大體積混凝土澆筑技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用研究

張磊

（山西五建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013）

0 引言

在當(dāng)今的建筑工程中，混凝土技術(shù)是最常見的技術(shù)，具有需求量大和施工復(fù)雜的特點。在澆筑過程中，混凝土造成的水膠比因體積的影響而不能按時排出，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度不斷升高，這也是混凝土澆筑關(guān)鍵技術(shù)中必須重視的關(guān)鍵問題。只有不斷改進(jìn)和完善施工工藝，才能有效提高運行效果和質(zhì)量。

1 大體積混凝土施工全過程澆筑技術(shù)要點

1.1 原料采用及配比

為更好地保證大體積混凝土工程施工中的混凝土澆筑質(zhì)量，首先應(yīng)加強(qiáng)材料的選擇及其混凝土配合比，混凝土原材料的選擇非常關(guān)鍵。在配置混凝土之前，應(yīng)對各種可用的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，從而對構(gòu)成混凝土的各種材料質(zhì)量做到更好的保證。在混凝土制備過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)實際的制備操作，從而對混凝土的質(zhì)量進(jìn)行保證。因為在大體積混凝土的施工過程中，施工的質(zhì)量十分重要，這關(guān)系到整個工程質(zhì)量和施工效率。因為大體積混凝土澆筑時，產(chǎn)生縫隙大小的直接因素就是溫度。在進(jìn)行大體積混凝土配置時，要對施工過程中的溫度調(diào)節(jié)把控好，盡量減小鋼筋混凝土內(nèi)外溫差。在混凝土配置的整個過程中，應(yīng)科學(xué)合理地確定混凝土原料的配比，盡量避免使用混凝土。調(diào)控混凝土水熱化溫度有利于提高混凝土的施工質(zhì)量。因此，在建設(shè)項目的整個施工過程中，可以根據(jù)具體情況，采用適量的混凝土進(jìn)行混凝土調(diào)配。在實際活動中可以看出，不同類型的混凝土必須有不同的條件和空氣濕度的保持[1]。

1.2 混凝土澆筑及其抗振強(qiáng)度

通過上述實際操作配制混凝土后，在混凝土澆筑前，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場的工作條件進(jìn)行選擇適用于混凝土原材料運輸?shù)膶Ｓ霉ぞ?，以及澆筑設(shè)備和振搗力工業(yè)設(shè)備等。其基礎(chǔ)部分采用整體筏板式，板厚1000mm，選用的混凝土的土抗壓強(qiáng)度為C30。在混凝土澆筑的基本流程中，施工過程選擇分層指定及分層混凝土澆筑的標(biāo)準(zhǔn)工程施工，層厚約為400mm，分層澆筑的厚度也要保持在一定的范圍內(nèi)，一般為30cm，并控制好傾斜的角度。在混凝土進(jìn)行層層連續(xù)澆筑過程中，現(xiàn)澆混凝土的實際運行是連續(xù)保持的。先對第一層混凝土進(jìn)行澆筑，再澆筑第二層混凝土。第二層現(xiàn)澆混凝土需要保證第一層混凝土凝固后，再繼續(xù)進(jìn)行混凝土澆筑工程的施工。在混凝土進(jìn)行連續(xù)澆筑時，不能間隔太長的時間，對時間要有良好的把控，這在更大程度上對混凝土的原始凝結(jié)時間進(jìn)行了確定。本工程混凝土自下而上澆筑過程中，要對振動階段進(jìn)行強(qiáng)化監(jiān)督，尤其要注意粗骨料是否下移，將氣泡完全排空。提前測量振動時間，防止振動泄漏。在大體積混凝土澆筑工程施工中，要有一定的操作標(biāo)準(zhǔn)，振動連接的實際操作要保證快插慢拔。其中快速插入是為了保證混凝土的振動，防止與混凝土的離析；緩慢拔出的目的是為了防止在拔出振動器時出現(xiàn)裂紋。在振動力的運行過程中，振動棒應(yīng)在較小的范圍內(nèi)振動，振動時間要控制在25s左右，如果遇到被水浸泡的情況就應(yīng)立即終止施工。在整個施工的過程中，不僅應(yīng)該避免鋼筋與振動棒接觸，也不能對模具進(jìn)行移動。在頂混凝土振動的整個過程中，振動力桿向下插入，距離調(diào)整為50mm左右，同時可以防止冷縫問題。由于混凝土泵送產(chǎn)生的自然傾斜，板式振動器分別放置在混凝土澆注帶部分。這樣做是為了確保鋪裝的均勻性?？拐駨?qiáng)度工程施工完畢后，立即吊線操縱其設(shè)計標(biāo)高，用木桿把它抹平，再用木抹子進(jìn)行搓毛處理[2]。

