土木工程大體積混凝土澆注施工控制技術(shù)分析

曹廣艷

【摘要】土木工程中大體積混凝土的應(yīng)用較為普遍，但混凝土受溫度應(yīng)力的影響容易發(fā)生開(kāi)裂問(wèn)題，所以必須重視大體積混凝土澆注施工控制。本文闡述了大體積混凝土內(nèi)涵及特點(diǎn)，并圍繞著大體積混凝土，從配合比、澆注、溫度測(cè)算與養(yǎng)護(hù)方面重點(diǎn)研究了施工控制技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】土木工程;大體積混凝土;澆注施工;控制技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU37

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1671-3362（2020）08-0114-02

1.大體積混凝土內(nèi)涵及特點(diǎn)

根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009相關(guān)規(guī)定，混凝土結(jié)構(gòu)物的實(shí)體最小尺寸>1m混凝土，或是由混凝土自身膠凝材料水化效應(yīng)而產(chǎn)生的溫度變化與收縮，從而出現(xiàn)開(kāi)裂的混凝土，都屬于大體積混凝土[1]。

與普通混凝土對(duì)比，大體積混凝土的突出性特點(diǎn)是體積大，其結(jié)構(gòu)實(shí)體尺寸>1m。大體積混凝土在土木工程中的實(shí)踐應(yīng)用，工程條件比較復(fù)雜，對(duì)原材料有著嚴(yán)格要求，而且澆注施工技術(shù)直接影響著土建工程質(zhì)量，特別是連續(xù)性混凝土澆注，如果不能保證連續(xù)性，就容易發(fā)生縫隙而造成大體積混凝土澆注質(zhì)量不佳。與此同時(shí)，大體積混凝土受水化熱效應(yīng)的影響，混凝土內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)大量熱量，而又不能及時(shí)地散發(fā)，就會(huì)造成混凝土的內(nèi)外部溫度差比較大，從而引發(fā)混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象，嚴(yán)重影響混凝土質(zhì)量[2]。此外，大體積混凝土對(duì)后期養(yǎng)護(hù)的要求比較嚴(yán)格。

2.大體積混凝土澆注施工控制分析

2.1編制科學(xué)、可行的施工專項(xiàng)方案

根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求和《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》完成施工專項(xiàng)方案編制。而施工專項(xiàng)方案需要包含下述幾個(gè)方面：（1）敘述土木工程基本情況與特點(diǎn)，以及施工平面布置等;（2）收集與整理現(xiàn)行法規(guī)、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)文件與施工圖紙等;（3）結(jié)合工程具體狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃方案、原材料與配合比設(shè)計(jì)（通過(guò)試驗(yàn)確定）等;（4）選擇先進(jìn)施工工藝與施工技術(shù)，規(guī)范編制模板與支撐的安裝拆除、混凝土攪拌、澆注與溫度控制以及養(yǎng)護(hù)等施工方案;（5）安排專業(yè)安全員負(fù)責(zé)施工安全措施的有效編制，并展開(kāi)實(shí)地驗(yàn)證，做好組織與技術(shù)保障。

2.2混凝土配合比控制

綜合分析與研究水泥水化熱效應(yīng)，根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50486）有關(guān)規(guī)定，因?yàn)槭┕きh(huán)境的不同，所以混凝土配合比必須進(jìn)行多次試驗(yàn)調(diào)整，從而確定最佳的混凝土配合比，有效控制大體積混凝土因內(nèi)部與外部溫度差而出現(xiàn)的開(kāi)裂、變形問(wèn)題。（1）在選用水泥材料時(shí)應(yīng)考慮水化熱效應(yīng)，并摻入適量的粉煤灰，而摻合料中水泥用量需要控制在25%至60%以內(nèi);（2）科學(xué)控制石料含土量，優(yōu)化骨料級(jí)配，適當(dāng)增大骨料粒徑。尤其是少筋混凝土，需要埋設(shè)大塊石;（3）混合料拌和過(guò)程中要摻入外加劑，例如NIF復(fù)合機(jī)與JG3等，使混凝土凝結(jié)時(shí)間得以延長(zhǎng)，有效控制坍落度，具體如下：①混合料拌和過(guò)程中應(yīng)加冰或者是加入冰水，實(shí)現(xiàn)骨料的預(yù)冷;②拌和中水的用量應(yīng)控制在175kg/m3，絕不可選擇海水;③以膠凝材料用量為準(zhǔn)，其中粉煤灰、礦渣粉的摻入用量需要控制在膠凝用量的40%、50%以內(nèi)，同時(shí)粉煤灰與礦渣粉的總用量應(yīng)控制在膠凝用量50%以內(nèi);④拌和料到澆注工作面的塌落度≥160mm。

2.3按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范澆注施工

大體積混凝土的體積相對(duì)偏大，且散熱慢，所以必須根據(jù)《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496）相關(guān)規(guī)定，以及工程現(xiàn)場(chǎng)具體情況進(jìn)行施工，針對(duì)各試驗(yàn)段的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄，然后結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，并科學(xué)優(yōu)化混凝土配合比，選擇合理地施工方法，從而實(shí)現(xiàn)大體積混凝土澆注施工控制[3]。

