大體積混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制

張松

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工程建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)期，技術(shù)水平不斷提高，工程規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，大體積混凝土的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。本文分析了市政工程施工中大體積混凝土的主要特點(diǎn)，對(duì)大體積混凝土的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了分析，并以廣渠路東延工程為依據(jù)提出了大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)和質(zhì)量控制措施，希望能為相關(guān)人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;質(zhì)量;施工;養(yǎng)護(hù)

中圖分類號(hào)：TU755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

在大體積混凝土工程施工過(guò)程中，混凝土施工質(zhì)量直接影響整個(gè)建設(shè)工程的施工質(zhì)量。如果控制不當(dāng)，會(huì)對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的使用壽命產(chǎn)生不利影響。因此，在大體積混凝土施工過(guò)程中，重點(diǎn)是要根據(jù)施工情況采取正確的措施，避免大體積混凝土開(kāi)裂，增強(qiáng)其耐久性，使大體積混凝土更好地發(fā)揮自身作用。

1 大體積混凝土的主要特征

目前用于工程項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的大體積混凝土施工，一般是指結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸≥1 m或預(yù)計(jì)因水泥水化熱引起混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂的混凝土工程。大體積混凝土一般結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土用量大，工程施工條件比較復(fù)雜，對(duì)施工技術(shù)要求也比較高。其次，與傳統(tǒng)的混凝土施工相比，大體積混凝土施工特點(diǎn)更復(fù)雜。我參與的北京通州區(qū)廣渠路東延下穿通東機(jī)場(chǎng)專用線鐵路立交橋工程，建設(shè)內(nèi)容包含13節(jié)地下框架橋現(xiàn)澆段施工，結(jié)構(gòu)截面尺寸最小為0.7 m，最大為1.4 m，混凝土用量比較大，涉及到大體積混凝土施工，使我積累了大量的施工技術(shù)和質(zhì)量控制方面的經(jīng)驗(yàn)。

2 大體積混凝土質(zhì)量問(wèn)題分析

（1）水化熱的影響。大體積混凝土最常見(jiàn)的開(kāi)裂是由水泥和水之間的水化反應(yīng)（水化熱）引起的。水化熱是由于大體積混凝土厚度遠(yuǎn)大于普通混凝土，但表面系數(shù)略低，水泥水化釋放的熱量越來(lái)越難排出，內(nèi)部環(huán)境溫度高于外部環(huán)境溫度，內(nèi)外溫差過(guò)大時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)而影響建筑質(zhì)量?；炷羶?nèi)部的水化熱溫度與混凝土的厚度和水泥用量有關(guān)系，混凝土越厚，水泥用量越大，內(nèi)部溫度越高。

（2）混凝土內(nèi)外約束條件的影響?；炷羶?nèi)外約束條件，也是導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的一個(gè)重要原因。在混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程中，早期溫度上升快，內(nèi)部產(chǎn)生的膨脹受到約束而形成壓應(yīng)力。而混凝土澆筑完成后，如未采取保溫措施，表面溫度急劇下降產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，就容易產(chǎn)生裂縫。

（3）混凝土收縮變化的影響。混凝土中膠凝材料的硬化對(duì)水分有一定的需求。根據(jù)工程試驗(yàn)，大體積混凝土施工的最佳需水量約為20%。當(dāng)大體積混凝土所需的施工用水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，剩余的水分會(huì)不斷蒸發(fā)，使混凝土結(jié)構(gòu)的體積發(fā)生一定程度的收縮。由于這種收縮是不規(guī)則的，表面干燥收縮快，內(nèi)部干燥收縮慢，會(huì)使混凝土彈性模量快速增長(zhǎng)，導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)，直接影響整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。膠凝材料的種類、配合比、施工工藝等方面都會(huì)不同程度地影響大體積混凝土的收縮變化。

（4）支架、模板的影響。在混凝土未達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度之前拆除模板、支架，或者是由于支架、支撐變形下沉，都容易造成混凝土的裂縫和破損。

3 大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）選擇合適的施工方案。在建設(shè)工程施工前，要制定專門的大體積混凝土施工方案，從施工準(zhǔn)備、混凝土的拌制及運(yùn)輸、混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)、溫控措施、拆模等方面進(jìn)行分析，并將每道工序的技術(shù)要點(diǎn)對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行交底，建立崗位責(zé)任制和交接班制度，為現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量提供有力保障。