1.3 大體積混凝土維護(hù)

在大體積混凝土工程完成澆筑以后，還應(yīng)覆蓋保護(hù)膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。用小麥草等原材料覆蓋，防止鋼筋混凝土表面受潮開裂。在鋼筋混凝土的養(yǎng)護(hù)中，應(yīng)嚴(yán)格控制溫度。一般以15℃為宜，工程施工及養(yǎng)護(hù)周期時間控制在3周左右，以此保障大體積混凝土的施工質(zhì)量。大體積混凝土工程的施工和養(yǎng)護(hù)直接影響到擬建工程的整體施工質(zhì)量，尤其是鋼筋混凝土抗裂抗壓強(qiáng)度的控制非常重要。對于工程建筑中的大體積混凝土工程項目，由于體積較大，水化放熱較大，在養(yǎng)護(hù)過程中，需要對其表面溫度監(jiān)督的同時還要做到嚴(yán)格把控。為防止溫差引起的危害，路面澆水后立即覆蓋農(nóng)用地膜，面層鋪設(shè)保溫材料，便于鋼筋混凝土加熱。當(dāng)大體積混凝土凝固了之后，通過使用人工擠壓的方式對表面的灰塵進(jìn)行一定程度的處理，從而達(dá)到減少塑性收縮的目的[3]。

1.4 常見問題

目前，在我國的大體積混凝土施工過程中，必須注意工程施工中混凝土澆筑的連續(xù)流動性、連續(xù)性，避免工程建設(shè)問題的發(fā)生。例如，大體積混凝土凝固時會形成大量的水膠，而且它的尺寸比較大，所以內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成的水膠比不易釋放，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫?zé)醄4]。

顯著改善：眾所周知，混凝土表層在整個凝固過程中散熱更快，造成內(nèi)外溫差，使水泥混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓縮內(nèi)應(yīng)力，同時引起水泥表面的拉應(yīng)力。如果溫差越大，壓應(yīng)力越大，在內(nèi)應(yīng)力的作用下，混凝土表面就會出現(xiàn)裂縫，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)會慢慢排出熱量，逐漸冷卻下來。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗壓強(qiáng)度時，會導(dǎo)致混凝土坍塌，更嚴(yán)重的情況下，會導(dǎo)致整條線路留下縫隙，導(dǎo)致預(yù)制件的承載力降低整體結(jié)構(gòu)的組成部分。在實踐中，如果采用水下混凝土法澆筑混凝土原料，則鋪設(shè)的厚度要大于為600mm。如果用人工進(jìn)行混凝土的澆筑，則需要保證鋪裝的厚度在300～500mm之間。在進(jìn)行大體積混凝土建筑施工的時候，通常會在里面加入一定量的粉煤灰，使用量不能很大。這時，在大體積混凝土工程的施工過程中，需要適當(dāng)增加原材料的攪拌時間，一般為30min。值得一提的是，采用分段式混凝土澆筑法進(jìn)行作業(yè)時，先澆筑第一層原料，使混凝土基本凝固，再澆筑第二層。這種方法一直使用到混凝土澆筑為止。在混凝土澆筑過程中，必須盡量減少固體層行進(jìn)的時間間隔，要比混凝土的初凝時間短。在實際活動中，為了更好地掌握混凝土的初凝時間，應(yīng)在施工項目現(xiàn)場進(jìn)行試驗，提高時間精度。在分層混凝土澆筑作業(yè)過程中，需要設(shè)置水平沉降縫，并做好后續(xù)各層的工作。首先，混凝土澆筑工程施工前，應(yīng)將粗料均勻鋪在混凝土表面，并對混凝土表面進(jìn)行嚴(yán)格檢查。如果有石塊，就要做好消除工作。其次，本層原料混凝土初凝后，應(yīng)立即將本層表層徹底清理干凈。如果表面無積水且濕度良好，則稍后進(jìn)行混凝土澆筑工作。最后，水下混凝土澆筑混凝土原料時，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行從長邊澆筑混凝土的方法，同時要保證平面圖的尺寸適合。

