探析土木建筑工程中的大體積混凝土結構施工技術

楊佳佳

（山西八建集團有限公司，山西 太原030027）

0 引言

養(yǎng)護技術在辦公（階段法）和酒店（直接法）筏板基礎上表現優(yōu)異，這兩個基礎的趨勢線通常是相似的。因此，在預期、施工和養(yǎng)護階段，混凝土不會出現熱裂縫。此外，若采用三次多項式插值，則溫度發(fā)展行為對二次多項式有精確的結果。

1 混凝土溫度控制

混凝土的生產總是伴隨混凝土攪拌過程中的氧化過程，即熱傳遞過程。它與混凝土尺寸正相關，尺寸越大，換熱量越大，混凝土層間溫度及其梯度越高。它研究表明，對于瞬態(tài)熱傳導，熱梯度的出現在系統中產生不可逆性?；炷恋牡蜔釘U散率可能會在混凝土的某些部位產生內部約束并產生拉應力，從而不能很好地抵抗拉伸力。此外，無限大層間的高溫梯度會導致混凝土產生熱裂縫，因此大體積混凝土施工對溫度控制的需求變得至關重要。混凝土表面迅速冷卻，而混凝土芯則相反，因此會發(fā)生熱開裂，已經開發(fā)了一些熱效應項來捕捉適當的傳熱現象，包括熱滲出率和擴散率。就混凝土而言，炎熱天氣是高溫、低濕度和高風速的同時組合。因此，在大體積混凝土施工過程中，已經開發(fā)了一些技術來保持這些因素處于受控狀態(tài)，包括粉煤灰和其他火山灰材料，這些材料可能會縮短水合作用的時間。它認識到水泥基復合材料在氧化過程中的行為是至關重要的，并引發(fā)各種復雜的數學模型模型及其算法。邊界溫度和初始溫度將決定傳熱過程?；炷涟宓男阅?。此外，邊界條件有相當大的影響，而初始條件可以避免大時間間隔。因此，選定的方法將涉及這些參數。防止熱裂縫的一個簡單方法是保持混凝土表面和核心之間的溫差不超過20℃。這可以通過控制水化反應過程中混凝土內部溫度的升高來實現，例如在暴露的混凝土上提供絕緣材料表面環(huán)境，以盡量減少混凝土芯和表面之間的溫差。另一種方法是加入超塑化劑作為減水劑[1]。

2 大體積混凝土結構在土木建筑中的應用

2.1 大體積混凝土的大規(guī)模建設

大體積混凝土的大規(guī)模建設依賴于供應能力。這取決于攪拌站的容量、交通、質量控制和施工期間的質量保證。這個典型項目的每一部分都需要仔細檢查。由于施工工期較長，應妥善組織細部和應急預案。在印尼雅加達等交通不穩(wěn)定的大城市，預拌混凝土從拌合站運至工程現場，可能會導致混凝土質量不規(guī)范到達現場。如果預拌混凝土運輸車到達的時間超過規(guī)定的混凝土凝結時間，則必須拒收該混凝土，以納入施工。根據混凝土強度和外加劑的不同，混凝土凝結時間在6~11h之間變化。在大體積混凝土施工中，不僅要考慮行程時間，還要考慮混凝土到達現場后的坍落度試驗，作為質量控制和保證的要求。新澆混凝土的溫度也應滿足溫度應低于35℃的要求[2]。

根據交通量大小，可在夜間、低交通量條件下進行分期施工。另一方面，直接法需要幾天才能完成。ATTT結合了以前用于材料表征的超聲波測量、用于測試混凝土的超聲波方法以及淺層地震測量方法的特點。這項科學/技術被集成到一個記錄旅行時間數據和應用層析成像軟件的系統中。由此產生的斷層照片有可能提供結構的橫截面圖像，可用于定位裂縫、識別結構損傷區(qū)域以及大體積混凝土結構內部深處的其他異常。因此，優(yōu)秀的管理體系攪拌站和項目現場，應在該過程中進行。風險分析應該仔細審查，這樣才能將損失降到最低。此外，大體積混凝土施工中應防止冷縫的產生，嚴格的時間監(jiān)控能避免這種情況的發(fā)生。應安裝鋼筋，以盡量減少施工期間可能發(fā)生的冷接縫數量方面的風險。對于冷接縫的存在，只有兩種方法：①允許冷接縫的存在，然后繼續(xù)下一層（階段法）；②防止層間冷接縫（直接法）。直接法比階段法工期短，有時對后期工程進度要求很高。相反，階段法表明，在大體積混凝土施工熱開裂的風險較低，比直接法。因此，需要額外的成本來滿足項目期間的質量控制和保證[3]。

