

2 澆筑的要求與質(zhì)量通病

2.1 施工工藝及澆筑方法的要求

通常地下室基礎(chǔ)底板以設(shè)計(jì)后澆帶為界，將其分成為若干個(gè)獨(dú)立板塊，最后通過后澆帶的連接將分塊的混凝土連成一個(gè)整體。

2.1.1 大體積分層澆筑：當(dāng)?shù)叵率一A(chǔ)底板按專項(xiàng)方案要求分成若干個(gè)獨(dú)立板塊進(jìn)行分層澆筑時(shí)，必須在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑，以防止混凝土施工冷縫的出現(xiàn)。

2.1.2 后澆帶的澆筑：澆筑基礎(chǔ)后澆帶時(shí)，應(yīng)充分考慮到補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹效應(yīng)，當(dāng)后澆帶的直線長(zhǎng)度大于50m時(shí)，混凝土要分兩次澆筑，時(shí)間間隔為5～7d；

2.1.3 澆筑方法：大體積混凝土澆筑與普通混凝土澆筑一樣，宜采用二次振搗工藝，在混凝土硬化前1～2h應(yīng)抹壓，以防止收縮裂縫的產(chǎn)生。

2.1.4 防雨措施：在澆筑前，應(yīng)全面掌握當(dāng)時(shí)的氣象情況，以盡量避開雨天施工；若實(shí)在無法避開雨天施工，應(yīng)事先做好防雨措施，如：搭設(shè)雨蓬或分段搭雨蓬的辦法進(jìn)行澆筑。

2.2 質(zhì)量通病

大體積混凝土澆筑施工所涉及到的工序、設(shè)備和施工方法較多，若某一環(huán)節(jié)出差錯(cuò)往往會(huì)導(dǎo)致不同程度的質(zhì)量通病，常見的質(zhì)量通病如下表1所示。

3 大體積混凝土澆筑技術(shù)控制要點(diǎn)

3.1 大體積混凝土原材料的優(yōu)選

為了確保大體積混凝土施工質(zhì)量，大體積混凝土既要滿足施工要求（如混凝土的工作性和體積穩(wěn)定性），又要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求（如混凝土的耐久性、抗?jié)B性和設(shè)計(jì)強(qiáng)度），所以對(duì)大體積混凝土原材料的優(yōu)選顯得尤為重要。對(duì)于水泥（標(biāo)號(hào)）、碎石、砂及水等原材料的來源均應(yīng)同一廠家、同一品牌和同一規(guī)格型號(hào)。粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配，細(xì)骨料盡量使用中粗砂；外加劑宜采用緩凝劑、減水劑；摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。

在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，應(yīng)增加摻合料、骨料的用量。同時(shí)，混凝土所用的水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的原材料，例如粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。

表1 大體積混凝土澆筑的質(zhì)量通病及預(yù)控措施

名稱 原因分析 預(yù)控措施

溫度裂縫 大體積混凝土澆筑時(shí)，內(nèi)部水化熱大且不能及時(shí)散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度升高，形成較大內(nèi)外溫差和收縮作用，從而形成初期的表面裂紋和后期的內(nèi)部裂紋 ①宜選用水化熱較低的水泥；②在保證砼強(qiáng)度的條件下，盡量減少水泥用量和每立方米砼的用水量；③可在砼中摻入適量的礦物摻料、粉煤灰，也可采用減水劑；④在基礎(chǔ)內(nèi)預(yù)埋循環(huán)冷卻水管進(jìn)行降溫。

施工、干燥收縮裂縫 澆筑過程中，未及時(shí)供應(yīng)混凝土，或施工方式不正確導(dǎo)致施工縫；水泥水化的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致砼失水引起體積收縮變形，砼受到地基和其他結(jié)構(gòu)的邊界條件的約束就會(huì)引起拉應(yīng)力，當(dāng)超過了砼抗拉強(qiáng)度極限值時(shí)就可能產(chǎn)生貫通整個(gè)截面的裂縫 摻入適量的U型混凝土膨脹劑，防止或減少混凝土收縮開裂，并使混凝土致密化，使混凝土抗?jié)B性提高。在滿足混凝土泵送的條件下，盡量選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子；盡量降低砂率，一般宜控制在42-45%之間。

蜂窩、麻面、孔洞 ①模板表面粗糙或模板縫沒有堵嚴(yán)，模板接觸部分的混凝土失水過多，致使混凝土表面形成許多小凹點(diǎn)。②混凝土攪拌時(shí)間短，加水量不準(zhǔn)，混凝土和易性差，混凝土澆筑后有的地方砂漿少石子多，形成蜂窩。③混凝土澆灌沒有分層澆灌，下料不當(dāng)，造成混凝土離析，因而出現(xiàn)蜂窩麻面。④混凝土澆入后振搗質(zhì)量差或漏振，造成蜂窩麻面。 ①模板安裝前將其表面清理干凈并涂刷隔離劑，澆筑前仔細(xì)檢查模板的防漏漿措施是否到位；②商品混凝土進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)及時(shí)做好每車的坍落度檢測(cè)工作，對(duì)于不合格應(yīng)及時(shí)做退場(chǎng)工作。③混凝土澆筑高度超過2米時(shí)，要采取措施，如用串筒、溜管或振動(dòng)溜管進(jìn)行下料。④混凝土入模后，必須掌握振搗時(shí)間，一般每點(diǎn)振搗時(shí)間約20-30秒。合適的振搗時(shí)間可由下列現(xiàn)象來判斷：混凝土不再顯著下沉，不再出現(xiàn)氣泡，混凝土表面出漿且呈水平狀態(tài)，混凝土將模板邊角部分填滿充實(shí)。

