淺談大體積混凝土在水工建筑中的施工技術(shù)方法

摘要：在施工上，結(jié)構(gòu)整體性要求高，一般要求整體澆筑，不留施工縫。為確保結(jié)構(gòu)安全，水利工程大體積混凝土的施工質(zhì)量控制成為當(dāng)代工程建設(shè)人員所面臨的重要課題。為此本文以基礎(chǔ)理論為依據(jù)以實踐經(jīng)驗為依托淺談水利工程大體積混凝土施工方法與質(zhì)量控制的一些要點。

關(guān)鍵詞：水利工程；大體積混凝土；質(zhì)量控制

一、水利工程大體積混凝土的界定與特點

（一）水利工程大體積混凝土的界定

“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時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)計超過25℃的混凝土，稱為水利工程大體積混凝土”。

混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m3的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。

（二）水利工程大體積混凝土的特點

結(jié)構(gòu)厚實，混凝土量大，工程條件復(fù)雜（一般都是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)），施工技術(shù)要求高，水泥水化熱較大（預(yù)計超過25度），易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。水利工程大體積混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產(chǎn)生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當(dāng)，溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產(chǎn)生裂裂縫。

二、水利工程大體積混凝土的施工方法

根據(jù)一般要求，對基礎(chǔ)底板混凝土進行溫度檢測；基礎(chǔ)底板混凝土中部中心點的溫升高峰值，該溫升值一般略小于絕熱溫升值。一般在混凝土澆筑后3d左右產(chǎn)生，以后趨于穩(wěn)定不在升溫，并且開始逐步降溫。規(guī)范規(guī)定，對水利工程大體積混凝土養(yǎng)護，應(yīng)根據(jù)氣候條件采取控溫措施，并按需要測定澆筑后的混凝土表面和內(nèi)部溫度，將溫差控制在設(shè)計要求的范圍內(nèi)；當(dāng)設(shè)計無具體，要求時，溫差不宜超過25度；若工程設(shè)計無具體要求，即按規(guī)范執(zhí)行。表面溫度的控制可采取調(diào)整保溫層的厚度。

三、水利工程大體積混凝土的質(zhì)量控制

（一）水利工程大體積混凝土施工的主要問題

1.泌水現(xiàn)象

由于混凝土分層分段澆筑，使混凝土上下澆筑層施工間隔時間較長，各分層之間產(chǎn)生泌水層，導(dǎo)致混凝土層間粘結(jié)力降低。

2.干燥收縮裂縫

混凝土硬化后，內(nèi)部的游離水會由表及里逐漸蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土相應(yīng)地產(chǎn)生干燥收縮。在約束條件下，收縮變形導(dǎo)致的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現(xiàn)由表及里的干燥收縮裂縫，影響結(jié)構(gòu)的耐久性和承載能力。

3.溫度裂縫

水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，每克水泥放出502J的熱量，如果以水泥用量350—550kg/m3來計算，每m3混凝土將放出17500—27500kJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高，在澆筑溫度的基礎(chǔ)上，通常升高35℃左右，如果澆筑溫度為28℃，則混凝土內(nèi)部溫度將達到65℃左右。如沒有降溫措施或澆筑溫度過高，混凝土內(nèi)部的溫度還會更高?；炷羶?nèi)部的最高溫度大約發(fā)生在澆筑后的3—5d，因為混凝土內(nèi)部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度高，表面溫度低，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應(yīng)力，當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，就會產(chǎn)生裂縫。

4.施工冷縫

因水利工程大體積混凝土的混凝土澆筑量大，在分層澆筑中，前后分層澆筑的間隔時期沒有控制在混凝土的初凝之前，遇到了停電、停水及其它惡劣氣候條件等因素的影響，致使混凝土不能連續(xù)澆筑而出現(xiàn)冷縫。

（二）水利工程大體積混凝土澆筑的溫度控制

1.測溫制度

在水利工程大體積混凝土工程施工前，應(yīng)制定得力的溫控施工方案和技術(shù)保證措施，來確定澆筑塊體的升溫峰值、內(nèi)外溫差及降溫速度的控制指標。

自混凝土開始澆筑起72h內(nèi)，每2h讀取數(shù)據(jù)1次；澆筑后（47）d內(nèi)，每4h讀取數(shù)據(jù)1次；以后則可根據(jù)測溫結(jié)果和外界環(huán)境溫度變化情況每天選取2次進行溫度觀測。

