摘 要:改革開放以來,我國社會主義市場經(jīng)濟得到了快速的發(fā)展,各類工程建設項目的規(guī)模逐漸擴大,大體積混凝土在工程建設結(jié)構(gòu)中的應用范圍也越來越廣泛,大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝比較復雜,很容易出現(xiàn)各種問題,對工程建設造成一定的負面影響。本文主要通過相關(guān)的工程實例研究了大體積混凝土施工中常見的質(zhì)量問題以及質(zhì)量控制技術(shù)。
關(guān)鍵詞:大體積混凝土;施工技術(shù);質(zhì)量控制
根據(jù)以往的施工經(jīng)驗我們了解到,大體積混凝土施工對技術(shù)層面的要求比較高,尤其是在進行項目施工的時候,需要防止混凝土因為溫差變化,出現(xiàn)的應力裂縫問題。因此,在進行項目施工之前要做好充分的準備工作,合理的控制施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題,確保大體積混凝土施工項目能夠順利的進行。
1 大體積混凝土施工的主要特點
(1)進行大體積混凝土施工需要選擇高性能的材料,并且對材料使用耐久性方面的要求比較高。
(2)大體積混凝土的施工難度比較大,很難一次性完成澆筑任務,進行澆筑之前,需要制定詳細的澆筑計劃,一般情況下,人們在施工中常采用分段澆筑的方法進行。
(3)對混凝土的耐久性要求比較高,水泥材料在進行水化的過程中,會產(chǎn)生一定的溫度變化,其中經(jīng)常會摻加一些輔助性的混合材料,通過這種方式降低混凝土的凝結(jié)時間以及水化熱的時間。
(4)混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)面比較多,并且鋼筋材料比較密集。
2 大體積混凝土的質(zhì)量問題
一般情況下,大體積混凝土經(jīng)常出現(xiàn)裂縫的問題,其中的裂縫主要有貫穿性裂縫、表面性的裂縫以及深層次的裂縫等情況。另外,大體積混凝土在進行施工的過程中出現(xiàn)的溫度裂縫,主要有兩方面的原因造成的,一方面混凝土受外部環(huán)境因素的影響比較大,另一方面是內(nèi)部因素的影響,內(nèi)外溫差變化過大就會出現(xiàn)裂縫問題。此外,混凝土的抗拉能力比較差,一旦溫度應力超過了混凝土可以承受的抗拉范圍就會出現(xiàn)裂縫問題。下面,我們詳細的講述幾種引發(fā)混凝土出現(xiàn)裂縫的因素:
(1)水泥遇水化熱的特性。一般情況下,水泥在水化的過程中會根據(jù)自身的特性釋放出一定的熱量,而大體積混凝土結(jié)構(gòu)的表面系數(shù)相對較大,斷面結(jié)構(gòu)比普通混凝土結(jié)構(gòu)要厚,因此,水泥遇水化熱后熱量在混凝土內(nèi)部得不到有效的釋放,當熱量不能及時散發(fā)出去的時候,內(nèi)部溫度就會逐漸的增加,進而導致內(nèi)外之間的溫差增大。
(2)混凝土本身的收縮力。一般來講,水泥混凝土內(nèi)部需要保留有20%的水分,而另外的水分則會被蒸發(fā),水分蒸發(fā)以后混凝土的體積會出現(xiàn)比較明顯的收縮,如果在收縮以后再處于水飽和狀態(tài),干濕交替的情況會直接影響混凝土的使用性能。
(3)受外界溫度變化的影響比較大。在大體積混凝土施工的階段,混凝土澆筑情況會隨著溫度的變化而逐漸的改變。當氣溫出現(xiàn)嚴重變化的時候,混凝土內(nèi)外的溫差會形成明顯的差異,溫差越大,溫度應力的變化也會越大。在高溫的情況,混凝土散熱效果并不明顯,并且持續(xù)的時間會比較長,這對大體積混凝土來講是非常不利的。
3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程實例
3.1 工程概況
上文中講述了引發(fā)大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因,下面我們通過工程實例進行詳細的論述,在張家界永定區(qū)和湘西自治州永順縣交界處有一座大型的地錨式鋼桁加勁梁懸索橋,其主纜跨徑布置大約為200m+856m+190m,其設計為重力式錨碇,長、寬、高分別為55m、46m、47m,該類型屬于典型的大體積混凝土結(jié)構(gòu)。
