大體積混凝土施工技術(shù)管理在建筑工程中的應(yīng)用探討

黃佑軍

摘 要：在建筑工程大體積混凝土施工過程中，必須充分結(jié)合現(xiàn)場，嚴格控制好材料、溫度和裂縫，采用標(biāo)準(zhǔn)化施工技術(shù)，實現(xiàn)高質(zhì)量施工。就大體積混凝土施工技術(shù)管理在建筑工程中的應(yīng)用特點進行了歸納和總結(jié)，從施工準(zhǔn)備工作、分段分層澆筑、振搗、表面處理、沁水處理、保溫養(yǎng)護、測溫、后澆帶處理、溫度裂縫控制等方面，對建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)管理要點進行了分析和探討。

關(guān)鍵詞：建筑工程；大體積混凝土；施工技術(shù)；管理應(yīng)用

中圖分類號：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）05-0068-03

0 引言

由于混凝土材料和混合料混合后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積和溫度都會發(fā)生改變，極易引發(fā)裂縫等質(zhì)量問題。在具體施工過程中，這類大體積混凝土由于內(nèi)部發(fā)生水化反應(yīng)，無法及時排除內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，加劇內(nèi)外溫差，最終致使溫度裂縫產(chǎn)生，也增加了施工的難度。在行業(yè)內(nèi)，普遍認為高層建筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)屬于較大結(jié)構(gòu)，應(yīng)通過有效手段減少、防治混凝土材料由于化學(xué)反應(yīng)而擴大內(nèi)外溫差，以及內(nèi)外溫差帶來混凝土變形、開裂現(xiàn)象，提升混凝土質(zhì)量，保證其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[1]。

1 大體積混凝土施工技術(shù)管理在建筑工程中的應(yīng)用特點

1.1 混凝土抗拉力較弱

混凝土結(jié)構(gòu)抗拉強度僅達到抗壓強度的10%，這主要是由于混凝土材料自身具有脆性。此外，混凝土結(jié)構(gòu)硬化之后，變形、拉伸能力不夠。而高層建筑大體積混凝土存在較大的結(jié)構(gòu)斷面，會使用大量水泥材料。澆筑混凝土后，水泥材料在與水接觸之后因化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生大量熱量。但是混凝土內(nèi)部散熱情況不好，會急劇增加內(nèi)部的溫度，使熱量集聚在結(jié)構(gòu)內(nèi)部中。與此同時，混凝土表面的溫度一般和室內(nèi)溫度持平，而結(jié)構(gòu)外部的溫度不同于內(nèi)部溫度，溫差往往超過25℃。由于內(nèi)外溫差較大，造成混凝土體積出現(xiàn)溫度變形。在這種條件下，大體積混凝土無法隨意伸縮，拉應(yīng)力增加，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，同時也會降低混凝土結(jié)構(gòu)抗拉強度，破壞結(jié)構(gòu)完整性，給建筑工程施工帶來嚴重的安全隱患，影響施工質(zhì)量。

1.2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜

在建筑施工過程中，要合理設(shè)計大體積混凝土，必須充分對其斷面尺寸、受力情況、基坑情況等作全面了解，避免最終設(shè)計方案不符合實際。由于大體積混凝土的剛度和使用的鋼筋量不同，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力差異較大，在各個構(gòu)件不同的部位出現(xiàn)斷裂問題[2]。

1.3 大體積混凝土硬化情況較為復(fù)雜

使用大體積混凝土涉及多種材料，包括水、水泥、砂石、骨料和外加劑等，這些材料都屬于非均質(zhì)材料，也較為復(fù)雜。在硬化過程中，混凝土所處的環(huán)境因素不同，溫度和濕度等存在差異，致使其硬化變形的分布不均。若水泥出現(xiàn)嚴重的硬化收縮，但砂石等骨料基本不變，由于受溫度影響，水泥熱膨脹系數(shù)較高，變形顯著。混凝土在硬化過程中可能會出現(xiàn)不同的形變，在各種材料間產(chǎn)生約束應(yīng)力，造成大體積混凝土粘著微裂，且同時骨料還會導(dǎo)致水泥微裂。

1.4 大體積混凝土水化反應(yīng)導(dǎo)致內(nèi)外溫差較大

水泥材料和水會產(chǎn)生水化反應(yīng)，進而散發(fā)大量熱量。在混凝土硬化時水化反應(yīng)會不斷發(fā)生，大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部會受到熱量產(chǎn)生的溫度應(yīng)力的持續(xù)影響。在高層建筑施工中使用大體積混凝土?xí)r，普遍會在上部進行荷載施工，由于重力的影響，加劇了上下部混凝土結(jié)構(gòu)間的應(yīng)力。當(dāng)受到溫差和應(yīng)力影響時，混凝土拉應(yīng)力發(fā)生較大改變，進而出現(xiàn)裂縫。