3.2 澆筑方式的優(yōu)化

3.2.1 全面分層

全面分層澆筑混凝土?xí)r，要達(dá)到第一層全面澆筑后返回來澆筑第二層時(shí)，且第一層澆筑的混凝土還未初凝，這樣逐層進(jìn)行澆筑。這種澆筑方式適應(yīng)用于尺寸不大，從短邊開始施工，沿長(zhǎng)邊進(jìn)行的工程，如下圖1所示。

圖1 全面分層澆筑方式

3.2.2 斜面分層

適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度超過厚度的三倍。振搗工作應(yīng)從澆筑層的下端開始，逐漸上移，以保證混凝土施工質(zhì)量，如下圖2所示。

圖2 斜面分層澆筑方式

3.2.3 分段分層

適宜于厚度不太大而面積或長(zhǎng)度較大的結(jié)構(gòu)?；炷翉牡讓娱_始澆筑，進(jìn)行一定距離后回來澆筑第二層，如此依次向前澆筑以上各分層，如下圖3所示。

圖3 分段分層澆筑方式

3.3 混凝土配合比的優(yōu)化

3.3.1 配合比設(shè)計(jì)：大體積混凝土配合比應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》、《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》及《大體積混凝土工程施工技術(shù)規(guī)程》中的有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)。在混凝土級(jí)配中采用雙摻技術(shù)，即在混凝土內(nèi)摻加一定量的Ⅰ級(jí)磨細(xì)粉煤灰和減水劑，進(jìn)一步改善混凝土的坍落度和粘塑性；在滿足可泵送的條件下，應(yīng)盡量減少水泥用量以降低水化熱。同時(shí)，為了減少用水量及減少水化熱的產(chǎn)生，要求混凝土塌落度小于180mm，最好控制在120mm左右；水灰比控制在≤0.50（設(shè)計(jì)要求≤0.55）。

3.3.2 確定施工配合比：在開盤鑒定時(shí)，若實(shí)際混凝土拌合物與試驗(yàn)偏差較大、試泵送不理想，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)配比進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)試驗(yàn)配合比中的坍落度損失率，估算運(yùn)輸、泵送坍落度損失值，以此控制混凝土出罐坍落度。

3.3.3 施工配合比調(diào)整：施工期間如發(fā)現(xiàn)坍落度損失超過預(yù)期，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)配比進(jìn)行調(diào)整；大體積混凝土在按照施工配合比攪拌時(shí)，應(yīng)根據(jù)施工的環(huán)境溫度、試驗(yàn)配合比和混凝土的絕熱溫升值、溫度及裂縫控制的要求，嚴(yán)格控制混凝土的強(qiáng)度值，施工完成后的混凝土強(qiáng)度（60d）不宜大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的1.2倍。

3.4 溫控與混凝土養(yǎng)護(hù)的優(yōu)化

3.4.1 測(cè)溫與溫控

由于混凝土在水化過程中釋放出大量熱量，導(dǎo)致內(nèi)部溫度升高，形成內(nèi)外溫差很大，容易造成混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。所以在大體積混凝土施工中測(cè)溫措施尤為重要。測(cè)溫宜采用電子測(cè)溫儀；溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)根據(jù)底板的澆筑方向、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及預(yù)計(jì)溫度場(chǎng)布置，對(duì)每一個(gè)測(cè)點(diǎn)，沿深度方向約500mm布置傳感器，上、下兩點(diǎn)各距上、下表面250mm；溫度監(jiān)測(cè)頻度的控制應(yīng)根據(jù)混凝土升溫、降溫階段進(jìn)行，初期混凝土升溫較快；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，混凝土內(nèi)部的溫升主要集中在澆筑后的3～5d，此時(shí)溫升可達(dá)到或接近最高峰值，之后緩慢降溫。

3.4.2 混凝土養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)主要有保濕法和保溫法，且通常采用保溫法，即在混凝土成型后，覆蓋塑料薄膜和保溫材料養(yǎng)護(hù)或采用薄膜養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，大體積混凝土澆筑施工是一件綜合復(fù)雜的工作，影響施工質(zhì)量的因素較多。為避免質(zhì)量通病的產(chǎn)生，必須采用科學(xué)合理的澆筑技術(shù)控制措施，這樣才能保證大體積混凝土澆筑的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉思遠(yuǎn)，邵澤杰.建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術(shù)探析[J].工程技術(shù).2013：214.

[2] 李金燕，董文杰.建筑施工中大體積混凝土的澆筑關(guān)鍵技術(shù)分析[J].中華民居.2012：73.

[3] 《大體積混凝土工程施工技術(shù)規(guī)程》DB33/T1024-2005.