3.2 錨碇施工部署概況
按照相關(guān)的設計以及溫度控制的要求,錨碇的錨塊高約32m,大體按照17層地澆筑方式進行,平均尺寸為31.5m×46m,混凝土最大一次澆筑量大約為1350m3。因為受山區(qū)地形的影響因素比較大,混凝土攪拌以及錨碇需要在山坳中進行,根據(jù)實際情況,混凝土攪拌站和錨碇基坑邊緣之間的距離大約為150m,在這一過程中,選用輸送泵將混凝土泵送入模。
3.3 大體積混凝土配合比的設計要求
3.3.1 溫度要求
一般情況下,使用的混凝土錨碇為C30的典型大體積混凝土,按照施工的計劃安排,混凝土施工的季節(jié)恰逢在夏季高溫的時候,因此,在施工過程中,如何實現(xiàn)溫度的合理控制是施工中的關(guān)鍵因素,這就需要施工技術(shù)人員從材料的選擇配比等入手,盡量的延長混凝土的凝結(jié)時間,降低混凝土中水化熱的程度,實現(xiàn)溫度計算的要求。
3.3.2 材料的配比選擇要求
材料配比的主要要求是:進行施工選擇的水泥材料不僅要滿足設計的強度要求,還要降低水化熱,確保混凝土具有較好的和易性,在滿足施工材料用量的基礎(chǔ)上,盡可能的降低水和水泥的用量。因此,在施工中人們普遍摻加一定劑量的外加劑,合理的控制水泥灰之間的比例。根據(jù)施工設計的相關(guān)要求,需要在水泥中摻加大約4%的復合液,復合液中的鈣質(zhì)能夠有效的提高混凝土的和易性,可以極大的減少水的用量,一般要將水灰的比例控制在0.55左右,并將混凝土初次凝固的時間控制在5h左右,并選用優(yōu)質(zhì)的級配級碎石。
3.4 大體積混凝土施工質(zhì)量控制
3.4.1 制定詳細的混凝土澆筑方案
一般那情況下,進行大體積混凝土澆筑的方法有:全面分層、分段分層以及斜面分層。全面分層法主要是在第一次全面澆筑彎沉以后,再進行二次澆筑。這種施工方法在平面尺寸適中的情況下使用比較多,在施工時從較短的邊開始進行,沿長邊逐漸推進;分段澆筑方法主要是從底部開始,按照澆筑之前設定好的距離逐層開始,通常適合長度比較大的工程項目;斜面分層主要是在坡度低于1/3的時候進行,從底部開始,逐漸向上移動。
3.4.2 加強混凝土的振搗時間,確?;炷恋拿軐嵆潭?/p>
一般情況下,盡量避免在白天高溫的時候進行施工,盡可能的把混凝土的澆筑時間安排在晚上,這樣可以最大化的實現(xiàn)對混凝土的溫度控制,根據(jù)以往的澆筑經(jīng)驗,通常把澆筑時間控制在12h以內(nèi)。另外,為了有效的保證混凝土的密實度和均勻度,在振搗過程中需要不斷的增強混凝土的抗壓強度,操作人員要不斷加強混凝土的振搗,按照一定的順序進行,將間距控制在300mm,時間控制在15~30s之間,當混凝土表明平整并且沒有出現(xiàn)沉落時,便可以停止振搗。
4 預防混凝土出現(xiàn)裂縫的方法
一般情況下,為了有效的預防混凝土出現(xiàn)裂縫,需要做好施工中混凝土的溫度控制。在施工中降低混凝土的總體溫度,確?;炷羶?nèi)外之間的溫差在可控的范圍以內(nèi),其中混凝土攪拌完成后出機的溫度和澆筑時的溫度比較重要,對出機溫度產(chǎn)生影響比較大的是石子以及水的溫度。因此,在攪拌的過程中需要在其中摻加一定劑量的拌合料。另外還可以采用預埋水管的方式,降低混凝土的澆筑溫度,一般使用冷卻水管的直徑大約為25mm,按照一定的距離進行排列。
5 結(jié) 語
本文通過工程實例論述了大體積混凝土施工需要注意的問題,大體積混凝土施工產(chǎn)生裂縫,究其原因是多種多樣的,在混凝土施工的過程中要不斷優(yōu)化混凝土的配合比例,選擇最佳的施工材料,并嚴格按照相關(guān)的施工工藝,對其進行管理和養(yǎng)護。另外,還需要不斷的總結(jié)施工經(jīng)驗,多進行工作性的總結(jié),盡可能的避免施工過程中的裂縫情況。
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作者簡介:屈磊(1986-),男,漢族,陜西西安人,助理工程師,大學本科,從事工程管理工作。