大體積混凝土蓄水池施工技術(shù)要點(diǎn)與細(xì)節(jié)問題分析

唐國(guó)偉

摘要：國(guó)內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展背景下，企業(yè)用水量越來越大，為解決偏遠(yuǎn)地區(qū)生產(chǎn)供水問題，需要就地建設(shè)蓄水池，以保證企業(yè)正常用水需求。本文對(duì)大體積混凝土蓄水池施工特點(diǎn)進(jìn)行研究，針對(duì)施工技術(shù)要點(diǎn)和細(xì)節(jié)問題進(jìn)行分析，旨在提高大體積混凝土蓄水池的施工質(zhì)量，保證蓄水池的安全可靠使用，此次研究針對(duì)大體積混凝土蓄水池施工中常見問題進(jìn)行探討，具有較好的實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：大體積;混凝土;蓄水池;施工技術(shù);要點(diǎn)

目前建筑行業(yè)最重要、最常見的建筑材料就是混凝土。為解決偏遠(yuǎn)地區(qū)的企業(yè)供水問題，采用建設(shè)大體積混凝土蓄水池方法，能提供良好的蓄水供水作用。大體積混凝土蓄水池在施工建設(shè)中和常見混凝土工程施工存在技術(shù)工藝等方面區(qū)別。本文對(duì)大體積混凝土蓄水池的施工特點(diǎn)進(jìn)行研究，針對(duì)施工技術(shù)要點(diǎn)和細(xì)節(jié)問題進(jìn)行分析，旨在提高大體積混凝土蓄水池的施工質(zhì)量，保證蓄水池的安全可靠使用。

1大體積混凝土概述

1.1大體積混凝土的定義

大體積混凝土是相對(duì)常見混凝土結(jié)構(gòu)而言的概念，主要是混凝土施工中現(xiàn)場(chǎng)澆筑的體積、混凝土用量有較大的增長(zhǎng)。但學(xué)術(shù)界對(duì)大體積混凝土并沒有形成統(tǒng)一的定義標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)對(duì)大體積混凝土的概念是依據(jù)混凝土工程的結(jié)構(gòu)、尺寸、厚度等進(jìn)行評(píng)價(jià)，特別是結(jié)合混凝土結(jié)構(gòu)在水化熱反應(yīng)下產(chǎn)生的中心溫度和表面溫度差距過大的溫度應(yīng)力導(dǎo)致表面出現(xiàn)溫度裂縫等情況，需要以專業(yè)的技術(shù)措施進(jìn)行施工控制，以保證混凝土的施工質(zhì)量。國(guó)內(nèi)關(guān)于普通混凝土配比設(shè)計(jì)規(guī)程、大體積混凝土施工、混凝土結(jié)構(gòu)工程施工和驗(yàn)收規(guī)范等規(guī)定中對(duì)此有具體要求。國(guó)內(nèi)一般將混凝土工程的基礎(chǔ)最小邊尺寸在1-3米，混凝土結(jié)構(gòu)建筑物的最小斷面尺寸大于1米時(shí)，認(rèn)定為大體積混凝土。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，必須從施工尺寸出發(fā)，設(shè)計(jì)減少溫度差值的專業(yè)技術(shù)措施，通過合理科學(xué)控制溫度裂縫，保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固。

1.2大體積混凝土的特征

一是大體積混凝土具有混凝土材質(zhì)的屬性和特點(diǎn)，抗拉強(qiáng)度和拉伸性較小，抗壓強(qiáng)度大于抗拉強(qiáng)度。二是大體積混凝土大的性質(zhì)主要體現(xiàn)在其水化熱效應(yīng)大方面。對(duì)剛澆筑完成的大體積混凝土，會(huì)因水化熱產(chǎn)生熱量急劇釋放，內(nèi)部溫度急劇上升，此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部壓力、彈性模量都較小。但在水化熱反應(yīng)逐漸結(jié)束，熱量釋放減緩，混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和外界溫度基本平衡一致時(shí)，還不太結(jié)構(gòu)的彈性模量會(huì)增加，在外界環(huán)境條件作用下因產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。三是大體積混凝土結(jié)構(gòu)受外界環(huán)境條件影響較大。在大壩、橋墩等大體積混凝土工程中，因混凝土暴露在外界空氣中、工作于水中，會(huì)因?yàn)橥饨绛h(huán)境產(chǎn)生過大拉應(yīng)力，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。四是大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部鋼筋配置方向，一般水利工程使用大體積混凝土結(jié)構(gòu)不設(shè)置內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)，因此內(nèi)部拉應(yīng)力會(huì)由混凝土結(jié)構(gòu)全部承受。在其他建筑工程中，會(huì)按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行大體積混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部鋼筋配置，設(shè)置內(nèi)部鋼筋的大體積混凝土結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力主要由鋼筋結(jié)構(gòu)承受。