1.5 高層建筑對大體積混凝土的強度要求較高

高層建筑一般在地基等重要承重部位使用大體積混凝土，對其結(jié)構(gòu)強度等級要求較高。高層建筑施工中在建筑基坑使用大體積混凝土?xí)r，因而所形成的條件不利于其內(nèi)部散熱。在施工中，這類混凝土結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大多數(shù)使用的是直徑較大的鋼筋，且鋼筋數(shù)量較多，極大改變了混凝土的變形模量，造成混凝土在收縮和固化時，鋼筋骨架表面上極易開裂。其形成的裂縫呈輻射狀，不利于整體結(jié)構(gòu)強度的提升[3]。

2 大體積混凝土施工技術(shù)管理在建筑工程中的應(yīng)用要點

2.1 建筑工程大體積混凝土施工準(zhǔn)備工作

第一，按照大體積混凝土施工要求，選擇合適的水泥、骨料和外加劑等材料。使用的水泥必須滿足施工強度等級要求，經(jīng)過質(zhì)量檢驗后進場，并做好試驗調(diào)配。為提高工程經(jīng)濟效益，可在水泥中添加適量粉煤灰。選擇直徑不超過40 mm的粗骨料礫石和直徑不超過30 mm的碎石，同時對骨料進行清洗，將泥土去除。粗骨料砂石要保證含泥量不超過3%[4]。

第二，做好現(xiàn)場技術(shù)交底工作。嚴格按規(guī)定設(shè)計混凝土材料的配比，結(jié)合現(xiàn)場實際確定試驗配合，對混凝土水灰比進行合理調(diào)整，對混凝土坍落度進行有效控制。提前準(zhǔn)備混凝土測溫儀器和氣象資料，搭建好澆筑平臺和基坑腳手架。

第三，嚴格檢查、驗收大體積混凝土模板、鋼筋。將模板、鋼筋上的油污去除，清理雜物，并將標(biāo)高線引測到豎向鋼筋上，標(biāo)記醒目的油漆字樣。測量標(biāo)記模板上的軸線，如存在問題立即做好加固。

2.2 建筑工程大體積混凝土分段、分層澆筑

高層建筑往往使用到的是幾何結(jié)構(gòu)較大的混凝土，為確保施工質(zhì)量，大體積混凝土澆筑施工必須分層分段進行。每層澆筑1 m以內(nèi)的混凝土，且每段混凝土澆筑50 m?。為確?；炷翜囟确€(wěn)定性，每次應(yīng)當(dāng)控制約1 h的澆筑時間，避免出現(xiàn)冷縫[5]。按照從低到高、由遠及近的順序進行澆筑，確保澆筑施工有條不紊進行。比如，在施工過程中第一次澆筑按照從后澆帶東面開始，第二次澆筑從西面開始的順序澆筑?；蛘叩谝淮螡仓凑諒哪系奖毖h(huán)推進澆筑，第二次按照從南至北循環(huán)澆筑，保證澆筑施工從東西兩面同時進行，直到完成最后施工。

2.3 建筑工程大體積混凝土振搗

為增加大體積混凝土強度，必須選派專業(yè)人員承擔(dān)大體積混凝土振搗工作，充分考慮現(xiàn)場施工需求，準(zhǔn)備插入式振動棒，并配合混凝土輸送泵，將振搗帶設(shè)置于澆筑帶前后部位。在混凝土卸料點配置振搗帶和坡腳處配置振搗帶，分別用于上下部混凝土的振搗工作。為保證順利完成混凝土澆筑施工工作，應(yīng)當(dāng)在卸料口部位振搗，振搗處應(yīng)呈自然流淌的坡度，以避免混凝土出現(xiàn)堆積。同時對各項振搗參數(shù)進行嚴格控制，注意保持合理的間距和深度，控制好時間，防止混凝土和模板、鋼筋等材料觸碰。大體積混凝土振搗示意圖如圖1所示。

