淺談水利工程大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用

萬(wàn)曉銳

（安徽海博建設(shè)工程有限公司 安徽合肥 230000）

淺談水利工程大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用

萬(wàn)曉銳

（安徽海博建設(shè)工程有限公司 安徽合肥 230000）

近年來(lái)，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及我國(guó)水利事業(yè)的發(fā)展，我國(guó)政府相關(guān)部門加大了對(duì)水利工程建設(shè)的投資力度，水利工程施工技術(shù)以及施工理念進(jìn)行著不斷地革新。由于大體積混凝土施工工藝較為復(fù)雜且施工質(zhì)量影響因素較多，因此本文從現(xiàn)階段水利工程大體積混凝土施工難點(diǎn)入手，對(duì)水利工程大體系混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

水利工程；大體積；大體積施工技術(shù)；應(yīng)用

前言

大體積混凝土具有強(qiáng)度高、可塑性強(qiáng)、抗震性好且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)階段建筑工程中得到了廣泛的應(yīng)用。水利工程作為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，不但關(guān)系著水利工程周邊居民的人身安全，而且影響著我國(guó)綜合國(guó)力的發(fā)展步伐。為了提高水利工程施工質(zhì)量，對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行分析具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 大體積混凝土施工難點(diǎn)

大體積混凝土一般為混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體尺寸不小于2m或是一次澆筑量不小于1000m3。如圖1所示，大體積混凝土在實(shí)際施工過(guò)程中一般利用現(xiàn)代化機(jī)械裝置進(jìn)行泵送混凝土?，F(xiàn)階段大體積混凝土的施工技術(shù)難點(diǎn)主要在于如何有效地控制混凝土裂縫問(wèn)題。

圖1 現(xiàn)代化機(jī)械裝置泵送混凝土

1.1 收縮裂縫

在泵送混凝土施工過(guò)程中為了使混凝土通過(guò)機(jī)械管道運(yùn)達(dá)施工位置，混凝土的含水量一般較大，這雖然在一定程度上保證了泵送混凝土的正常運(yùn)輸，然而由于混凝土含水量較大導(dǎo)致混凝土在凝固時(shí)收縮性也較為嚴(yán)重，極易造成收縮裂縫。收縮裂縫的成因主要為溫度收縮、干燥收縮以及塑性收縮三種。收縮裂縫不僅僅產(chǎn)生于混凝土工程的局部區(qū)域，而是隨著工程的推進(jìn)，收縮力超出混凝土自身的抗拉強(qiáng)度極限后在工程整體出現(xiàn)的大量裂縫，收縮裂縫拼湊在一起會(huì)在很大程度上影響水利工程施工的可靠性與穩(wěn)定性[1]。

1.2 安定性裂縫

現(xiàn)階段混凝土施工建設(shè)過(guò)程中，由于水泥種類繁多且市場(chǎng)對(duì)于水泥質(zhì)量缺乏明確規(guī)范，導(dǎo)致水利工程大體積混凝土施工過(guò)程中難以對(duì)水泥質(zhì)量與安定性進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。由于水泥安定性較差產(chǎn)生的裂縫就稱之為安定性裂縫。與此同時(shí)，外界濕度降低、混凝土材料堿性過(guò)高、建筑物基礎(chǔ)不均勻等原因都會(huì)導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生安定性裂縫。

1.3 溫差裂縫

由于大體積混凝土內(nèi)部與表面在施工過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大的溫度差異，這種大幅度的溫差會(huì)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力會(huì)超出混凝土內(nèi)外的約束力，從而使混凝土產(chǎn)生一定變形導(dǎo)致溫差裂縫的產(chǎn)生。在混凝土澆筑初期，由于混凝土導(dǎo)熱性不強(qiáng)，混凝土大量的水化熱在混凝土內(nèi)部積聚了大量不易散發(fā)的熱量，這種熱量與混凝土表面的室外環(huán)境溫度產(chǎn)生沖突，為混凝土表面帶來(lái)了溫差裂縫。

2 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

2.1 混凝土水化熱導(dǎo)致的溫度應(yīng)力

水利工程的大體積混凝土施工工程具有澆筑量大、澆筑面積廣、澆筑結(jié)構(gòu)尺寸大的特點(diǎn)，導(dǎo)致大體積混凝土內(nèi)部散熱性差，在內(nèi)部溫度不易散發(fā)的情況下，外部混凝土表層與空氣接觸水分快速蒸發(fā)，溫度隨之降低，內(nèi)外溫差導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面在溫度應(yīng)力的作用下產(chǎn)生了溫差裂縫。對(duì)溫度應(yīng)力的控制是現(xiàn)階段大體積混凝土施工過(guò)程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，若混凝土自身的應(yīng)力有限就會(huì)在很大程度上影響混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性。

2.2 混凝土的自身特性

混凝土本身具有一定程度的收縮特性，受外部環(huán)境濕度以及混凝土自身制度的影響，易造成混凝土自身的開(kāi)裂，這種收縮特性在大體積混凝土澆筑工程中表現(xiàn)的尤為明顯，收縮變形量更大導(dǎo)致混凝土更容易在內(nèi)部應(yīng)力的作用下產(chǎn)生裂縫。水利工程外部環(huán)境濕度較大，會(huì)在很大程度上影響混凝土自身的收縮特性，這就需要應(yīng)用一定技術(shù)手段來(lái)進(jìn)行處理。

2.3 混凝土內(nèi)部約束條件影響

大體積混凝土受內(nèi)部約束條件的影響，易產(chǎn)生裂縫。混凝土材料對(duì)結(jié)構(gòu)變化存在著一種內(nèi)部應(yīng)力，但這部分應(yīng)力極為有限，易受到溫度條件以及收縮條件的影響。若混凝土內(nèi)部約束條件較差則會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生一定的混凝土裂縫，混凝土結(jié)構(gòu)承載力受到混凝土自身強(qiáng)度的很大限制。