從大體積混凝土特點(diǎn)分析要發(fā)現(xiàn)，拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂縫，是影響正常安全使用的主要問題。目前國(guó)內(nèi)水利工程對(duì)大體積混凝土施工澆筑積累了大量的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在大體積混凝土施工中具有很好的質(zhì)量控制措施。但在建筑工程施工中，大體積混凝土施工還存在一些需要優(yōu)化改進(jìn)的問題，主要是針對(duì)裂縫進(jìn)行有效的技術(shù)控制。

2 大體積混凝土蓄水池施工技術(shù)要點(diǎn)分析

2.1混凝土攪拌站技術(shù)要點(diǎn)

目前主要是委托具有資質(zhì)條件的混凝土攪拌站提供需要的大體積混凝土施工所用的材料。在委托中要針對(duì)蓄水池的施工要求，設(shè)計(jì)混凝土的類型、強(qiáng)度抗?jié)B性能等指標(biāo)，明確混凝土輸送方法和時(shí)間要求，對(duì)混凝土澆筑中的坍落度、施工中混凝土入模穩(wěn)定要求等進(jìn)行細(xì)化，確保攪拌站提供合格的混凝土施工原材料。其中技術(shù)要點(diǎn)主要是：一是要加入摻合料增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性能等指標(biāo)。按照大體積混凝土的性能需要進(jìn)行摻和，一般采用二級(jí)粉煤灰，摻入量小于20%，硅粉參入量小于3%。二是混凝土送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，在泵送參數(shù)為80-140毫米時(shí)，坍落度偏差在正負(fù)15毫米范圍內(nèi)，總損失不大于60毫米。三是科學(xué)控制混凝土的水灰比，一般要求控制在0.45-0.55范圍內(nèi)，用水量保持在每立方米170公斤的標(biāo)準(zhǔn)?；炷磷钚∷嘤昧坎荒苌儆诿苛⒎矫?00公斤。對(duì)摻入活性粉料的混凝土水泥用量也不能少于280公斤?；炷脸跄龝r(shí)間控制在8-10小時(shí)，終凝時(shí)間要在初凝完成后2-3小時(shí)完成。混凝土澆筑溫度要控制在25攝氏度左右，依據(jù)此溫度來計(jì)算混凝土從攪拌站出廠的溫度。

2.2混凝土外部管理?xiàng)l件

選用和大體積混凝土蓄水池施工需要相匹配，具有足夠生產(chǎn)能力的凝土攪拌站，保證混凝土施工能不間斷進(jìn)行。施工時(shí)需要有技術(shù)人員在攪拌站進(jìn)行技術(shù)和產(chǎn)品量的監(jiān)管。特別要求攪拌站做好混凝土運(yùn)輸車的調(diào)配，做好混凝土攪拌車在城區(qū)運(yùn)行的相關(guān)手續(xù)，避免混凝土罐車運(yùn)輸問題導(dǎo)致混凝土施工停工，產(chǎn)生后續(xù)施工質(zhì)量問題。

