大體積混凝土澆筑施工質(zhì)量控制方法

李 先 （安徽慧博建設(shè)有限公司，安徽 馬鞍山 243001）

1 工程概況

含山縣登科橋工程位于含山縣環(huán)城東路道路樁號K1+802-K1+902處，橋梁跨越現(xiàn)狀德勝河，采用3×30m預(yù)應(yīng)力簡支變連續(xù)組合箱梁橋，單跨跨度30m,橋梁全長90m，橋梁處總寬度25m。C30商品混凝土擋墻,預(yù)制混凝土箱形梁采用C50商品混凝土（后張法），橋面C50防水混凝土層，橋面改性瀝青混凝土面層(SBS(I-D)改良劑3%～4%）。

大體積混凝土構(gòu)筑物施工的重點難點之一就是采用有效的方法控制混凝土內(nèi)外溫差，提高混凝土的抗?jié)B、抗裂、抗侵蝕等性能，防止混凝土因內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生裂縫。

2 大體積混凝土施工基本概述與理論依據(jù)

2.1 大體積混凝土施工基本概述

從建筑物結(jié)構(gòu)到零構(gòu)件加工，使得大體積混凝土在建筑工程中的應(yīng)用比例越來越大。建筑物體積在不斷增大，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)與質(zhì)量控制措施就顯得尤為重要。大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚實、混凝土用量大、工程條件復(fù)雜、施工技術(shù)要求高、水泥水化熱易使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫度、收縮變形，這就要求施工者從工程開工就要對大體積混凝土施工工藝進(jìn)行控制，直到完工。只有嚴(yán)格控制好混凝土結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度，才能達(dá)到建筑物長期安全適用的目的。

2.2 大體積混凝土施工理論依據(jù)

大體積混凝土施工要嚴(yán)格執(zhí)行國家現(xiàn)行相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496）的規(guī)定，大體積混凝土的技術(shù)研究應(yīng)該因地制宜、適時調(diào)整，依據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、環(huán)境條件、原材料質(zhì)量、配合比、科學(xué)合理的編制施工方案，作為大體積混凝土質(zhì)量控制的理論支持。

3 控制大體積混凝土施工質(zhì)量的方法

3.1 科學(xué)的編制施工專項方案

嚴(yán)格按照國家現(xiàn)行相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》（建辦質(zhì)（2018）31號文件）的規(guī)定進(jìn)行編制。

施工專項方案應(yīng)全面敘述危大工程概況和特點、施工平面布置、交通環(huán)境；對現(xiàn)行法律、法規(guī)、規(guī)范性文件、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及施工圖紙設(shè)計進(jìn)行收集、歸納和整理；在施工進(jìn)度計劃、原材料、配合比設(shè)計（實驗確定）、設(shè)備計劃上要根據(jù)實際情況進(jìn)行動態(tài)調(diào)整；在施工工藝上采取最先進(jìn)的工藝流程和最適宜的施工方法（要對模板和支撐的安拆、混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑及溫控養(yǎng)護(hù)進(jìn)行詳實規(guī)范的編制）；組織專職安全員編制施工安全保證措施，從組織保障、技術(shù)保障、監(jiān)測監(jiān)控入手，進(jìn)行實地驗證；分配有經(jīng)驗的施工管理人員、專職安全生產(chǎn)管理人員、特種作業(yè)人員及其他作業(yè)人員；做好應(yīng)急處置措施，建立臨時救護(hù)應(yīng)急指揮中心，安排演練。

3.2 嚴(yán)格控制混凝土配合比

根據(jù)水泥水化熱的特點，嚴(yán)格按照《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496）規(guī)定，結(jié)合施工環(huán)境的不同，混凝土的配合比要進(jìn)行多次的實驗調(diào)整，得出最佳配合比，減少混凝土內(nèi)外的溫差而產(chǎn)生的變形。首先在水泥的選擇上要選用水化熱較低的水泥，大量摻粉煤灰，摻合料的用量可達(dá)水泥用量的25%～60%；其次嚴(yán)格控制石料的含土量，改善骨料級配，增大骨料粒徑，對少筋混凝土可埋設(shè)大塊石有效控制混凝土開裂；最后拌和時適量的先用合適的外加劑（如糖蜜、MF復(fù)合劑、JG3等），可以延長大體積混凝土的凝結(jié)時間，控制好混凝土坍落度。

①拌和時加冰或加冰水拌合，對骨料進(jìn)行預(yù)冷（如水冷、風(fēng)冷、真空氣化冷卻）。

②拌和水用量不大于175kg/m3，不得采用海水。

③粉煤灰摻量不超過膠凝材料用量的40%；礦渣粉的摻量不超過膠凝材料用量的50%；粉煤灰和礦渣粉摻合料的總量不大于混凝土中膠凝材料用量的50%。

④拌和物到澆筑工作面的坍落度不低于160mm。

3.3 嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行澆筑

根據(jù)大體積混凝土由于自身體積比較大、散熱比較慢，施工中要嚴(yán)格按照《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496）規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，做好每一次實驗段各項數(shù)據(jù)的監(jiān)測與記錄，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對原材料的質(zhì)量進(jìn)行把控，適時的調(diào)整混凝土最佳配合比，組織最合適的隊伍和機(jī)具，確定最佳的施工方法，以達(dá)到控制混凝土施工質(zhì)量的目的。

從混凝土的澆筑方法上分為全面分層（平面尺寸不大）、分段分層（面積較大，厚度不大）、斜面分層（長度超過厚度3倍）等。分層澆筑，就是利用澆筑面的擴(kuò)大來加速散熱，嚴(yán)格控制第二層混凝土澆筑與搗實應(yīng)在第一層混凝土初凝以前進(jìn)行，合理的減少澆筑層（薄層澆筑以增加散熱面）的厚度，分層厚度宜為1.5～2.0m。斜面分層澆筑混凝土?xí)r坡度不大于1/3。當(dāng)截面面積在200m2以內(nèi)時分段不宜大于2段，每段面積不得小于50m2。及時預(yù)埋蛇形冷卻水管，便于后期混凝土的溫度控制。

