土木工程大體積混凝土施工質(zhì)量控制研究

李寶

【摘要】近年來，隨著各類建筑工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，大體積混凝土在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛。城市現(xiàn)代化建設(shè)中，高層建筑所占的比例越來越多。隨著建筑物高度、體積、厚度等逐漸增加，建筑基礎(chǔ)承受的荷載越來越大，所以大體積混凝土結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于土木建筑工程施工。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝和施工技術(shù)比較復(fù)雜，在其他因素影響下易出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量通病，對工程質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。大體積混凝土在工程領(lǐng)域很普遍，對其施工質(zhì)量控制進(jìn)行研究具有非常重要的意義。大體積混凝土在建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工程建設(shè)中，占有重要地位，工業(yè)與民用建筑中對大體積混凝土的需求越來越多，同時(shí)對其質(zhì)量要求也越來越高.大體積混凝土的施工技術(shù)也不斷地進(jìn)行提高。目前在大體積施工過程之中最容易出現(xiàn)的質(zhì)量通病就是結(jié)構(gòu)的裂縫，結(jié)構(gòu)裂縫給工程質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。而結(jié)構(gòu)的裂縫最主要的原因是因?yàn)樗嗨療岙a(chǎn)生的溫度應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度所造成的。

【關(guān)鍵詞】：土木工程；大體積混凝土；工程結(jié)構(gòu)；施工質(zhì)量；控制措施

【前言】

隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，土木工程施工質(zhì)量要求的不斷提高，大體積混凝土被廣泛應(yīng)用于土木建筑工程中已是必然趨勢。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。大體積緩凝土是一種新型的混凝土材料，與一般混凝土相比，具有水灰比小、強(qiáng)度高、滲透性好、持久性長等顯著優(yōu)勢。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)承受的荷載比較大，易出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象而導(dǎo)致裂縫，因而結(jié)構(gòu)整體性要求高、技術(shù)性高，施工中要嚴(yán)格控制施工技術(shù)，以防止裂縫出現(xiàn)。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在土木工程中應(yīng)用以來，裂縫防治一直是施工中的難點(diǎn)，也是施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

一、施工質(zhì)量控制措施研究概述

土木工程大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施研究在作者多年的工程實(shí)踐過程中，對土木工程大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，深入研究，有了一些感悟。

第一，制定質(zhì)量目標(biāo)，設(shè)置質(zhì)量控制點(diǎn)。為了保證施工質(zhì)量必須制定質(zhì)量目標(biāo)，根據(jù)質(zhì)量目標(biāo)而事先確定一些重點(diǎn)控制對象、關(guān)鍵環(huán)節(jié)或薄弱部位。在質(zhì)量控制點(diǎn)的選擇過程中，一般更加關(guān)注那些技術(shù)難度高、對質(zhì)量影響大或者一旦發(fā)生質(zhì)量問題產(chǎn)生危害廣的部位作為質(zhì)量控制點(diǎn)。在確定質(zhì)量控制點(diǎn)后，施工企業(yè)技術(shù)人員要事先分析可能出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因，再針對這些原因有的放矢地制定對策措施進(jìn)行預(yù)控，以保證工程質(zhì)量。

第二，嚴(yán)格工序的質(zhì)量控制。工序質(zhì)量由工序活動(dòng)條件質(zhì)量與工序活動(dòng)效果質(zhì)量組成，對工序質(zhì)量控制也就是對工序活動(dòng)條件質(zhì)量和工序活動(dòng)效果質(zhì)量進(jìn)行必要的控制，以達(dá)到對整個(gè)工程質(zhì)量進(jìn)行控制的目的。采用的主要措施有：施工藝和操作規(guī)程，是進(jìn)行施工操作的依據(jù)和法規(guī)，是確保工序質(zhì)量的前提，任何人都必須嚴(yán)格執(zhí)行，不得違犯；工序活動(dòng)條件包括的內(nèi)容較多，主要是指影響質(zhì)量的五大因素：即施工操作者、材料、施工機(jī)械設(shè)備、施工方法和施工環(huán)境等，只要將這些因素切實(shí)有效地控制起來，使它們處于被控制狀態(tài)，確保工序投入品的質(zhì)量，避免系統(tǒng)性因素變異發(fā)生，就能保證每道工序質(zhì)量正常、穩(wěn)定。

二、大體積混凝土施工中存在問題及原因

現(xiàn)代建筑經(jīng)常涉及到大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)等。該結(jié)構(gòu)優(yōu)勢主要在于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承重性好，但是由于體積大，使得大體積混凝土施工工藝較為復(fù)雜，存在的問題并不是單一的力學(xué)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度問題，更多地體現(xiàn)在溫度變化引起的變形和裂縫等問題，這是大體積混凝土施工中需要解決也是面臨的重大課題?？茖W(xué)分析，泌水、溫度裂縫、收縮裂縫、施工冷縫等問題是大體積混凝土施工中比較常見的質(zhì)量通病，其中裂縫最為嚴(yán)重。為了有效防止裂縫，確保大體積混凝土的施工質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)一步了解導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的原因。

按裂縫種類的不同，可將裂縫產(chǎn)生的原因概括為三方面。第一，由干縮引起的裂縫?；炷劣不?，內(nèi)部的游離水由表及里逐漸蒸發(fā)掉，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)干裂收縮而產(chǎn)生裂縫，對混凝土結(jié)構(gòu)的承重性有負(fù)面影響。第二，由溫度引起的裂縫。大體積混凝土由于體積過大，內(nèi)部散熱不好，以致于混凝土表面溫度低、內(nèi)部溫度高，形成溫度梯度，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)因溫度而產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)溫度應(yīng)力高于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會出現(xiàn)裂縫。第三，因施工引起的裂縫。大體積混凝土因體積大，混凝土澆筑量大，如果分層澆筑中不能有效控制澆筑間隔時(shí)間，就會出現(xiàn)冷縫。