2.3大體積混凝土蓄水池施工作業(yè)條件

一是要依據(jù)蓄水池的施工方案選定大體積混凝土澆筑方式，采用分段流水作業(yè)方式，細(xì)化澆筑程序、混凝土運(yùn)算方式、安全施工交底等技術(shù)要求。通常施工流水作業(yè)從西北方向開始，分層以放射狀進(jìn)行施工推進(jìn)，要保持施工中連續(xù)作業(yè)，避免發(fā)生冷縫問題。二是做好施工現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)技術(shù)支撐。施工現(xiàn)場(chǎng)要配備臨時(shí)用電設(shè)備保證電能和照明需要，確保不因水電不通中斷混凝土澆筑施工。施工通道和混凝土車施工道路都要保證安全可靠，針對(duì)混凝土施工中需要使用的鋼筋模板、伸縮縫、沉降縫、加強(qiáng)支檔等提前進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，保證施工中正常使用。提前清理混凝土模板內(nèi)部，提前一天對(duì)模板內(nèi)部的墊層、防水保護(hù)層進(jìn)行噴水以保持濕潤(rùn)，但不能存在積水現(xiàn)象。三是保證現(xiàn)場(chǎng)施工人員都具有專業(yè)的從業(yè)資格證和上崗證，熟悉現(xiàn)場(chǎng)施工程序和要求，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)按照設(shè)計(jì)要求有條不紊的推進(jìn)。

2.4大體積混凝土蓄水池澆筑技術(shù)要點(diǎn)

一是澆筑中采用厚度在300-500毫米的分層分段、斜面分層的連續(xù)澆筑方式。分段施工中采用踏步式推進(jìn)，踏步寬度控制在1.5-2.5米范圍內(nèi)。二是澆筑時(shí)間必須在設(shè)計(jì)方案要求范圍內(nèi)完成，嚴(yán)格執(zhí)行計(jì)劃、施工、檢查和整改循環(huán)的施工方式。提前進(jìn)行摻加劑實(shí)驗(yàn)，避免因添加摻加劑導(dǎo)致混凝土初凝時(shí)間減少。三是澆筑方向從較低處出開始，沿著蓄水池長(zhǎng)邊從一端向另一端推進(jìn)，逐層澆筑后上升施工。也可采用從中間向兩端推進(jìn)的施工作業(yè)方式。一定保證在底層混凝土的初凝之前完成后續(xù)層面的混凝土施工，避免發(fā)生冷縫問題。

2.5大體積蓄水池混凝土的養(yǎng)護(hù)技術(shù)

蓄水池的側(cè)面鋼木結(jié)構(gòu)模板在施工中要設(shè)置保溫層，在利用磚石構(gòu)建側(cè)部模板時(shí)，要在正式澆筑之前完成回填。采用蓄水進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)時(shí)，混凝土表面完成初凝之后覆蓋塑料薄膜，在完成終凝之后進(jìn)行注水蓄水，深度保持在80毫米之上。混凝土表面溫度和養(yǎng)護(hù)水溫的溫差控制在20攝氏度以內(nèi)，如果溫差過大就注入一定量的熱水減少溫差。

2.6混凝土的測(cè)溫

為盡可能避免大體積混凝土的內(nèi)外溫差超過25℃或以上而導(dǎo)致溫度裂縫問題的出現(xiàn)，需要相關(guān)人員提起重視，能夠及時(shí)掌握和明確內(nèi)部的實(shí)際溫差變化情況，于混凝土內(nèi)不布置相應(yīng)的測(cè)溫點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)視溫差的波動(dòng)情況，在實(shí)際進(jìn)行混凝土澆筑工作期間，如果正值春季，溫度不高也不低，需要在混凝土的表面覆蓋一層塑料薄膜或是一層槽帶，根據(jù)測(cè)溫的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，明確覆蓋材料的增減和澆水的次數(shù)。此外，還需在墻板部位設(shè)置多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，數(shù)量為20個(gè)左右，塑料薄膜下也要相對(duì)應(yīng)的設(shè)置同數(shù)量測(cè)溫點(diǎn)，大氣溫度測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置1個(gè)即可;應(yīng)用相應(yīng)的熱電阻和電子測(cè)溫儀進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)。一般情況下，根據(jù)實(shí)踐研究表明，3天內(nèi)大體積混凝土的溫差變化波動(dòng)最大，因此測(cè)溫工作需要從開始水池墻板混凝土澆筑完成后12小時(shí)開始。在前5天每隔兩小時(shí)進(jìn)行1次檢測(cè)，每天不少于共計(jì)8次的檢測(cè)工作。此后要隨著混凝土強(qiáng)度的增強(qiáng)和溫度的下降減少測(cè)溫次數(shù)，但都不可少于1天3次，在測(cè)溫時(shí)需要記錄以下5個(gè)數(shù)據(jù)：第1點(diǎn)，混凝土的入模溫度;第2點(diǎn)，每次測(cè)溫的時(shí)間，各測(cè)溫點(diǎn)的內(nèi)外溫度值等數(shù)據(jù);第3點(diǎn)，不同部位保溫材料的覆蓋和去除的時(shí)間;第4點(diǎn)，進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)或恢復(fù)保溫的具體時(shí)間;第5點(diǎn)，發(fā)生異常情況和溫差過大問題的時(shí)間。通過大量工程溫度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)研究表明，基礎(chǔ)底板的溫度測(cè)點(diǎn)，其混凝土的內(nèi)部和表面溫差均在25℃以下，只有兩個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫差超過了28℃，之后通過采取針對(duì)性的措施，即為局部停止?jié)菜B(yǎng)護(hù)和覆蓋雙層的甘草帶，1小時(shí)內(nèi)可以通過提升混凝土的表面溫度來使得內(nèi)外溫差有所降低，達(dá)到理想的應(yīng)用效果。