2 大體積混凝土澆筑技術(shù)存在的問題

大體積混凝土施工的具體技術(shù)難點之一是對混凝土表面出現(xiàn)縫隙的問題進(jìn)行規(guī)避?？紤]到工程施工處于嚴(yán)寒氣候，降低大體積混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最高溫度，將混凝土內(nèi)外溫差調(diào)整在要求的極限值內(nèi)，存在許多極為不利的條件。一是基礎(chǔ)混凝土很厚，需要一次性澆筑混凝土，混凝土內(nèi)部溫度不易釋放。工程施工工作溫度低，混凝土內(nèi)表面溫差大。在這些元素的綜合作用下，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)必會產(chǎn)生更高的溫度，并且存在產(chǎn)生間隙的風(fēng)險。為了避免混凝土出現(xiàn)縫隙，需要充分考慮降低水泥溫度的內(nèi)應(yīng)力和提高混凝土本身的抗壓強(qiáng)度特性兩個方面。而從導(dǎo)致大型混凝土開裂的主要原因來看，就是煩瑣的收縮和冷卻收縮。完全隨機(jī)狀態(tài)下的混凝土?xí)趦?nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生拉應(yīng)力，無論它有多大和多么均勻，只要拉應(yīng)力超過混凝土的抗壓強(qiáng)度時，就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂開的情況，部分揮發(fā)會減少混凝土的體積。在一定情況下，干縮是一個可逆過程，使干縮后的混凝土再次被水飽和，混凝土?xí)a(chǎn)生一定的膨脹反應(yīng)。需要注意的是，初期濕冷養(yǎng)護(hù)對水泥混凝土的中后期固結(jié)沒有明顯影響。大面積混凝土的保濕補水養(yǎng)護(hù)只是為了更好地延緩干縮的產(chǎn)生，有利于提高表層混凝土的強(qiáng)度，使其飽滿。充分發(fā)揮微量混凝土膨脹劑的補償和恢復(fù)作用。根據(jù)混凝土的特性，溫度升高時的體積膨脹一般不會對水泥造成有害破壞。然而，當(dāng)冷卻收縮和鉆孔收縮在冷卻過程中累積在一起時，約束下的混凝土往往存在間隙。初期小間隙會產(chǎn)生應(yīng)力，可逐漸拉大和延長間隙，不利于建設(shè)工程的施工質(zhì)量[5]。

3 建筑工程施工大體積混凝土澆筑技術(shù)問題的預(yù)防措施分析

3.1 混凝土的可靠性設(shè)計

混凝土的配比直接影響到水泥混凝土的質(zhì)量。制定相互配合比的首要要求是既要保證設(shè)計方案的抗壓強(qiáng)度，又要大幅度降低水膠比；不僅使混凝土具有更好的附著力和泵送性，而且可以減少用水量。此外，嚴(yán)禁與其他知名品牌混凝土混用。不同等級的混凝土和氧化鋅回轉(zhuǎn)窯、機(jī)械立窯的混凝土不能混合使用，以免影響混凝土的特性。混凝土使用的自來水、砂石應(yīng)按應(yīng)用規(guī)范進(jìn)行檢測，避免使用環(huán)境污染水和含泥沙砂石配置混凝土。對于一般結(jié)構(gòu)混凝土，應(yīng)采用有效混凝土水灰比。其中，混凝土、砂、礫石、水的配比應(yīng)根據(jù)不同的規(guī)定，設(shè)計科學(xué)合理的混凝土等級和砂漿配合比。