使用插入式振動器時，應(yīng)做到“快插、慢拔”，在振搗過程中，宜將振動棒上下略為抽動，以使混凝土上下振搗均勻。嚴(yán)格按時組織混凝土供應(yīng)，隨時監(jiān)測水化熱的變化情況及對混凝土產(chǎn)生的影響。

①每次插入振搗20～30s左右，并以混凝土不再下沉、不出現(xiàn)氣泡，開始泛漿時為準(zhǔn)。

②振搗前后間距一般為30～50cm，防止漏振，每次距離應(yīng)不大于作用半徑的1.5倍，一般作用半徑為30～40cm。

傳統(tǒng)的基層組織一線員工教育培訓(xùn)方法、模式存在著許許多多的缺陷、弊端和問題，不僅影響到了員工正常培訓(xùn)，而且即使進(jìn)行了培訓(xùn)，也是事倍功半、效率低下，這種培訓(xùn)的方式方法已經(jīng)到了非改進(jìn)不可的地步了。隨著電子通訊技術(shù)的飛速發(fā)展、手機(jī)的廣為普及，適時引入E-training 模式，不僅有效解決了基層一線員工培訓(xùn)所面臨的諸多問題，而且能夠有效提高培訓(xùn)的效果和質(zhì)量。因此，當(dāng)前推出基層一線員工手機(jī)E-training 模式，條件上不僅充分、必要，而且時機(jī)上也恰逢其時。

③每層混凝土厚度應(yīng)不超過振動棒的1.25倍；在振搗上一層時，應(yīng)插入下層中5～10cm左右，以加強(qiáng)上下層混凝土的結(jié)合，同時在振搗上層混凝土?xí)r，要在下層混凝土初凝之前進(jìn)行。

④振搗時不得碰到模板、鋼筋和預(yù)埋件，模板邊緣，用木錘敲擊模板，鋼筋較多處應(yīng)使用鐵釬搗實。

合理安排澆筑時間，春、秋季多澆，夏季早晚澆，正午不澆，重要部位安排在低溫季節(jié)或低溫時段澆筑，有效的控制混凝土自身的溫度。

3.4 大體積混凝土溫度測算

[例]：某大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚度h＝2.5m，設(shè)混凝土的導(dǎo)溫系數(shù)α＝0.10m2/d,水泥的m=0.384d-1，澆筑溫度 Tj＝25℃，外界氣溫 Tq＝15℃，K＝Tm1/T=0.75，求3d后因溫差引起的混凝土內(nèi)部溫降。

解：T＝Tj-Tq＝25-15＝10℃

ατ/h2＝（0.10×3）/（2.5×2）2＝0.012

K＝Tm1/T=0.75

故 Tm1＝K·T＝0.75×10＝7.5℃

所以3d后混凝土內(nèi)部平均溫度為

Tq+Tm1＝15+7.5＝22.5℃

經(jīng)過3d后，因溫差引起的的溫降為

⊿T＝25-22.5＝2.5℃

注：初始溫差T為正，則通過表面向空氣散熱，初始溫差T為負(fù)，則混凝土從外界吸熱。

澆筑溫度（℃） 5 10 15 20 25 30 m(1/d) 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406

3.5 大體積混凝土施工養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土施工中，養(yǎng)護(hù)是保證混凝土質(zhì)量的重要一環(huán)。在施工大體積混凝土?xí)r，要嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204）中的規(guī)定及施工技術(shù)方案即時采取最佳的養(yǎng)護(hù)措施。

①混凝土在養(yǎng)護(hù)中應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件采取適宜的控溫措施，并將混凝土表面和內(nèi)部的溫差控制在25℃之內(nèi)，以防止混凝土因內(nèi)外的溫差而產(chǎn)生的變形裂縫；

②當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差接近25℃時，宜在混凝土表面加鋪麻袋或塑料薄膜進(jìn)行保溫。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差小于20℃時，可全部拆除保溫覆蓋層。白天外界氣溫較高時，可揭開麻袋以便混凝土散熱，晚上再將麻袋重新覆蓋。

③混凝土拆模時，施工后注意監(jiān)測混凝土的表面溫度與內(nèi)部溫度，當(dāng)溫差不超過20℃可向埋設(shè)的蛇形冷卻水管內(nèi)通入冷卻水（井水、山泉水等）。

⑤養(yǎng)護(hù)時間

注：高溫期濕潤養(yǎng)護(hù)時間均不得少于28d。

4 結(jié)語

大體積混凝土的施工與一般的鋼筋混凝土施工相比，不僅僅是體積大一些、重量重一些。大體積混凝土在施工時要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行施工，并結(jié)合實際情況適時進(jìn)行調(diào)整得出最佳的施工方案。在工作面沒有完全打開之前，做好實驗段的施工與監(jiān)測記錄，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，對原材料的質(zhì)量進(jìn)行把控，及時調(diào)整混凝土最佳配合比，組織最合適的隊伍和機(jī)具，確定最佳的施工方法，充分掌握大體積混凝土施工與產(chǎn)生裂縫之間的關(guān)系，做到早預(yù)防、早處理，避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。只有在施工過程中嚴(yán)格按規(guī)范施工，因地制宜、適時調(diào)整，運(yùn)用最佳的施工方案，才能使大體積混凝土的質(zhì)量得到最好的控制，以達(dá)到建筑物長期適用性的目的。