3大體積混凝土施工細(xì)節(jié)問題分析

大體積混凝土施工時(shí)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)中溫度變化產(chǎn)生較大應(yīng)力，是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫的主要原因。對(duì)溫度的控制是大體積混凝土施工中需要高度重視的施工細(xì)節(jié)問題。主要控制方法如下：

3.1控制水泥水化熱反應(yīng)

導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因比較多，但主要是因?yàn)榇篌w積混凝土的導(dǎo)熱性能不好，水泥發(fā)生水化熱反應(yīng)之后，產(chǎn)生大量熱量聚積，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)早強(qiáng)升溫、后期降溫的情況。或者是在混凝土降溫收縮時(shí)產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的貫穿裂縫，因此水泥水化熱反應(yīng)是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要因素?？刂品椒ㄊ沁x用不易產(chǎn)生溫度過量的低溫、中溫水泥類型。如果在使用升溫比較顯著的硅酸鹽、普通鹽酸類型水泥時(shí)，采用相應(yīng)措施減緩水泥出現(xiàn)水化熱反應(yīng)。避免釋放過多熱量。

3.2控制大體積混凝土的自身收縮

混凝土收縮是混凝土硬結(jié)過程中出現(xiàn)的整體體積縮小情況。這種縮小導(dǎo)致的變形，如因外部環(huán)境的約束條件，會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)開裂情況。解決辦法是在混凝土硬初期，減少水泥水化凝固過程中產(chǎn)生的體積變化，在硬結(jié)后期注意對(duì)混凝土的水分養(yǎng)護(hù)，避免混凝土內(nèi)部水分過度蒸發(fā)引起混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形。

3.3優(yōu)化大體積混凝土的施工工藝

目前國(guó)內(nèi)對(duì)于大體積混凝土的施工已經(jīng)形成了調(diào)倉法、分層澆筑等比較成熟的工藝，通過采用先進(jìn)的振搗設(shè)備，嚴(yán)格施工標(biāo)準(zhǔn)，能有效減少混凝土裂縫的發(fā)生。要注意大體積混凝土每次澆筑的厚度不能超過500毫米，如果混凝土厚度超過這個(gè)值就采用分層澆筑法。要在蓄水池底板混凝土施工中采用分層澆筑法，以1：6的斜坡施工方式進(jìn)行分層推進(jìn)。在混凝土施工中注重對(duì)振搗節(jié)奏和頻率的控制，依次進(jìn)行均勻振搗，避免跳躍振搗影響施工質(zhì)量。

3.4控制大體積混凝土的內(nèi)部和表層溫差

在研究中發(fā)現(xiàn)，大體積混凝土施工中水化熱反應(yīng)會(huì)讓結(jié)構(gòu)中心部位的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于表層溫度，過高的溫差是導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫的主要原因。因此要在澆筑中控制中心溫度和表層溫度的溫差不超過20攝氏度，要依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的厚度、原材料進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，控制中心溫度，采用蓄水養(yǎng)護(hù)等方式進(jìn)行表層溫度控制。

基于以上研究，本文認(rèn)為大體積混凝土蓄水池施工過程中，可以通過控制水泥水化熱反應(yīng)、控制大體積混凝土的自身收縮、優(yōu)化大體積混凝土的施工工藝、控制大體積混凝土的內(nèi)部和表層溫差等措施，不斷提高施工質(zhì)量。

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