水利工程大體積混凝土澆筑施工技術(shù)工藝分析

張陳林

中國葛洲壩集團(tuán)第一工程有限公司 湖北 宜昌 443002

水利工程作為大型公共基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目，涉及涵洞、隧道、橋梁、堤壩等重要工程，建筑使用的大體積混凝土必須在質(zhì)量和工藝上高標(biāo)準(zhǔn)要求，確保工程質(zhì)量和安全。大體積混凝土在澆筑施工時(shí)，因其巨大的體積和面積，加之外界環(huán)境影響，非常容易出現(xiàn)缺陷損傷，即裂縫。因此，大體積混凝土的澆筑施工工藝的主要內(nèi)容就是防止裂縫出現(xiàn)。

1 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫缺陷的原因

1.1 混凝土內(nèi)外溫差因素

混凝土在澆筑后的凝結(jié)過程中，會(huì)產(chǎn)生水化熱，因混凝土較差的導(dǎo)熱性以及龐大的混凝土體積，致使該熱量不能迅速散出。這樣，在混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫差，內(nèi)部收縮應(yīng)力增大，極易出現(xiàn)裂縫。

1.2 混凝土自身的收縮特性

混凝土澆筑完成在后續(xù)的凝結(jié)過程中，隨著水分增發(fā)，混凝土內(nèi)部出現(xiàn)收縮應(yīng)力，如干燥收縮、溫度收縮等，容易形成裂縫或空穴。

1.3 外界環(huán)境條件影響

大體積混凝土內(nèi)部溫度來源包括澆筑溫度、水化溫度。外界溫度和濕度對混凝土的凝結(jié)質(zhì)量產(chǎn)生直接影響：外界溫度較高，混凝土澆筑溫度上升；外界溫度降低，則會(huì)增加混凝土由內(nèi)到外的溫差梯度，如果溫度下降變化較快，則會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生巨大的應(yīng)力，直接造成結(jié)構(gòu)開裂失效；外界濕度降低，也就是干燥，會(huì)加快混凝土的干縮速度，可能會(huì)導(dǎo)致裂縫缺陷[1]。

2 大體積混凝土澆筑施工工藝

2.1 混凝土制備階段

（1）材料選備。首先，水泥牌號(hào)的選擇，控制水化熱的影響，要選用水化熱較低的水泥品種，了解其礦物組成成分，調(diào)整所需水泥細(xì)度模數(shù)，如鋁酸三鈣含量較低的酸鹽水泥；其次，水泥進(jìn)入攪拌環(huán)節(jié)的溫度控制，水泥如果出廠直接送到攪拌站，此時(shí)，水泥的溫度比較高，冒然攪拌作業(yè)，會(huì)造成流動(dòng)性差、需水量大且易坍塌碎裂；再次，摻入粉煤灰，混凝土中摻入粉煤灰，能夠改良混凝土性能，提高混凝土后期的凝結(jié)強(qiáng)度、降低水化熱。

（2）優(yōu)化調(diào)配比例。其一，控制拌合水量，不宜高于175kg/m，過多的拌合用水，在其蒸發(fā)過程中，會(huì)使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生孔隙，破壞凝結(jié)強(qiáng)度；其二，控制水膠比例，規(guī)范確定大體積混凝土的水膠比例不宜高于0.5，較低的水膠比例能夠提高混凝土的密實(shí)程度；其三，砂漿砂率控制在35%-42%，砂率過高，混凝土澆筑時(shí)的流動(dòng)性較差，易產(chǎn)生開裂，砂率過低，則會(huì)降低混凝土強(qiáng)度質(zhì)量。

（3）攪拌制作要求。選用具備相關(guān)資質(zhì)的混凝土預(yù)拌單位，確?；炷恋闹苽錆M足澆筑工藝要求。注意攪拌前，將攪拌罐內(nèi)的積水清理干凈，防止混凝土水膠比例失衡。