當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度及混凝土表面溫度與外界環(huán)境溫度之差

2.混凝土出機溫度和澆筑溫度的控制。

混凝土拌和料中，影響混凝土出機溫度的主要因素是砂、石和水的溫度。在施工中，由于氣溫較高，我們要求混凝土攪拌站在砂石堆場搭設(shè)遮陽涼棚，以防太陽直接照射，并在使用前用冷水沖澆骨料，同時要求在水中加冰塊降低水溫。

（三）混凝土澆筑過程控制

混凝土運至現(xiàn)場后及時澆筑，混凝土失去流動性后澆筑困難時，不得二次加水拌合使用。澆筑水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)時，混凝土的入模溫度一般應(yīng)控制在<15℃，夏季施工時≤25℃。澆筑在低溫或負溫下養(yǎng)護的混凝土結(jié)構(gòu)時，混凝土的入模溫度一般應(yīng)≥10℃；預(yù)應(yīng)力橋梁混凝土的入模溫度≤30℃。普通混凝土結(jié)構(gòu)施工時，混凝土拌合物運送至澆筑地點時的溫度≤35℃（夏期施工≤30℃），最低不超過10℃.

澆筑混凝土應(yīng)分層進行，其分層厚度為2O～3Ocm，承臺混凝土澆筑必須是一層澆筑完后再繼續(xù)上層澆筑。澆筑梁體混凝土?xí)r，在全梁范圍內(nèi)水平分層連續(xù)澆筑混凝土；承臺混凝土結(jié)構(gòu)平面面積較大，采用斜向分段、水平分層的方法連續(xù)澆筑混凝土?；炷翝仓B續(xù)進行，當(dāng)因故間歇時，其間歇的時間根據(jù)環(huán)境溫度、水泥性能、水灰比和外加劑類型等條件通過試驗確定。當(dāng)允許間歇時間已超過時，按澆筑中斷處理，同時留置施工縫，并作出記錄。施工縫的平面與結(jié)構(gòu)的軸線相垂直，施工縫處應(yīng)埋入適量的接茬片石、鋼筋或型鋼，并使其體積露出前層混凝土一半左右。澆筑施工縫上層的混凝土?xí)r，前層混凝土的抗壓強度應(yīng)≥1.2MPa，并鑿除原混凝土表層的水泥砂漿薄膜、松動石子或松動混凝土層，將雜物清除干凈?；炷两雍厦嬖炷翜囟缺３?gt;2oC，先鋪抹一層約厚15mm并與混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂漿，或鋪一層厚約30cm的混凝土，其粗骨料應(yīng)比新澆混凝土減少10%，然后再繼續(xù)澆筑新層混凝土。

采用泵送混凝土澆筑時，將澆筑至表層產(chǎn)生的浮漿及時除去，并在混凝土初凝前進行混凝土表面的提漿、壓實、抹光工作。在初凝后，終凝之前進行二次壓抹，以減少混凝土表面的收縮?；炷翝仓^程中，混凝土拌合物實測坍落度與要求坍落度之差的允許偏差符合以下規(guī)定：當(dāng)坍落度≤40mm時，允許偏差為±10mm；當(dāng)坍落度為50～90mm時，允許偏差為±20mm；當(dāng)坍落度≥100mm時，允許偏差為±30mm.

（四）混凝土養(yǎng)護過程控制

為防止混凝土內(nèi)外溫差過大，混凝土的養(yǎng)護應(yīng)根據(jù)當(dāng)時的施工情況和環(huán)境氣溫采取相應(yīng)的措施。夏季混凝土的養(yǎng)護可采用蓄水法，或覆蓋草簾、塑料膜、水膜等方法。

冬季混凝土的養(yǎng)護可采用“夾心式”保溫措施，即一層塑料薄膜+兩層草墊+一層塑料薄膜，同時用塑料薄膜加草墊密封混凝土側(cè)模，外圍可用跳板或彩條布圍實保溫。養(yǎng)護期間應(yīng)隨時向草墊中添加熱水以保證一定溫濕度，夜間低溫期間可以用碘鎢燈升溫。

四、總結(jié)

綜上所述，在水利工程大體積混凝土施工過程中出現(xiàn)問題不外乎以下五個不到位，即設(shè)計不到位、施工不到位、監(jiān)理不到位、檢測不到位、驗收不到位。五個不到位嚴重影響了工程的質(zhì)量。為了保證混凝土施工質(zhì)量，在優(yōu)化原材料和施工配合比、采用切實可行的混凝土澆筑方案、做好混凝土養(yǎng)護和測溫等方面采取有效技術(shù)措施，堅持管理，完全可以讓溫度裂縫、施工裂縫等質(zhì)量通病得到有效的控制。