2.2 大體積混凝土施工方法

眾所周知，大體積混凝土結構在這種溫度滯后作用下的混凝土強度一般不等于標準養(yǎng)護下的圓柱體強度。為了建造高可靠度的大體積混凝土結構，使其在規(guī)定的齡期內達到規(guī)定的混凝土強度，必須充分了解結構中混凝土溫強度。本工程采用分期法和直接法兩種不同的大體積混凝土施工方法。階段法在辦公樓進行，直接法在酒店和公寓樓進行。階段法是層間間隔的筏板基礎施工。進行下一次拌合，直到混凝土核心溫度開始顯示下降趨勢線。完成下一層的施工需要3~4d。這種方法預計會存在冷接縫。因此，在施工過程中，需要使用抗剪連接件，即縱筋，以確保各層仍能共同工作，且兼容性原則仍需密切考慮。熱電偶是安裝在鋼筋上，以控制每層的芯部和表面溫度。在筏板基礎上，混合料的總體積為9500m3，分為三階段，即第一階段（2672m3）、第二階段（2672m3）和第三階段（4156m3），總面積為2925m2。目標抗壓強度為35MPa。另一方面，直接法是無層間筏板基礎的施工。這種方法預計不存在冷接頭。堆芯溫度仍顯示上升趨勢線，但在下一層施工階段開始時，溫度仍被視為較低。在酒店塔架筏板基礎上，混合混凝土的總體積為15013m3，分為四個階段，即第一階段（1045m3）、第二階段（4433m3）、第三階段（3323m3）和最后階段（6212m3），總面積接近3725m2。目標抗壓強度為35MPa。基于筏板基礎的溫度分析與評價，研究筏板基礎大體積混凝土施工方法。直到施工后大約70h，溫度通常會隨著一些變化而升高[4]。

隨后，氣溫呈小幅下降趨勢，并在一定程度上趨于穩(wěn)定。預計混凝土中的溫度是均勻的，相鄰層之間的溫度差可能不超過20℃，即表面上、中上、中下。然而，表面水平和周圍區(qū)域之間的溫差不能納入評估，因為表面上存在混合塑料和聚苯乙烯泡沫塑料，分離了這兩種溫度之間的相互作用。如果溫差接近20℃，所有工程師和監(jiān)理人員必須保持警惕，直到溫差減小。從結果可以明顯看出，為了保持直接施工法的時間差控制，對于相同厚度的大體積混凝土，必須在上一層后不超過20h進行下一層施工，不僅是為了防止熱裂縫，同時也要確保在施工過程中不會形成冷接縫。利用前面提到的技術，共有5種類型的熱電偶安裝。從圖中可以清楚地看出，酒店區(qū)域的溫度發(fā)展不僅遵循辦公區(qū)各層的趨勢線，而且還遵循維持在極限值以下的層間時間差。直接法在施工時間上比分段法有較大的優(yōu)勢。然而，準備工作，特別是在質量控制和質量保證方面，需要仔細檢查，因為核心部分的裂縫絕對會導致修復成本和額外的施工時間。溫度控制對于防止大體積混凝土的熱開裂至關重要。在這種結構中，保持溫度和濕度的養(yǎng)護策略表現出色。當溫度達到80~90℃時，溫差仍在20℃以下。因此，預計混凝土中不會出現熱裂縫。階段法（辦公筏式基礎）研究直接法確定施工方法的策略，尤其是在厚度和現場資源管理方面。從大體積混凝土的辦公室溫度和酒店溫度的趨勢比較可以看出，大體積混凝土的制備是很好的。基于三次多項式插值，三次多項式上的常數沒有顯著值[5]。

由此可以得出結論，二次多項式將給出精確的簡單方程。為了獲得大體積混凝土中溫度分布的完整信息，需要對溫度行為進行數值模擬研究。雖然已經發(fā)展了簡單的多項式模型，但由于該公式在確定溫度模型時不涉及混凝土的相關物理力學性質，因此其計算結果遠不準確。本文給出邊界趨勢，并建立趨勢公式[6]。

因此，可以在施工過程中預測與微分方程有關的擴散速率和傳質。此外，厚度也是大體積混凝土溫度發(fā)展的一個特征，因此也需要將其納入分析中。這將給建筑業(yè)帶來有價值的影響[7]。

3 結語

本文采用階段法和直接法評價大體積混凝土結構層間溫度發(fā)展及其梯度。養(yǎng)護方法是通過確保從混凝土表面到較低層的溫度保持相似，或變化不超過20℃。