（4）運(yùn)輸環(huán)節(jié)。預(yù)拌混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，直至攪拌澆筑，需要一定的時(shí)間。在這期間，外界溫度、濕度變化，以及混凝土內(nèi)水分蒸發(fā)等，都會(huì)改變混凝土質(zhì)量性能，要求運(yùn)輸車輛要具有防風(fēng)、防曬、防雨和防寒的裝備設(shè)施。

2.2 混凝土澆筑施工階段

（1）施工準(zhǔn)備條件。大體積混凝土澆筑施工，要有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟僮髁鞒蹋_保工序高質(zhì)高效銜接。相關(guān)組織安排周密合理，各環(huán)節(jié)人員安排到位，設(shè)備機(jī)械處于良好狀態(tài)，應(yīng)急方案和設(shè)備經(jīng)過演練和檢查。進(jìn)行全面仔細(xì)的圖紙會(huì)審，對關(guān)鍵部位的澆筑，重點(diǎn)討論，并制作施工作業(yè)指導(dǎo)書；施工前的模板、支架、鋼材、預(yù)埋件進(jìn)行嚴(yán)格的檢查驗(yàn)收；現(xiàn)場的水電及設(shè)施調(diào)度部署周密?？傊?，盡一切可能在施工前消除所有隱患，高效高質(zhì)完成澆筑。

（2）混凝土澆筑工藝。一般采用分層澆筑技術(shù)，利用混凝土澆筑的大面積提高散熱效果和速度，這種澆筑方案，能夠大大減少混凝土由于溫差收縮產(chǎn)生的裂縫概率。在澆筑時(shí)，要考慮不同部位結(jié)構(gòu)特性、鋼筋布置、預(yù)埋件位置等因素。目前采用的澆筑方案有三種：全面分層、分段分層和斜面分層。

（3）混凝土的后期養(yǎng)護(hù)。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作主要是保持構(gòu)件適宜的溫度和濕度，控制混凝土內(nèi)外溫差，避免溫差變化造成的收縮應(yīng)力，保障混凝土的凝固過程高質(zhì)量完成，滿足混凝土強(qiáng)度增長的條件需求。另外，通過溫度控制，能夠防止混凝土因溫差變化可能產(chǎn)生的開裂破壞。

混凝土控制溫差的方法：其一，混凝土內(nèi)部降溫法，在結(jié)構(gòu)件內(nèi)部預(yù)設(shè)冷卻水管；其二，保溫法，結(jié)構(gòu)件外表面覆蓋保溫材料。

2.3 混凝土溫度監(jiān)測

影響混凝土強(qiáng)度和質(zhì)量，及裂縫產(chǎn)生的根本是溫度因素。混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)都是在溫度數(shù)據(jù)指導(dǎo)下進(jìn)行的，需要有準(zhǔn)確的溫度數(shù)據(jù)，才能提前或及時(shí)調(diào)整技術(shù)方案措施。通?；炷猎跍囟茸兓?小時(shí)內(nèi)就會(huì)反應(yīng)，可能表面出現(xiàn)裂縫，所以，溫度監(jiān)測的時(shí)間間隔不能超過4小時(shí)。

溫度監(jiān)測點(diǎn)的選擇，在對稱結(jié)構(gòu)件平面上，一般選擇在對稱軸線上布置監(jiān)測點(diǎn)；在非對稱澆筑平面上，一般通過分析各立體面形狀和受力情況，選擇最具代表性的點(diǎn)監(jiān)測[2]。

3 結(jié)束語

本文以施工流程為主線，分析了各階段的具體施工技術(shù)工藝，目的在于降低混凝土裂縫孔隙產(chǎn)生的概率，提高結(jié)構(gòu)件密實(shí)度和強(qiáng)度。大體積混凝土是水利工程中極其關(guān)鍵的部分，是整個(gè)工程質(zhì)量的保障基礎(chǔ)。因此，要不斷在混凝土施工工藝方面進(jìn)行研究創(chuàng)新，提高施工工藝水準(zhǔn)。

[1] 聶方林.水利工程大體積混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)研究[J].河南科技,2017,(15):102-103.

[2] 吳玉鋒.水利工程大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用分析[J].低碳世界,2018,(01):88.