大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在土木工程建筑中的應(yīng)用研究

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引言

隨著土木工程規(guī)模增長，在一些重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中大體積混凝土有更多的應(yīng)用，只有使其達(dá)到較高的結(jié)構(gòu)強度、抗裂性能、承載力等指標(biāo)要求，才能有效促進(jìn)土建施工質(zhì)量提升。在土建施工中，需從多方面控制混凝土質(zhì)量，既要有效控制其外部約束力，還要通過嚴(yán)格控制配置、攪拌、澆筑及養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)，約束其內(nèi)部應(yīng)力的變化優(yōu)化，并提高其抗裂及抗拉性能，最大限度預(yù)防裂縫等病害發(fā)生。面對大體積混凝土在工序復(fù)雜性以及質(zhì)量控制的較高難度，土建施工單位予以重視，對裂縫等質(zhì)量問題做到有效預(yù)防。

1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)概述

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)是目前土木工程建筑施工中比較常用的施工技術(shù)之一，同時也被廣泛應(yīng)用于水利工程、大型設(shè)備的基礎(chǔ)部分等施工中。總的來說，大體積混凝土最突出的點整就是體積大，同時由于水化熱會集中釋放，因此，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度會快速升高，易出現(xiàn)溫度裂縫，整體施工難度較大，對于施工質(zhì)量的要求更高。大體積混凝土施工技術(shù)的特征可以總結(jié)為以下幾點：一是影響因素較多，與普通混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工不同，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝更為復(fù)雜，各項標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格。在施工過程中，不僅要考慮材料、施工方案、施工技術(shù)等因素的影響，同時也要綜合考量環(huán)境因素的影響，否則可能會影響到施工質(zhì)量。二是施工工藝復(fù)雜，大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)由于需要考慮如何有效解決混凝土裂縫問題，包括溫度裂縫、收縮裂縫等等。此外在進(jìn)行澆筑過程中要預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生，對于局部裂縫，要對產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并針對問題的產(chǎn)生提出相應(yīng)的處理措施，進(jìn)而提升混凝土的施工質(zhì)量。經(jīng)過一系列的研究發(fā)現(xiàn)，大體積混凝土的工程施工具有一定的復(fù)雜性，主要應(yīng)用于建筑工程地下鋼筋結(jié)構(gòu)澆筑、頂層封頂?shù)阮I(lǐng)域，并且對施工技術(shù)和施工工藝提出了較高的要求。

2 大體積混凝土常見質(zhì)量問題分析

2.1 裂縫問題 裂縫是大體積混凝土施工中最常見的問題之一，其不僅會降低混凝土構(gòu)件的整體性，而且會對其承載能力造成較大影響。從項目施工過程看，造成大體積混凝土構(gòu)件裂縫的原因較多。一方面，這些裂縫對是因為水化熱反應(yīng)而形成的。當(dāng)水泥與水結(jié)合后，其溫度會逐漸升高，進(jìn)而釋放一定的熱量，而大體積混凝土的結(jié)構(gòu)斷面較厚，這使得水泥散熱空間受到較大影響，構(gòu)建內(nèi)部溫度開始積聚，由此造成一定的內(nèi)外溫差裂縫。另一方面，水泥混凝土在硬化的時候會蒸發(fā)一定的水分，蒸發(fā)水分約為材料配置時添加水分的20%，當(dāng)超過這樣標(biāo)準(zhǔn)時，水泥硬化的自縮值就會變大，由此產(chǎn)生一定的收縮裂縫。此外，較大的約束力也會導(dǎo)致混凝土而機(jī)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，影響大體積混凝土構(gòu)件的整體性。

2.2 大體積混凝土的自縮 混凝土是由砂石及水泥與水配比而成的復(fù)合材料，其中水泥在原材料中非常重要，其標(biāo)號較多，不同標(biāo)號的水泥特性不同，其自縮能力也不同，另外水泥的細(xì)度也可影響混凝土的自縮速度。通常，在水泥中加入廢渣、硅灰等，自縮值會隨著添加量的增加而增加；加入煤灰會減少自縮值；另外添加減水劑、膨脹劑等都會影響混凝土的自縮值。由此可見，在水泥中添加不同的物質(zhì)，會對混凝土的自縮值產(chǎn)生不同的影響?；炷磷钥s導(dǎo)致混凝土收縮，最終產(chǎn)生裂縫，危害結(jié)構(gòu)安全。