（2）準(zhǔn)備工作。大體積混凝土施工準(zhǔn)備主要有三個(gè)方面。首先是材料的準(zhǔn)備。大體積混凝土所需的各項(xiàng)材料應(yīng)滿足規(guī)范要求。二是施工工具。這部分主要針對(duì)施工過(guò)程中需要的相應(yīng)工具。如：振搗棒、鐵鍬、水泵等工具。在澆筑混凝土之前，這些工具應(yīng)由專門人員準(zhǔn)備和檢查，以保證施工需要。三是支架和模板應(yīng)進(jìn)行承載力、剛度和整體穩(wěn)定性的驗(yàn)算，在使用過(guò)程中要采取保證安全穩(wěn)定的措施。

（3）優(yōu)化混凝土配合比。在大體積混凝土施工前，相關(guān)施工人員需要計(jì)算混凝土配合比，并進(jìn)行試配?；炷林苽淝?，宜進(jìn)行絕熱升溫、泌水率、可泵性等對(duì)大體積混凝土裂縫控制有影響的技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)，并在施工過(guò)程中根據(jù)工程實(shí)際情況合理優(yōu)化混凝土配合比，進(jìn)一步保證混凝土質(zhì)量。在廣渠路東延工程施工前，通過(guò)比選，我們確定了三家商品混凝土拌合站，并對(duì)混凝土配合比的施工性能和強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)證，滿足現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工需要。

（4）混凝土攪拌及運(yùn)輸?；炷翑嚢枋谴篌w積混凝土施工中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。要求操作人員對(duì)混凝土攪拌設(shè)備定期檢查，及時(shí)排除隱患，保證設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。要嚴(yán)格按照混凝土的配合比和規(guī)定的攪拌時(shí)間進(jìn)行操作，攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短都會(huì)對(duì)混凝土質(zhì)量產(chǎn)生影響。施工單位需要合理規(guī)劃混凝土的運(yùn)輸路線，確?；炷聊軌蚣皶r(shí)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)?；炷吝\(yùn)輸過(guò)程中嚴(yán)禁加水，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取防曬、防雨和保溫措施。應(yīng)配備專職人員盯控混凝土生產(chǎn)和押運(yùn)混凝土，保證到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的混凝土滿足施工需要?；炷恋竭_(dá)現(xiàn)場(chǎng)以后，應(yīng)盡快澆筑，防止混凝土離析。

（5）混凝土澆筑及振搗?；炷翍?yīng)分層澆筑，在下一層混凝土初凝之前澆筑上層混凝土，保證混凝土的連續(xù)性和整體性。根據(jù)結(jié)構(gòu)的尺寸、鋼筋配置的疏密程度、混凝土的供應(yīng)情況、現(xiàn)場(chǎng)施工條件等因素，澆筑方式可以分成三種。一是全面分層澆筑。這種方法是按每層依次施工。上層澆筑完成后，可澆筑下一層，時(shí)間間隔合理。該方法主要適用于一些結(jié)構(gòu)平面尺寸較小的工程。二是斜面分層澆筑。這種澆筑方法要求斜面的坡度不大于1/3，主要適用于長(zhǎng)度為其厚度3倍的建筑結(jié)構(gòu)，澆筑過(guò)程自下而上進(jìn)行。三是分段分層澆筑。這種方法是從底部開(kāi)始澆筑，然后在一定距離后澆筑第二層，依次向前澆筑其他各層，由于總層數(shù)較多，當(dāng)澆筑完成后，第一層末端混凝土尚未凝固。主要適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，長(zhǎng)度比較大的工程。不論是哪種澆筑方法，施工過(guò)程中都嚴(yán)禁加水，散落在外的混凝土嚴(yán)禁二次利用。

大體積混凝土的振搗應(yīng)采用二次振搗工藝，應(yīng)能使模板內(nèi)各個(gè)部位混凝土密實(shí)、均勻，不應(yīng)漏振、欠振、過(guò)振。按照分層澆筑厚度振搗密實(shí)，使用振搗棒時(shí)，應(yīng)遵循“快插慢拔”的原則，其前端插入上一層混凝土的深度不小于50 mm。當(dāng)混凝土表面無(wú)明顯缺陷、有水泥漿出現(xiàn)、不再冒氣泡時(shí)，應(yīng)結(jié)束該部位振搗。

（6）混凝土養(yǎng)護(hù)。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)過(guò)程，關(guān)鍵是要采取保溫保濕措施，以便控制混凝土的內(nèi)外溫差，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展?；炷翝仓瓿珊螅瑧?yīng)在初凝前進(jìn)行覆蓋或噴霧養(yǎng)護(hù)。在廣渠路東延工程中，我們采取塑料薄膜和土工布雙層覆蓋的養(yǎng)護(hù)工藝，安排專人定時(shí)灑水，保持混凝土表面濕潤(rùn)，保證混凝土逐漸降溫，有效控制溫度應(yīng)力，減少了混凝土裂縫的產(chǎn)生?；炷琉B(yǎng)護(hù)應(yīng)按澆筑的時(shí)間順序進(jìn)行，避免養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。