三、大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施

（1）施工質(zhì)量控制要求

合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式。混凝土水化熱是導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的主要原因之一，要求合理地設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式，以達(dá)到降低水化熱影響的目的。例如，根據(jù)懸索橋錨碇受力特點(diǎn)，挖空非關(guān)鍵受力部位混凝土，或者通過土方嚴(yán)重盡可能降低混凝土體積。合理添加膨脹劑。添加膨脹劑的目的在于使混凝土內(nèi)部形成一定的預(yù)壓力，用以補(bǔ)償混凝土溫度應(yīng)力，進(jìn)而防止出現(xiàn)裂縫。合理確定混凝土評定驗(yàn)收時(shí)間。由于大體積混凝土施工時(shí)間長，工程質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)間也應(yīng)作出相應(yīng)調(diào)整。另外，還要合理設(shè)計(jì)觀測點(diǎn)水準(zhǔn)路線，確保線路選擇的靈活性。

（2）施工質(zhì)量控制措施

控制好混凝土入模與拆模溫度。為了達(dá)到控制溫度的溫度，降低溫度應(yīng)力效應(yīng)，最好將混凝土入模溫度控制在25℃以下。具體措施：保持通風(fēng)良好，通過灑水降低混凝土溫度，控制好攪拌水溫度，將混凝土入磨溫度保持在25℃以下，同時(shí)要在混凝土溫度在9℃以下的時(shí)候拆模。加強(qiáng)原材料、半成品、成品質(zhì)量的檢驗(yàn)、試驗(yàn)、計(jì)量等技術(shù)管理工作，定時(shí)檢查各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，認(rèn)真記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)。做好混凝土澆筑前的準(zhǔn)備工作。具體的準(zhǔn)備工作不僅包括機(jī)械設(shè)備、人員等，還要做好面對惡劣環(huán)境的準(zhǔn)備，在預(yù)案方案中考慮清楚各種不利于混凝土澆筑質(zhì)量的因素。為此，在混凝土澆筑工作正式開始前應(yīng)召開技術(shù)交流大會，仔細(xì)研討各項(xiàng)需要準(zhǔn)備的工作。具體事項(xiàng)包括：電源及備用電源、振搗棒及備用振搗棒檢查等；提前半小時(shí)準(zhǔn)備班組交接工作；采用泵送方式澆筑混凝土?xí)r應(yīng)做好塔吊配工作；如果遇到雨天，應(yīng)做好防雨準(zhǔn)備；準(zhǔn)確估計(jì)每一車混凝土數(shù)量，確保澆筑工作的連貫性。

采用合理的澆筑方法。大體積混凝土澆筑通常采用分區(qū)、分層的方式。為了保證混凝土澆筑質(zhì)量，施工中要合理考慮分段、分工施工，結(jié)合具體的情況安排澆筑順序以及混凝土供應(yīng)等問題。采用"斜面分層、薄層澆搗、循序推進(jìn)、一次到邊"連續(xù)施工方法，階梯式分層推進(jìn)，將泌水處理工藝簡單化，使各段混凝土緊密結(jié)合在一起。

振搗。根據(jù)泵送時(shí)自然形成的流淌斜坡度，在每條澆筑帶的澆搗面前、中、后各布置3臺振動(dòng)器，為混凝土提供良好的散熱條件，并降低表面泌水現(xiàn)象。

泌水處理。泌水現(xiàn)象的存在嚴(yán)重影響了混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，為其結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性造成了嚴(yán)重威脅，為此一定要注意泌水處理。具體措施：混凝土墊層施工時(shí)形成一定的坡度，及時(shí)排除掉泌水。

表面處理。完成混凝土澆筑工作后，在初凝前應(yīng)用長木尺抹平，并在終凝前抹光閉合收水，將混凝土表面打磨光滑，處理好縫隙，利于控制表面龜裂，降低表面水分蒸發(fā)。

養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)階段是混凝土結(jié)構(gòu)性能形成的重要階段，也是質(zhì)量控制的重要階段。大體積混凝土養(yǎng)護(hù)期間，通過溫度測試儀器24小時(shí)監(jiān)測混凝土內(nèi)外部溫度，及時(shí)掌握內(nèi)外部溫度變化，一旦發(fā)現(xiàn)溫度超過合理的溫度值，及時(shí)采取針對性的處理措施。除了溫度監(jiān)測外，還要采用合理的養(yǎng)護(hù)方式。混凝土養(yǎng)護(hù)通常包括保溫、保濕等幾種常用方式。具體措施：采用塑料薄膜與草袋相間覆蓋方式。首先，在混凝土表面覆蓋2層塑料薄膜，用于防止水分蒸發(fā)。然后，在塑料薄膜上面覆蓋3層以上的草席或麻布，減少混凝土內(nèi)外部溫差。如果水分蒸發(fā)過多、過快，可以在下層薄膜與底板接觸表面灑水，補(bǔ)充混凝土水分，同時(shí)注意不要灑水過多。

【結(jié)束語】

隨著建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，土木工程施工質(zhì)量要求的不斷提高，大體積混凝土被廣泛應(yīng)用于土木建筑工程中已是必然趨勢。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。從建筑市場施工技術(shù)發(fā)展來看，大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用范圍最廣的新技術(shù)，盡管有著裂縫這一重要致命弱點(diǎn)，只要施工中嚴(yán)加規(guī)范、注意存在的潛在威脅，根據(jù)質(zhì)量控制要求制定嚴(yán)密的施工質(zhì)量控制方案，使大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量得到有效控制和保障。

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