大體積混凝土澆注方式主要包含全面分層、分段分層以及斜面分層，見(jiàn)圖1。

從本質(zhì)上分析，分層澆注指的是通過(guò)擴(kuò)大澆注面積實(shí)現(xiàn)快速散熱，當(dāng)?shù)谝粚踊炷吝_(dá)到初凝之前，進(jìn)行第二層混凝土澆注及搗實(shí)，嚴(yán)格控制澆注層厚度（通過(guò)薄層澆注能夠擴(kuò)大散熱面），一般分層澆注厚度需要控制在1.5m至2.0m之間。以斜面分層澆注為例，坡度≤1/3;以分段分層澆注為例，若是截面的面積是200m2之內(nèi)，分段應(yīng)控制在2段以內(nèi)，且各段的面積>50m2，并選擇蛇形方式預(yù)埋冷水管，從而實(shí)現(xiàn)混凝土溫度的有效控制[4]。

插入式振動(dòng)器的應(yīng)用，需要嚴(yán)格貫徹“快插”、“慢拔”的基本原則，振搗時(shí)需要以振動(dòng)棒上下略作為抽動(dòng)，使混凝土上振下?lián)v均勻、密實(shí)。根據(jù)混凝土澆注實(shí)際情況及時(shí)供應(yīng)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土水化熱效應(yīng)情況。

大體積混凝土搗實(shí)施工，具體如下：（1）插入式振動(dòng)器每一次的插入振搗時(shí)間需要控制在20s至30s以內(nèi)，同時(shí)以混凝土無(wú)下沉、無(wú)氣泡，以及開(kāi)始番漿為準(zhǔn);（2）振搗的前后距離控制在30cm至50cm以內(nèi)，避免漏振，同時(shí)每一次的距離應(yīng)<作用半徑1.5倍，通常作用半徑是30cm至40cm ;（3）各層混凝土的澆注厚度需要控制在振動(dòng)棒1.25倍以內(nèi)，同時(shí)振搗上一層需插入下一層5cm至10cm，促進(jìn)上層與下層混凝土的有效融合[5]。但需要注意一點(diǎn)，上層混凝土的振搗必須在下層混凝土初凝前開(kāi)始;（4）振搗過(guò)程中避免觸碰模板、鋼筋與預(yù)埋件，其中模板邊緣選擇木錘進(jìn)行敲擊，鋼筋位置選擇鐵釬進(jìn)行搗實(shí)。

2.4混凝土溫度測(cè)算

某土木工程大體積混凝土的厚度（h）是2.5m，混凝土導(dǎo)溫系數(shù)（α）=0.1m2/d，水泥m=0.384d-1，澆注溫度=25℃，外界氣溫=15℃，K=/T=0.75，求3d之后由于溫度差而產(chǎn)生的混凝土內(nèi)部溫降。

注：初始溫度差T是正，表明混凝土向外散熱;初始溫度差T是負(fù)，表明混凝土由外界吸熱。

大體積混凝土的澆筑溫度，具體見(jiàn)表1。

2.5混凝土養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)是提高大體積混凝土澆注質(zhì)量的重要措施。針對(duì)大體積混凝土澆注施工，必須根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204）相關(guān)規(guī)定進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，具體如下：（1）在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)需要結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)氣候條件制定合理的控溫措施，把混凝土外部與內(nèi)部之間的溫度差嚴(yán)格控制在25℃以內(nèi)，避免混凝土因溫度差而出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題;（2）若是混凝土的內(nèi)外部溫度差接近25℃，應(yīng)該選用麻袋或者是塑料薄膜覆蓋混凝土表面，實(shí)現(xiàn)保溫處理。若是混凝土內(nèi)外部溫度差在20℃以內(nèi)，則要拆除保溫層。如果日間氣溫相對(duì)偏高，則要拆除保溫層，促進(jìn)混凝土散熱，夜間再覆蓋保溫層;（3）混凝土拆模過(guò)程中必須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其內(nèi)外溫度差，若是溫度差在20℃以內(nèi)，則需要埋設(shè)蛇形方式的冷卻管，并通入冷水（主要為井水或者是山泉水）;（4）養(yǎng)護(hù)時(shí)間，高溫期間混凝土濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少在28d以上。

3.總結(jié)

土木工程中大體積混凝土澆注施工控制，需要從混凝土配合比、規(guī)范澆注施工、溫度控制以及養(yǎng)護(hù)等方面入手，同時(shí)結(jié)合工程實(shí)際情況科學(xué)優(yōu)化與調(diào)整施工方案，從而切實(shí)保證大體積混凝土澆注質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]史文玉.土建工程大體積混凝土溫控措施及施工技術(shù)[J].山西建筑，2015，41（36）：87-88.

[2]黃馨.土木工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究[J].工程技術(shù)研究，2019，4（02）：205-206.

[3]靳曉亮，蔣毅敏.土木施工中大體積混凝土裂縫成因及其防治措施分析[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2018，45（17）：96-97.

[4]唐際宇，林忠和，陳勇輝.南寧華潤(rùn)中心東寫(xiě)字樓超厚底板大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)[J].重慶建筑，2018，17（04）：1.

[5]謝文光.土木項(xiàng)目中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)施[J].佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，36（05）：261-262.

（作者單位：山西路橋房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司）