淺析土木工程建筑中大體積混凝土結構的施工技術

蘇沛豪

摘 要：當代建筑規(guī)模越來越大，大體積混凝土施工技術的應用越來越普遍，大體積混凝土由于截面大、水泥用量大、內外溫差大、溫度收縮應力大，很容易導致大體積混凝土裂縫產(chǎn)生。依據(jù)大體積混凝土施工規(guī)范，做好大體積混凝土測溫記錄、大體積混凝土養(yǎng)護，是保證大體積混凝土施工質量的關鍵因素。

關鍵詞：建筑工程 大體積混凝土 施工技術

1 、大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因分析

1.1內外溫差影響

由于大體積混凝土澆筑后，水泥水化會在其內部產(chǎn)生大量的熱量，而其熱量不易散發(fā)，使混凝土內部溫度升高，而其外露表面熱量易散發(fā)，就必然會造成混凝土內部與表面的溫差過大，這樣就會產(chǎn)生溫度應力和溫度變形。會使混凝土內部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力?；炷猎胶?，水泥用量越大，內部溫度愈高。而且溫差越大，其溫度應力也越大。如溫差產(chǎn)生的表面拉應力超過此時混凝土的極限抗拉強度，就會在其表面產(chǎn)生裂縫。

同時，如果在混凝土施工階段氣溫下降較大的話，會使混凝土內外溫差增大，形成較大的溫度應力，使大體積混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

1.2約束條件的影響

澆筑大體積混凝土時，其內部產(chǎn)生的水化熱會使混凝土的溫度升高，由此產(chǎn)生的變形可能會受到已有結構或模板的約束，從而產(chǎn)生約束應力。在混凝土澆筑完成后，溫度的上升會使混凝土產(chǎn)生的膨脹變形，周邊的約束會使其內部產(chǎn)生壓應力。而當混凝土水化反應減慢，溫度下降時，又會在其內部產(chǎn)生拉應力，當其超過混凝土的當時的抗拉強度時，其內部會出現(xiàn)垂直裂縫。

1.3混凝土的收縮變形

在施工中， 大體積混凝土因收縮變形也會引起的裂縫，水泥的量、混凝土配合比、外加劑與施工工藝、養(yǎng)護條件等都是影響混凝土收縮的因素。

混凝土塑性收縮裂縫發(fā)生在降溫階段，硬化之前， 混凝土的體積隨溫度不斷減小而產(chǎn)生收縮，同時混凝土的硬化過程也混凝土內部膠質體的膠凝過程，這樣使大體積混凝土產(chǎn)生硬化收縮。當收縮應力大于當時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫，這種裂縫有時會成為貫穿全斷面的結構性裂縫，給結構帶來質量隱患。

2、土木工程建筑中大體積混凝土結構的施工技術

2.1 合理的調整建筑材料的使用

大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的關鍵原因之一是混凝土釋放的大量的水化熱而導致的，所以在施工過程中，我們應該盡量采用水熱化程度較低的水泥，同時為了最大限度的減少水泥的使用，也可以在其中添加一些粉煤灰等。在選擇混凝土的粗骨料時，要盡量選擇級配良好、強度較高，以及粒徑較大的材料，并控制好其中的含泥量和有害物質，從而有效防止混凝土收縮現(xiàn)象的產(chǎn)生。而對于細骨料的選擇，要嚴格按照泵送要求，盡量選擇細砂和中砂，這樣可以最大程度的減少水泥的使用量。另外，還要不斷的增強同齡期混凝土結構的抗拉能力，也可以適當?shù)膿胶鸵恍┩饧觿瑥亩沟没炷恋暮鸵仔缘玫斤@著的提高，有效減少水灰的配比。

2.2設計優(yōu)化措施

（1）精心設計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，生產(chǎn)出高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。

（2）增配構造筋提高抗裂性能。配筋應采用小直徑、小間距。

（3）避免結構突變產(chǎn)生應力集中，在易產(chǎn)生應力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強措施。