2.3 施工流程不符合標(biāo)準(zhǔn) 在大體積砼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)中，每一環(huán)節(jié)的工藝都十分重要，因此，只要某一環(huán)節(jié)存在問題，就有可能導(dǎo)致砼出現(xiàn)裂縫或者其他問題。比如在選材環(huán)節(jié)，技術(shù)人員對原料的挑選與配比沒有能夠全方面分析，缺少實地考察試驗，可能會出現(xiàn)施工后原材料融合度差的現(xiàn)象，這就要求技術(shù)人員預(yù)先對原料配比進(jìn)行多次試驗，以尋找更適用于施工場地地質(zhì)及氣候條件的材料配比。在澆筑環(huán)節(jié)，可能存在技術(shù)人員對澆筑要求不明確的情況，比如砼澆筑需要一次性灌注，可能受時間安排影響出現(xiàn)中途暫停澆灌的情況，使得澆灌的砼的凝固程度不同，影響混凝土受力。

3 大體積混凝土施工技術(shù)要點

3.1 設(shè)置施工縫 混凝土之所以后續(xù)會產(chǎn)生裂縫情況，大部分原因都是因為熱脹冷縮造成的應(yīng)力裂縫。為了減少漲縮對混凝土的影響，可以提前設(shè)置施工縫，加強施工縫養(yǎng)護(hù)工作，這樣可以在一定程度上減少漲縮造成的裂縫問題。同時大體積混凝土澆筑施工還需要達(dá)到防水標(biāo)準(zhǔn)，施工縫處設(shè)置止水帶，采用鍍鋅管焊接，止水帶設(shè)置要嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，確保焊接的牢固性，不得出現(xiàn)漏焊、焊穿等問題，這樣焊縫位置不會通過明水?；炷翝仓埃獙Ρ砻孢M(jìn)行清理，清除表面毛刺，在澆筑界面涂抹一層處理劑，從而提高混凝土的粘結(jié)性、防水性。采用分層建筑方案，第一層混凝土初凝之后再建筑第二層混凝土。

3.2 有效控制外部約束力和溫度應(yīng)力 由于大體積混凝土多用于土木工程基礎(chǔ)，會受到地基的約束力作用，當(dāng)?shù)鼗霈F(xiàn)不均勻沉降或者位移時，會嚴(yán)重破壞其質(zhì)量，并嚴(yán)重威脅土建工程安全。為此通常會設(shè)計滑動層來加以預(yù)防，滑動層的主要結(jié)構(gòu)類型有：砂墊層或者瀝青氈層，可使混凝土結(jié)構(gòu)不與地基直接相接，進(jìn)而起到控制地基約束力的作用，有效避免地基沉降裂縫的發(fā)生，這在土木工程基礎(chǔ)施工中應(yīng)多加關(guān)注。同時，對于溫度應(yīng)力主要是通過蓄水、覆蓋等方式加以控制，其原理在于借助于物理降溫的方式，加快內(nèi)部熱量散失，將其內(nèi)外溫差控制在允許范圍，也就有效限制了溫度應(yīng)力，進(jìn)一步保障大體積混凝土質(zhì)量。

3.3 注重澆筑和養(yǎng)護(hù)工作 澆筑技術(shù)有分成連續(xù)澆筑和推移連續(xù)澆筑兩種方式。在實際施工中，應(yīng)當(dāng)有效控制施工時間，令施工過程大大縮短，如果時間過長則會對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。分層連續(xù)澆筑在當(dāng)前施工中應(yīng)用較為廣泛，也更利于振搗。在采取分層澆筑混凝土?xí)r應(yīng)當(dāng)保證水平施工縫符合以下要求。首先應(yīng)當(dāng)清除建筑表面浮漿、松動石子和軟弱混凝土層，使粗骨料外露；其次需要利用壓力水進(jìn)行堆表面污物清洗操作，令混凝土保持一定濕潤性，但不能存在積水；最后，如果施工混凝土流動度較低，或者屬于非泵送，則應(yīng)當(dāng)在澆筑上層混凝土的時候應(yīng)用接漿方法，同時為了提升澆筑質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)對表面泌水進(jìn)行及時清理。在養(yǎng)護(hù)混凝土問題上，首先需要進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，令澆筑塊體降溫速率與內(nèi)灣溫差達(dá)到溫控指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)；另外，保溫養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)當(dāng)依據(jù)塊體內(nèi)溫差確定，最短時間應(yīng)當(dāng)在15天；最后，應(yīng)當(dāng)維持混凝土表面的濕潤程度，如果混凝土澆筑之后短期之內(nèi)產(chǎn)生了塑性裂縫，處理時可以采用二次亞光或澆灌層方法。