（7）溫度監(jiān)測(cè)。大體積混凝土澆筑前沿澆筑體厚度方向，應(yīng)至少布置表層、底層和中心溫度測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距不宜大于500 mm，每50 m2設(shè)置一組測(cè)溫點(diǎn)。指派專人測(cè)量和記錄溫度，測(cè)溫頻率應(yīng)滿足以下規(guī)定：1）第一天至第四天，每4 h不應(yīng)少于一次;2）第五天至第七天，每8 h不應(yīng)少于一次;3）第八天至測(cè)溫結(jié)束，每12 h不應(yīng)少于一次;當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差超過(guò)25℃時(shí)，應(yīng)采取降溫措施?；炷翝仓w降溫速率不宜大于2.0℃/d。當(dāng)混凝土澆筑體表面以內(nèi)40～100 mm位置的溫度與環(huán)境溫度的差值小于20℃時(shí)，可停止測(cè)溫。在本工程中，我們采用了JDC-2型建筑電子測(cè)溫儀，搭配長(zhǎng)度為0.5 m、1.0 m、1.5 m的測(cè)溫線進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)。在混凝土澆筑前將帶有測(cè)溫探頭的測(cè)溫線用鋼筋緊固，避免施工過(guò)程中導(dǎo)線被損壞移位?；炷翝仓瓿梢院?，每天有專人定時(shí)進(jìn)行測(cè)量，并繪制了各點(diǎn)溫度變化曲線和斷面溫度分布曲線。在混凝土升溫階段，可適當(dāng)散熱，降低溫升峰值;在降溫階段，可以調(diào)整保溫層厚度，防止表面溫度下降過(guò)快。通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)和相應(yīng)的溫控措施，可以保證大體積混凝土充分凝結(jié)硬化，有效減少混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象，并為以后的工程施工提供了指導(dǎo)。

4 提高大體積混凝土施工質(zhì)量的措施

（1）加強(qiáng)混凝土施工技術(shù)的管理工作。為充分保證大體積混凝土施工質(zhì)量，需要明確施工過(guò)程中每一個(gè)操作細(xì)節(jié)，全面核實(shí)施工工藝和工程質(zhì)量，每一個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。此外，還可以根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的原材料和技術(shù)水平，對(duì)整個(gè)施工方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，確?，F(xiàn)場(chǎng)施工。

（2）建立健全管理體系。為了提高大體積混凝土的施工質(zhì)量，需要建立完善的管理體系，對(duì)各環(huán)節(jié)操作實(shí)施科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化管理，降低質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。在管理制度的建立上，一方面要注意誘導(dǎo)制度的完善。做好員工崗前培訓(xùn)，規(guī)范員工行為，提高專業(yè)能力，加強(qiáng)施工環(huán)節(jié)控制，以保證各項(xiàng)參數(shù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)做好上崗前的各項(xiàng)檢查，要求施工人員落實(shí)安全防護(hù)措施，以對(duì)自己和單位負(fù)責(zé)的態(tài)度進(jìn)行作業(yè)。另一方面要完善獎(jiǎng)懲制度，充分調(diào)動(dòng)員工的積極性，明確自己的操作要點(diǎn)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性。

（3）加強(qiáng)過(guò)程監(jiān)督。在大體積混凝土施工過(guò)程中，施工單位應(yīng)組織專業(yè)人員負(fù)責(zé)過(guò)程監(jiān)督管理，如發(fā)現(xiàn)施工過(guò)程有違規(guī)現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)制止并糾正，確保工程質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

采用科學(xué)手段優(yōu)化大體積混凝土的施工工藝，是降低裂縫發(fā)生概率，保證施工質(zhì)量的重要措施。在施工過(guò)程中，應(yīng)建立完善的監(jiān)督制度，重視過(guò)程監(jiān)督管理，做好大體積混凝土施工技術(shù)管理和質(zhì)量控制工作，對(duì)建設(shè)工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和施工作業(yè)的安全性都有很好的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓欣君.建筑工程中大體積混凝土澆筑施工技術(shù)研究[J].智能城市，2021（13）：159-160.

[2]黃志偉.建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)探討[J].江西建材，2021（6）：137-138.

[3]易志偉.現(xiàn)代房屋建筑工程中大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國(guó)建設(shè)信息化，2021（11）：66-67.