水利工程大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用分析

丁柏富

（宣城市皖江水利建筑工程有限公司 安徽宣城 242000）

水利工程大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用分析

丁柏富

（宣城市皖江水利建筑工程有限公司 安徽宣城 242000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，水利水電工程也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。為了更好的滿足人民對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施的需求，改革施工技術(shù)、創(chuàng)新施工理念勢(shì)在必行。目前大體積混凝土施工技術(shù)在水利工程中得到了廣泛應(yīng)用，但是大體積混凝土施工技術(shù)具有復(fù)雜性，且容易受到外圍因素的影響，存在很多缺陷。本文主要從大體積混凝土施工技術(shù)的現(xiàn)狀出發(fā)，淺談大體積混凝土施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用。

施工技術(shù)；大體積混凝土；水利工程

引言

伴隨我國(guó)水利工程建設(shè)的不斷發(fā)展，大體積混凝土施工因?yàn)槠鋸?qiáng)度高、成本低、整體性強(qiáng)等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于我國(guó)的大體積混凝土施工技術(shù)發(fā)展較晚，施工人員尚不能完全掌握這門技術(shù)的特性。所以為了避免出現(xiàn)混凝土開裂等現(xiàn)象。為了強(qiáng)化水利工程的施工質(zhì)量，施工人員要自己分析大體積混凝土施工中存在的問題，切實(shí)采取措施確保工程的安全性。

1 大體積混凝土

大體積混凝土具有可塑性強(qiáng)、成本低、強(qiáng)度高、抗震性好等優(yōu)勢(shì)，在水利工程建設(shè)中具有很重要的地位。傳統(tǒng)意義上的大體積混凝土通常指混凝土結(jié)構(gòu)最小段部分，由于澆筑時(shí)所用的鋼筋水泥多，其結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大。同時(shí)其受到水化熱的影響容易出現(xiàn)熱脹冷縮，引發(fā)墻體出現(xiàn)裂縫[1]。目前大體積混凝土大都應(yīng)用于涵洞、水壩、水閘等水利工程的建設(shè)中。但也因?yàn)槠淙菀资芡庖蛴绊懏a(chǎn)生裂縫，所以施工人員要嚴(yán)格把控大體積混凝土的施工質(zhì)量。

2 大體積混凝土施工技術(shù)的難點(diǎn)

大體積混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸很大，且易受到溫度變化的影響。目前在水利工程建設(shè)中，施工人員還難以解決大體積混凝土容易出現(xiàn)裂縫的問題。引發(fā)裂縫的因素有很多，例如水泥牢固性差、溫度變化大、收縮壓不穩(wěn)定等。

2.1 穩(wěn)定性裂縫

混凝土是一種粘土和砂石的混合物，在大體積混凝土施工技術(shù)中需要大面積的混凝土澆筑。由于混合物的水泥安定性達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，容易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。另一方面，混凝土?xí)艿酵鈬鷿穸鹊挠绊?，一旦濕度低于?biāo)準(zhǔn)線混凝土就可能因干縮而出現(xiàn)裂縫。如果配比失衡會(huì)降低混凝土的塑性，使之沉降出現(xiàn)裂縫。

2.2 溫差裂縫

因?yàn)榛炷潦菬岬牟涣紝?dǎo)體，在混凝土澆筑前期，溫差會(huì)導(dǎo)致水化熱的產(chǎn)生使混凝土內(nèi)部溫度不斷上升，等內(nèi)部溫度高過室外環(huán)境溫度，這就形成了內(nèi)外溫差，在混凝土凝結(jié)初期這種溫差會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫；另外，在拆模前后，混凝土表面溫度降低很快，也會(huì)誘使內(nèi)外溫差失衡，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土內(nèi)部達(dá)到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或最低溫度，其與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差，以上3種溫差都會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。但是由水化熱引起的內(nèi)外溫差對(duì)壩體澆筑產(chǎn)生的破壞性較大[2]。

2.3 收縮裂縫

收縮裂縫有很多種，在水利工程中常見的收縮裂縫有3種，分別是溫度收縮、干燥收縮及塑性收縮。大體積混凝土在通過散熱逐漸硬化的過程中會(huì)產(chǎn)生極大的收縮應(yīng)力，當(dāng)這股收縮應(yīng)力強(qiáng)過混凝土本身的抗拉能力后，就會(huì)因收縮不均出現(xiàn)裂縫。

3 大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 優(yōu)化搭配

在大體積混凝土原材料的搭配優(yōu)化方面，不能單從原材料或混凝土結(jié)構(gòu)等方面來看，應(yīng)該與外部因素相協(xié)調(diào)，最明顯的就是混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的水化熱及混凝土的和易性等。施工人員在優(yōu)化混凝土配比是應(yīng)該遵循以下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：①優(yōu)化混凝土配比的主要目標(biāo)就是降低在混凝土澆筑時(shí)產(chǎn)生的水化熱，但這要建立在不損害混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，不能以犧牲混凝土的強(qiáng)度性來?yè)Q取其耐高溫性。②在確?；炷梁鸵仔圆粫?huì)發(fā)生改變的基礎(chǔ)上，施工人員可以視情況通過降低含砂量來減小混凝土結(jié)構(gòu)變性的幾率。③施工人員可以通過控制混凝土的凝結(jié)時(shí)間來合理調(diào)控溫差和濕度，最常見的手法就是通過控制混凝土的用水量來進(jìn)行把控[3]。

