淺析水利工程的大體積混凝土施工工藝

王建華+馬華明

1.寧夏銀川市水利工程隊(duì)2.寧夏水利電力工程學(xué)校

【摘 要】水利工程是國家的重要建設(shè)部門，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要的基礎(chǔ)性作用。在水利工程施工中大體積混凝土工藝扮演著重要的角色，被廣泛地采用。本文首先論述了大體積混凝土的概況，并分析了混凝土在施工過程中產(chǎn)生裂縫的原因，最后分析了在水利工程中大體積混凝土的施工工藝狀況。

【關(guān)鍵詞】水利工程；大體積混凝土；溫度應(yīng)力；裂縫；施工技術(shù)

1.我國水利工程中大體積混凝土的概述

在混凝土結(jié)構(gòu)最小長(zhǎng)度一米或者一米以上的混凝土結(jié)構(gòu)被稱之為大體積混凝土，大體積混凝土的特點(diǎn)比較明顯，例如所用的混凝土量比較大、結(jié)構(gòu)比較大、需要布置較多的鋼筋、受多種因素影響，顯而易見優(yōu)點(diǎn)也比較明顯，例如強(qiáng)度以及抗震性比較高、比較節(jié)約成本，成型性強(qiáng)等。因?yàn)樵跐仓倪^程中在大體積混凝土承受的面積比較廣，因此受水化熱作用比較明顯隨之產(chǎn)生溫度應(yīng)力，同時(shí)很容易影響混凝土的本身特性，于是就產(chǎn)生了裂縫。在我國存在著很多關(guān)于水利水電工程的施工項(xiàng)目，具體在水庫大壩、水庫水閘、以及橋梁涵洞等項(xiàng)目中有著廣泛的運(yùn)用。所以，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)有效管控大體積混凝土的具體施工質(zhì)量，避免裂縫的產(chǎn)生，提高我國水利工程的整體質(zhì)量[1]。

2.在施工過程中大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析

2.1在施工中由于水熱化而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力

大體積的混凝土，本身具有體積與面積比較大的特點(diǎn)，同時(shí)尺寸也比較大，所以在散熱性能上大體積混凝土就不太好，影響水泥排放中的熱量，從而在散熱性能上大體積混凝土就比較差，溫度應(yīng)力就是在這種狀況下出現(xiàn)的。首先在大體積混凝土內(nèi)部存在著比較高的溫度，而散熱情況由滿足不了溫度的需求，這樣在內(nèi)部與外部之間就存在著很大的溫度差異，當(dāng)溫差達(dá)到一定程度的時(shí)候就產(chǎn)生了大體積混凝土的裂縫問題。根據(jù)有關(guān)權(quán)威調(diào)查數(shù)據(jù)，當(dāng)內(nèi)外溫差在25攝氏度及以上的時(shí)候，就會(huì)隨著溫度的具體差異產(chǎn)生相應(yīng)大小的裂縫問題[2]。

2.2混凝土的自身特性決定了會(huì)有裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生

除了溫差以外，混凝土出現(xiàn)裂縫的原因還有混凝土自身的收縮特性。當(dāng)對(duì)澆筑澆筑完了以后，在空氣中首先大體積混凝土內(nèi)部中含有的水很很快的蒸發(fā)，在水分蒸發(fā)的同時(shí)混凝土就會(huì)變形并且收縮?；炷恋捏w積越大，其變形的幅度也會(huì)更大，在混凝土內(nèi)部應(yīng)力也會(huì)增加，在這種情況下就越容易產(chǎn)生裂縫。

2.3混凝土自身的內(nèi)部約束條件會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生

在混凝土的變形收縮和混凝土的內(nèi)部約束力之間有著千絲萬縷的聯(lián)系。當(dāng)混凝土內(nèi)部比較穩(wěn)固且約束力比較強(qiáng)的時(shí)候，就可以避免比較大的應(yīng)力的產(chǎn)生，從而避免了混凝土裂縫的出現(xiàn)，反之，當(dāng)混凝土內(nèi)部約束比較有限的時(shí)候，就會(huì)產(chǎn)生過大的應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

2.4混凝土比較容易受到外部溫度的變化影響

在大體積混凝土的施工階段，外界溫度的情況對(duì)混凝土的開裂與否具有顯著的作用力?；炷羶?nèi)部的溫度情況在受到澆筑溫度情況與水泥水化熱的絕熱溫度影響的同時(shí)，也與混凝土的散熱溫度情況有著直接的關(guān)系。當(dāng)外界溫度較高的時(shí)候，混凝土的澆筑溫度就會(huì)相應(yīng)地增高。當(dāng)外界溫度下降的時(shí)候，尤其是溫度突然下降，就會(huì)使外層混凝土和內(nèi)部的溫度之間產(chǎn)生非常大的梯度，導(dǎo)致溫差應(yīng)力的產(chǎn)生，使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。根據(jù)這種理論，為了避免裂縫的出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土表面溫度和外界氣溫之間的溫差進(jìn)行有效地把控。

3.水利工程中關(guān)于大體積混凝土的施工工藝分析

3.1完善混凝土材料的配比

首先在材料的選擇上，應(yīng)當(dāng)根據(jù)大體積混凝土的要求選擇質(zhì)量最為合適的水泥。因?yàn)榇篌w積混凝土本身比較容易導(dǎo)致比較高的熱量的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生水化影響，所以水化熱比較低的水泥對(duì)于大體積混凝土的最為有利的材料選擇。