3.2 現(xiàn)澆混凝土前期準(zhǔn)備及養(yǎng)護(hù)計劃

首先，大體積混凝土的厚度、長度、總寬度、建筑鋼筋等條件都有規(guī)定。混凝土供應(yīng)狀況，水下混凝土及臺泵的數(shù)量、是否有吊車和人力情況也應(yīng)考慮在內(nèi)。其次是澆注方法和防止開裂。另外，就是提前準(zhǔn)備原材料和應(yīng)急預(yù)案?？紤]到關(guān)鍵因素是臨時停電、設(shè)備故障、天氣變化、臨時停水、冷縫解決這些?；炷翍?yīng)在初凝前澆筑，這是可能會出現(xiàn)假凝的現(xiàn)象，假設(shè)有這種現(xiàn)象出現(xiàn)，應(yīng)在混凝土澆筑前再次拌和，整個澆筑過程中應(yīng)避免假凝現(xiàn)象。最后也是最重要的準(zhǔn)備工作是進(jìn)行可行性分析和合理性分析，是否有利于保證水泥質(zhì)量，是否使用需要比較工程經(jīng)濟(jì)性。對于維護(hù)計劃，需要先預(yù)測和分析溫度，然后再設(shè)計計劃。在對策明確的情況下，大體積混凝土的降溫和塌陷內(nèi)應(yīng)力在于降溫值和冷卻速度。為避免大體積混凝土開裂，根據(jù)計算和預(yù)測，水泥的混凝土澆注溫度和混凝土濕度的升高都容易引起內(nèi)應(yīng)力，因此提出了降低混凝土溫升的對策制定澆注溫度，提前制定緩解措施[6]。

3.3 明確保溫材料厚度，預(yù)測分析混凝土表面溫度

案例表明，當(dāng)混凝土溫度逐漸降低時，在混凝土表面覆蓋保溫材料，使表面混凝土溫度升高，達(dá)到減小混凝土內(nèi)表面溫差的目的。對于厚混凝土，這種溫差可以適度釋放。因此，即使在炎熱的夏季，也要將大體積混凝土保持在冷卻環(huán)節(jié)。因此，需要根據(jù)情況選擇合理的保溫材料，并在充分考慮后明確。為了更好更快地澆筑混凝土，有必要預(yù)測水泥混凝土的表面溫度。還要加強(qiáng)溫度控制，改進(jìn)約束方程，降低溫度內(nèi)應(yīng)力，合理控制間隙的發(fā)生[7]。

3.4 注重工程建設(shè)的注意點，態(tài)度決定質(zhì)量

為確?；炷翝仓夹g(shù)在建筑工程中得到很好的應(yīng)用，將工程的施工質(zhì)量提高上去，必須統(tǒng)籌全局，抓重點。首次現(xiàn)澆混凝土無須留冷縫，保證混凝土澆筑工作交接時間。應(yīng)在初凝前進(jìn)行調(diào)整，以保證振搗力的密實，嚴(yán)格控制振搗力的時間，移動間距并深放，避免泄漏和過度振動。其次，立即發(fā)出溫控警報，蓋好保溫和保濕補水，但蓋不能過熱。必要時應(yīng)將表面保溫層脫開以利于散熱，并應(yīng)提供混凝土以確保不留冷縫。另外，要做好現(xiàn)場的組織和協(xié)調(diào)，必須有足夠的人力、物力，保證工程建設(shè)按計劃順利進(jìn)行。另外，要提前準(zhǔn)備好桶，避免混凝土澆筑全過程出現(xiàn)假凝現(xiàn)象。同時準(zhǔn)備測溫儀器，制定降溫方案。

4 結(jié)語

在當(dāng)今工程建設(shè)項目的建設(shè)中，混凝土具有不可替代的優(yōu)勢和特點，從而被廣泛的進(jìn)行了應(yīng)用。但其業(yè)務(wù)的多樣性和獨特性對相關(guān)施工隊伍的建設(shè)具有明顯的啟示意義。需要注意材料的選擇、砂漿的配合比、實際工作環(huán)境、天氣溫度、混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)等。原材料及相應(yīng)的處理對策可以進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，使建筑工程技術(shù)管理體系不斷完善和自主創(chuàng)新。