水泥是大體積混凝土最主要的混合材料之一，為了保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，選擇適合工程特點(diǎn)的水泥就顯得尤為重要。溫度是影響大體積混凝土穩(wěn)定性的主要原因之一，水泥在與水混合后會(huì)發(fā)生熱能反應(yīng)誘發(fā)溫差裂縫，所以為了滿足大體積混凝土的使用要求，一般情況下最好選用水化熱較低的水泥，例如低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥等，有利于降低溫差裂縫出現(xiàn)的概率。

大體積混凝土的生產(chǎn)必須嚴(yán)格按照國(guó)家制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，確?；炷恋膹?qiáng)度、塌落度、水化熱、收縮壓等指標(biāo)符合工程驗(yàn)收的規(guī)范，為了避免出現(xiàn)劣質(zhì)產(chǎn)品，施工人員在施工中應(yīng)采用檢測(cè)技術(shù)對(duì)混凝土的相關(guān)性能進(jìn)行判定，保障工程的安全性。此外，運(yùn)輸混凝土的交通工具也要謹(jǐn)慎選擇，一般情況下采用具備防雨、防風(fēng)功能的攪拌車，如果有特殊要求的話可以采用其他運(yùn)輸車輛。如果在運(yùn)輸工程中混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，可以邊運(yùn)輸邊攪拌。如果在混凝土澆筑過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不合格，施工人員應(yīng)及時(shí)停止?jié)仓?，將損失降低到最小。

3.2 大體積混凝土施工

大體積混凝土施工的工藝流程見圖1。水利工程在進(jìn)行混凝土澆筑前，施工人員應(yīng)先對(duì)大體積混凝土的收縮應(yīng)力、溫度應(yīng)力及內(nèi)外溫度進(jìn)行驗(yàn)算，求出升溫峰值、降溫速率及內(nèi)外溫差，并以此作為制定溫控措施的依據(jù)。目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)中對(duì)混凝土澆筑的升溫峰值設(shè)置在45℃以內(nèi)，降溫速率為2℃/h，內(nèi)外溫差不超過30℃。

圖1 大體積混凝土施工流程圖

施工人員在進(jìn)行混凝土模板施工時(shí)要首先檢測(cè)模板的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性是否符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范，然后按照混凝土澆筑的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。在拆除大體積混凝土施工模板時(shí)，要嚴(yán)格控制混凝土的溫度、強(qiáng)度及拆除時(shí)間，這些都是可能引發(fā)溫差裂縫的重要因素。

目前我國(guó)采用的混凝土澆筑方式主要有兩種：①推移式連續(xù)澆筑；②分層連續(xù)澆筑（圖2），其中分層連續(xù)澆筑又包括分段澆筑、全面澆筑和斜向澆筑。這兩種澆筑模式都要求在混凝土完成初凝前通過縮短澆筑間的時(shí)間間隔來保證澆筑的連續(xù)性[4]。一般進(jìn)行大體積混凝土澆筑時(shí)，都采用由低到高逐級(jí)澆筑。如果采用分層澆筑法，要對(duì)大體積混凝土采用二次振搗，以減少漏振、過振，提升水利工程的施工質(zhì)量。

圖2 分層連續(xù)澆筑

3.3 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)

由于大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)尺寸很大，且易受到溫度變化的影響等特性，因此施工人員在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，要注意對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行保溫保濕，避免因溫差或濕度差過大而引發(fā)裂縫。目前我國(guó)水利施工部門針對(duì)大體積混凝土的保溫采取的措施通常是在混凝土表面利用塑料薄膜或者麻袋覆蓋一層，這種方式簡(jiǎn)單、快捷，所花費(fèi)的成本也相對(duì)較低。同樣也可以通過搭建擋風(fēng)以及遮陽(yáng)保溫棚來進(jìn)行保溫，這種方式的保溫效果無疑更好，出現(xiàn)裂縫的概率也相對(duì)較低，但是成本對(duì)比相對(duì)較高。此外在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中施工人員還需要嚴(yán)密監(jiān)控混凝土的內(nèi)外溫差，一旦發(fā)現(xiàn)內(nèi)外溫差過大，施工人員應(yīng)該及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行降溫，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少應(yīng)在半月以上。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)城市化、可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程不斷加快，水利工程建設(shè)的地位在國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中越來越高。因?yàn)榭茖W(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，大體積混凝土施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，不過作為一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工程，我國(guó)的大體積混凝土施工技術(shù)仍存在缺陷。施工人員需要繼續(xù)對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行改革創(chuàng)新，特別是針對(duì)其易出現(xiàn)裂縫的問題，從而提升水利工程的穩(wěn)定性和可靠性。

[1]熊國(guó)華，王鵬.水利施工中大體積混凝土抗裂技術(shù)研究[J].江西建材，2016（19）.

[2]李昕，劉亞蓮，鄧凡闊，王宇，陳琳，張治洲.豐滿水電站重建工程廠房大體積混凝土越冬期蓄水保溫[J].水利水電技術(shù)，2016（06）.

[3]李文芳，朱莉華.淺談大體積混凝土施工的質(zhì)量控制——以南水北調(diào)興隆水利樞紐工程為例[J].水利建設(shè)與管理，2016（07）.

[4]曹輝，李曉琴.安谷水電站大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)[J].四川水利，2016（03）.

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2016-9-2