其次是關(guān)于混凝土材料的配比方面，應(yīng)當(dāng)僅僅圍繞大體積混凝土的設(shè)計(jì)要求與相關(guān)規(guī)范進(jìn)行。在設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)滿足三個(gè)方面的要求，首先，在有效降低水熱化的同時(shí)，使大體積混凝土的設(shè)計(jì)與整體質(zhì)量和相應(yīng)的指標(biāo)能夠滿足工程的要求；其次，在保證混凝土施工與易性的同時(shí)，采用不同的方式來穩(wěn)定混凝土施工過程中的和易性，為了降低混凝土的變形程度可以在施工中使用比較少的用砂量，最后有效把握住混凝土的凝固性，能夠有效降低混凝土對(duì)水的需求[3]。

在大體積混凝土施工中，應(yīng)嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)要求完成有效地試驗(yàn)，以此保證混凝土的性能等有關(guān)指標(biāo)的正常。當(dāng)大體積混凝土運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)當(dāng)邀請(qǐng)專業(yè)的運(yùn)輸團(tuán)隊(duì)進(jìn)行運(yùn)輸，攪拌車應(yīng)當(dāng)能夠防水防風(fēng)。為了避免混凝土離析，在混凝土運(yùn)輸?shù)恼w過程中都應(yīng)當(dāng)保持不停的攪拌狀態(tài)。在施工過程中有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)運(yùn)輸?shù)幕炷僚c施工要求不相符的情況，這時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)這批混凝土進(jìn)行大膽得舍棄，選用合格的混凝土，不能對(duì)混凝土進(jìn)行強(qiáng)行得使用，以防影響整個(gè)工程的質(zhì)量。

3.2對(duì)大體積混凝土控制指標(biāo)的測(cè)算

為了保證大體積混凝土的施工質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工過程中的相應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行事先的測(cè)算，比如收縮與溫度應(yīng)力以及混凝土的溫度，根據(jù)測(cè)量得出控制指標(biāo)例如內(nèi)部與外部的溫差、升溫的最高值與降溫的速率等，之后根據(jù)得到的控制指標(biāo)等進(jìn)行合理的溫度控制。在水利工程進(jìn)行的過程中，大體積混凝土入模的升溫巔峰值為45℃，內(nèi)部與外部的溫差不能超過25℃，在降溫速率方面是每小時(shí)兩度。

3.3關(guān)于混凝土的澆筑工作方面

在施工過程中存在著兩種不同的方式對(duì)大體積混凝土的進(jìn)行澆筑。第一種是進(jìn)行分層澆筑，第二種是通過推移進(jìn)行連續(xù)澆筑。就分層澆筑來說又包括全面、分段以及斜向分層三種方式。在大體積混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)當(dāng)有效把握澆筑的時(shí)間間隔，設(shè)置合理的時(shí)間，盡量把澆筑時(shí)間縮短以防止混凝土凝固。在澆筑的順序方面，遵從自上而下以及從低到高的順序進(jìn)行澆筑。同時(shí)在混凝土的結(jié)構(gòu)方面，澆筑完混凝土長(zhǎng)的一側(cè)之后再澆筑短的那一測(cè)，同時(shí)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行連續(xù)澆筑。采用分層澆筑時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意在澆筑工作完成之后進(jìn)行及時(shí)地振搗，大體積混凝土應(yīng)當(dāng)采用二次振搗，并對(duì)振搗的時(shí)間與強(qiáng)度進(jìn)行有效地把控，避免出現(xiàn)漏搗與振搗過度，提高大體積混凝土整體的結(jié)構(gòu)與質(zhì)量。

3.4在大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作方面

在大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)方面，應(yīng)當(dāng)充分考慮混凝土的具體性能特點(diǎn)，在對(duì)混凝土進(jìn)行有效保濕的同時(shí)也要做到及時(shí)的保溫。在具體的工作中一般是在混凝土澆筑完了以后用塑料薄膜或者大麻袋對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋以保溫，這種養(yǎng)護(hù)方式比較節(jié)約成本，或者搭建專業(yè)的擋風(fēng)與遮陽棚，但是這種養(yǎng)護(hù)成本比較高。

4.結(jié)束語

大體積混凝土的施工工藝與技術(shù)對(duì)于水利工程整體的質(zhì)量具有重要的影響，由于水熱化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力的出現(xiàn)，以及混凝土本身的特性，很容易導(dǎo)致裂縫問題的出現(xiàn)，對(duì)混凝土的施工工藝產(chǎn)生非常不利的影響。在大體積混凝土在水利工程的具體施工工藝方面應(yīng)當(dāng)選用合適的材料并且完善材料之間的配比，在施工前對(duì)控制指標(biāo)進(jìn)行合理的測(cè)算，做好混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)工作，加強(qiáng)水利工程中混凝土施工工藝的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李德進(jìn).水利工程基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)淺析[J]. 治淮， 2009（3）：21-22.

[2]趙東洲.水利工程大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用淺析[J]. 工程技術(shù)：文摘版， 2016（11）：00115-00115.

[3]熊文森.大體積混凝土施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J]. 工程技術(shù)：文摘版， 2016（8）：00048-00048.