3.4 抗裂性能的提升 首先要從混凝土材料配比入手，這決定結(jié)構(gòu)抗裂性能的關(guān)鍵性指標(biāo)，切忌在土木施工中進(jìn)行隨意設(shè)計，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行嚴(yán)格的試驗來確定最優(yōu)配比。而且在材料調(diào)配環(huán)節(jié)，要保證施工人員嚴(yán)格依據(jù)經(jīng)試驗所得配比進(jìn)行相關(guān)操作。在這之前，還要針對材料配比做好施工人員培訓(xùn)，使其掌握熟練的配比工藝，對材料質(zhì)量及配比進(jìn)行嚴(yán)格要求，并且還應(yīng)由具有熟練專業(yè)配比經(jīng)驗的技術(shù)人員參與現(xiàn)場管理，這樣才能使混凝土強度、抗裂性能、承載力等得到基本的保障。實際材料調(diào)配及攪拌過程中，應(yīng)嚴(yán)格履行操作規(guī)程，使其達(dá)到更高的融合效果，同時，配筋材料的合理添加，對于改善大體積混凝土的抗裂性能也很有幫助。除此之外，還要重視添加劑的使用，混凝土裂縫的產(chǎn)生很大程度上來自其收縮特性及水化反應(yīng)，部分抑制混凝土收縮的添加劑以及減水劑等使用，也能使其抗裂性能得以優(yōu)化，進(jìn)而保障大體積混凝土質(zhì)量。

3.5 混凝土的澆筑 在開始澆筑之前，施工人員應(yīng)對建筑物的整體結(jié)構(gòu)與應(yīng)用功能進(jìn)行分析，以滿足未來應(yīng)用要求為出發(fā)點，及時調(diào)整澆筑工藝。在實際開展?jié)仓蝿?wù)的過程中，混凝土澆筑被分為全面分層、余面分層和分段分層等工藝，應(yīng)根據(jù)具體建設(shè)要求選定適當(dāng)?shù)臐仓夹g(shù)。對于廠房澆筑，其施工環(huán)境較為開闊，澆筑任務(wù)具有量大、耗時長等特點，相關(guān)施工人員可采取余面分層澆筑技術(shù)，確保澆筑的高效率；在開展?jié)仓蝿?wù)之前，應(yīng)為執(zhí)行澆筑的工作人員教授基本澆筑知識：澆筑應(yīng)遵循從下到上的順序，在下方澆筑部分凝固之后才能對建筑上方進(jìn)行澆筑，防止出現(xiàn)混凝土在下部過度固結(jié)，導(dǎo)致上部完全澆筑、下部無法澆筑的尷尬局面；在開展?jié)仓蝿?wù)的過程中，應(yīng)及時對施工環(huán)境進(jìn)行檢驗，如果天氣潮濕、澆筑環(huán)境內(nèi)水分超標(biāo)，施工人員應(yīng)及時對混凝土的配方工藝、保存環(huán)境與澆筑手法進(jìn)行調(diào)整，防止混凝土變質(zhì)、脫落；項目負(fù)責(zé)人應(yīng)派遣專業(yè)的施工人員選定尺寸合適的鋼筋，防止出現(xiàn)鋼筋浪費、混凝土強度不夠等現(xiàn)象，只有落實全套加工與監(jiān)督工藝，才能為高質(zhì)量的房屋建設(shè)提供保障。

3.6 有針對性的調(diào)整鋼筋位置 對鋼筋的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這樣可以使內(nèi)部熱量得到及時有效的傳遞，防止內(nèi)部熱量過高的問題，在具體的運用過程中，針對鋼筋進(jìn)行配置的時候，要保持鋼筋的配比率，采取上下配置的方案。為了加快鋼筋內(nèi)部的散熱速度，可以在頂皮和底皮鋼筋之間設(shè)置對應(yīng)的鋼筋，然后應(yīng)用搭接焊的方式保證每平方的鋼筋都可以進(jìn)行散熱。利用這種方式，盡可能有效減少鋼筋直徑和鋼筋的距離，進(jìn)一步降低混凝土的收縮程度，以此確保中間熱量得以及時有效的散發(fā)，從而充分減少混凝土裂縫問題出現(xiàn)的幾率。

結(jié)束語

綜上所述，大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)作為目前建筑行業(yè)普遍采用的技術(shù)之一，適用范圍較廣，在施工準(zhǔn)備階段，要制定科學(xué)合理的施工方案，合理設(shè)計混凝土配合比；在實際施工階段，要注意嚴(yán)格執(zhí)行施工操作規(guī)范，做好溫度控制以及養(yǎng)護(hù)措施，重點預(yù)防混凝土裂縫的出現(xiàn)，大體積混凝土的施工涉及到的工藝流程相對復(fù)雜，如果不對其采取標(biāo)準(zhǔn)化的流程控制，則有可能造成后期的質(zhì)量受到影響。這不僅有可能造成建筑物使用壽命下降，還有可能在施工過程中造成危險。嚴(yán)格的控制施工流程以及施工材料，對每個環(huán)節(jié)都采取多次檢查，確保工藝、質(zhì)量滿足有關(guān)的要求。大體積混凝土內(nèi)外溫差大是普遍存在的問題，因此要做好散熱措施。與此同時，施工前要充分研究前期的勘察文件，并與設(shè)計單位進(jìn)行溝通，確保大體積混凝土不會對地基造成破壞，減少環(huán)境對于其質(zhì)量的影響。