2.3大體積混凝土澆筑

大體積混凝土的施工工藝為：施工準備-澆筑工藝-振搗-泌水處理-表面處理等。主要步驟為澆筑和振搗，所以應盡可能地降低混凝土的入模溫度。如采用地下涼水或冰水拌制混凝土，砂、石子料場搭設防曬棚。其次大體積混凝土基礎的整體性要求高，要求混凝土連續(xù)澆筑，一氣呵成。施工工藝上應做到分層澆筑、分層搗實，并控制澆筑層厚度和進度。根據(jù)整體性要求、結構大小、鋼筋疏密、混凝土供應等具體情況，混凝土的澆筑采用平面和斜面相結合的分層方法。使用插入式振搗棒，垂直振搗和斜向振搗操作時，快插慢拔，避免分層離析或形成空洞，且應上下抽動，振搗均勻。分層灌注時振搗上層應插入下層5cm左右。每點振搗20-30秒，視混凝土表面不再顯著下沉，不再出現(xiàn)氣泡、泛出灰漿為止。20-30分鐘后進行復振。每振搗完一段，要隨即攤平。澆筑完10小時內抹平一次。初凝前2小時進行二次抹壓。最后要認真進行熱工計算，加強測溫工作，采取保溫養(yǎng)護，減少大體積混凝土內外溫差。

2.4對施工過程進行嚴格監(jiān)控

在進行混凝土澆注過程中，試驗人員要根據(jù)澆注現(xiàn)場的實際情況，時刻的觀察坍落度與和易性的變化，進行詳細的測量，并且要將測量結果及時的上報給攪拌站，從而采取相應的措施進行科學的處理。而對于混凝土的搗鼓人員，施工單位要對其進行嚴格培訓和考核，符合標準之后才能夠正式上崗，并且要明確自己的分工和權責。對于一些需要專職人員搗鼓和處理鋼筋集中的地方和死角等，相關施工技術人員要對施工現(xiàn)場進行跟班指揮，運用插入式來進行混凝土的搗鼓，插入振搗最佳厚度要控制在三十厘米，以垂直等距離插入到下層間距控制在六十厘米以內，高度大約控制在五到十厘米之間，而相關施工技術人員在振搗過程中還要細致的觀察，從而盡量避免漏振和過振等狀況發(fā)生。

2.5砼養(yǎng)護

砼養(yǎng)護是大體積砼施工中一項十分關鍵的工作。主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土的內外溫差，促進砼強度的正常發(fā)展及防止裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。

從砼澆筑完成到終凝這段時間的養(yǎng)護對砼而言十分重要?；炷翝仓戤吅螅谄漤斆婕皶r加以覆蓋，要求覆蓋嚴密，并經(jīng)常檢查覆蓋保濕效果。其主要作用有二：一是蓄水保溫，防止表面水分蒸發(fā)和抵抗受太陽輻射與刮風時溫度驟變，二是保持內外溫差的穩(wěn)定。

3、大體積混凝土裂縫的修補措施

混凝土裂縫的傳統(tǒng)修補方法主要有表面處理法、灌漿法、填充法、結構加固法和電化學方法等。表面處理法適用于表面的淺層裂縫，在裂縫表面涂膜修補材料，以提高防水性和耐久性，但無法深入到裂縫深處。灌漿法是通過外部壓力向裂縫內注入樹脂類或水泥類材料。灌漿材料可分為水泥灌漿材料和化學灌漿材料。水泥灌漿材料適用于結構裂縫較長和較寬的情況，化學灌漿材料則更適用于漏水較為嚴重部位的封堵。填充法適用于結構出現(xiàn)寬度較大裂縫的情況，且結構必須允許開槽才可采用此修補方法。具體修補時應沿裂縫鑿槽，在槽中嵌入柔性或剛性止水材料，達到封閉裂縫的目的。結構加固法適用于出現(xiàn)對結構承載能力有較大影響的深度裂縫或貫穿性裂縫的情況。結構加固常用方法有粘貼加固法、預應力加固法、加大截面積法和增設桿件法等。電化學修補法僅適用于處于水環(huán)境中的鋼筋混凝土。

總之，隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，大體積混凝土施工技術也應該與時俱進。為了確保大體積混凝土施工技術的質量，就要對建筑施工過程進行全面監(jiān)控。從而使施工技術質量得到有效保障，也促進工程能夠優(yōu)質高效的完成。

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