3 水利工程大體積混凝土施工策略

3.1 大體積混凝土施工技術(shù)橫向分析

3.1.1 合理設(shè)計(jì)混凝土配比

為了提高水利工程大體積混凝土施工的可靠性，在設(shè)計(jì)混凝土配比時(shí)應(yīng)綜合考慮多方面的因素，在盡可能的降低混凝土的水化熱情況的基礎(chǔ)上，采取相應(yīng)的措施減少混凝土的用水量與用砂量，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土緩凝時(shí)間與變形幾率的控制，從而保證混凝土的整體強(qiáng)度[2]。

3.1.2 降低混凝土的入模溫度

在澆筑大體積混凝土?xí)r，施工人員應(yīng)選擇合適的天氣開(kāi)展?jié)仓h(huán)節(jié)，氣溫不易過(guò)熱，天氣也不易過(guò)于潮濕。在夏天進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)應(yīng)適當(dāng)采取遮陽(yáng)、降溫的方法，并加入適量的緩凝型減水劑，從而使模板內(nèi)的熱量得到盡快散發(fā)，盡可能地降低混凝土入模溫度。

3.1.3 嚴(yán)格把關(guān)混凝土質(zhì)量

前文已經(jīng)提到過(guò)，由于現(xiàn)階段混凝土施工建設(shè)過(guò)程中水泥種類較為繁多，且建材市場(chǎng)對(duì)于水泥質(zhì)量缺乏明確的質(zhì)量規(guī)范，導(dǎo)致水利工程大體積混凝土施工過(guò)程中難以對(duì)水泥質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。水泥作為混凝土重要原材料之一，為了保障混凝土的整體質(zhì)量首先應(yīng)當(dāng)保障水泥的整體質(zhì)量。由于大體積混凝土施工過(guò)程中存在溫度裂縫問(wèn)題，因此應(yīng)當(dāng)盡可能地選取低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥配制的混凝土，從而確保水泥水化熱適用于大體積混凝土施工要求。

3.2 大體積混凝土施工技術(shù)縱向分析

3.2.1 施工準(zhǔn)備階段

在水利工程大體積混凝土施工作業(yè)準(zhǔn)備階段，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定對(duì)大體積混凝土施工過(guò)程進(jìn)行模擬與驗(yàn)算，對(duì)大體積混凝土內(nèi)外溫差、溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力以及內(nèi)部約束條件進(jìn)行估算，從而對(duì)混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行把控。在水利工程的澆筑過(guò)程中，混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度的溫差應(yīng)控制在30℃以內(nèi)，并在此技術(shù)上對(duì)降溫速率進(jìn)行控制。

3.2.2 模板施工階段

水利工程大體積混凝土模板施工階段應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，在施工開(kāi)始前應(yīng)對(duì)模板的穩(wěn)定性與可靠性進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，立足于混凝土施工項(xiàng)目的全生命周期分析養(yǎng)護(hù)階段的養(yǎng)護(hù)要求制定科學(xué)的模板施工措施。在拆除模板環(huán)節(jié)除了應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土承載力進(jìn)行控制，還應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土溫度進(jìn)行把控，在控制混凝土內(nèi)外溫差的基礎(chǔ)上開(kāi)展模板拆除工作。

3.2.3 混凝土澆筑階段

水利工程大體積混凝土的澆筑方式主要為分層澆筑與推移澆筑兩種。在大體積混凝土澆筑階段需要盡可能地縮減澆筑時(shí)間間隔，在混凝土初凝前完成澆筑環(huán)節(jié)。在混凝土澆筑完成后還應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行振搗，在澆筑完成后應(yīng)馬上清除混凝土表層的水與底層的砂漿，從而提升混凝土的抗拉強(qiáng)度，保證混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

3.2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)階段

為了保障水利工程大體積混凝土施工的可靠性，不僅應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)混凝土施工策略，而且應(yīng)當(dāng)對(duì)水利工程進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)[3]。如圖2所示，水利工程大體積混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)方法通常采用塑料薄膜覆蓋法對(duì)完成澆筑的混凝土進(jìn)行保護(hù)，對(duì)澆筑過(guò)程中的混凝土可以搭建相應(yīng)的遮陽(yáng)保溫棚與擋風(fēng)保溫棚。同時(shí)施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照相應(yīng)的混凝土養(yǎng)護(hù)周期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)周期內(nèi)對(duì)混凝土內(nèi)外溫差情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大時(shí)需要及時(shí)采取有效的措施，從而保證水利工程的可靠性。

圖2 塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)法

4 結(jié)論

總而言之，隨著國(guó)家對(duì)水利工程建設(shè)的重視逐漸加強(qiáng)，大體積混凝土施工技術(shù)在水利工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。不過(guò)現(xiàn)階段水利工程的混凝土施工仍然存在著大量的問(wèn)題，作為一項(xiàng)復(fù)雜的施工工程，為了保證水利工程的可靠性與穩(wěn)定性，混凝土施工單位應(yīng)深入分析混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題，完善施工技術(shù)，從而保證水利工程的整體工程質(zhì)量。

[1]陳彥平.淺談水利工程大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用分析[J].科技與企業(yè)，2012，23：205.

[2]李鑄石.水利工程大體積混凝土施工技術(shù)探討[J].地下水，2014，06：195～196.

[3]王瑞光.水利工程大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用[J].民營(yíng)科技，2015，08：119.

TV544

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1673-0038（2015）46-0280-02

2015-11-2

萬(wàn)曉銳（1983-），男，工程師。