2.4 建筑工程大體積混凝土表面處理

高層建筑大體積混凝土高度較大，在做好振搗工作之后，其表面往往會覆蓋一層水泥漿，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面存在凹凸不平，必須使用長刮尺，根據(jù)大體積混凝土標(biāo)高，刮平結(jié)構(gòu)表面，達到設(shè)計要求。在混凝土初凝前還要用木抹子搓平和模壓，增強其表面強度，避免因固化而造成混凝土表面出現(xiàn)干裂紋。

2.5 建筑工程大體積混凝土沁水處理

在澆筑混凝土?xí)r若采用的是分層分段法，需要間隔一段時間進行澆筑，且振搗會導(dǎo)致混凝土浮漿或沁水。針對此，必須在混凝土的模板側(cè)面底部設(shè)置排水孔，從該孔排出沁水產(chǎn)生的水分，同時利用污水泵等方法排除后澆帶內(nèi)多余的水分。大體積混凝土沁水處理示意圖如圖2所示。

2.6 建筑工程大體積混凝土保溫養(yǎng)護

在澆筑施工之后2 h內(nèi)，必須混凝土表面蓋上塑料薄膜，再蓋上一層厚實的棉氈[6]，進而為混凝土凝固和硬化奠定良好基礎(chǔ)。在覆蓋時，要確保全面蓋住且不存在漏縫，再用一層塑料膜與三層棉氈覆蓋于后澆帶、筏板等邊角部位。

2.7 建筑工程大體積混凝土測溫

測溫方案如下：底部用鋼管封住，并將其埋進混凝土內(nèi)，管頭露出約30 mm，注意不得碰到鋼筋等物體。監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度升降情況，每2 h使用測溫儀測量一次，當(dāng)降溫時，延伸時間到每4 h一次[7]。當(dāng)內(nèi)外溫差逐漸擴大，則必須有效處理好保溫養(yǎng)護設(shè)施，多次進行測溫，待溫差縮小后恢復(fù)正常。

2.8 建筑工程大體積混凝土后澆帶處理

為使后澆帶符合設(shè)計需求，可采取使用雙層鋼板網(wǎng)封堵兩側(cè)，再使用豎向鋼筋和筏板鋼筋在鋼板網(wǎng)外側(cè)進行點焊固化方式處理，保證在混凝土澆筑施工中避免發(fā)生漏漿現(xiàn)象。

2.9 建筑工程大體積混凝土溫度、裂縫控制措施

水泥與水融合會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成水化熱，導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，因此，必須嚴格控制溫度避免這類問題。具有以下3點措施。

第一，嚴格選擇水泥?；炷粱旌狭弦虮M可能選擇水化熱較低且具有良好穩(wěn)定的水泥。為減少水泥用量，可摻加適量的粉煤灰，避免水化熱現(xiàn)象的發(fā)生。在混合料配置過程中，還必須對粗骨料的級配進行嚴格控制，從而發(fā)揮外加劑的作用，以此減少混合料中所含的水分和水泥使用量，有效防止水化熱問題。此外，在混凝土澆筑施工過程中，要掌控其入模溫度，避免內(nèi)外溫差過大?？梢酝ㄟ^低堿膨脹劑提高混凝土收縮量，降低溫度應(yīng)力帶來的影響。為縮小大體積混凝土單體體積，可通過分塊或分層等方式進行。使用后澆帶時，應(yīng)減少平均每次澆筑施工過程中混凝土蓄熱量，進而降低熱量繼續(xù)，更好地控制溫度。

第二，配置混凝土之前，要對粗、細骨料進行篩選。選定后的材料要進行清洗，使其混合充分，提高混凝土的抗拉強度和密實度，保證混凝土在硬化時減少收縮變形。采用二次投料等方式進一步增強混凝土結(jié)構(gòu)強度和抗裂性能，確保在初凝之前，充分融合各個層級的混凝土，提升大體積混凝土整體性能。

第三，結(jié)束澆筑混凝土后必須對混凝土進行充分養(yǎng)護。采取有效的保濕保溫手段，循序漸進降低大體積混凝土的溫度和應(yīng)力變化。當(dāng)遭遇雨雪天氣時，室內(nèi)外溫差較大，要將棉氈、塑料布等覆蓋于混凝土之上，對溫差進行有效控制，避免出現(xiàn)裂縫問題[8]。

3 結(jié)束語

在大體積混凝土施工過程中，面對各種復(fù)雜情況，必須充分結(jié)合現(xiàn)場，嚴格控制好材料、溫度和裂縫，采用標(biāo)準(zhǔn)化施工技術(shù)，實現(xiàn)高質(zhì)量施工。具有以下5個施工要點。

第一，對于大體積混凝土筏板基礎(chǔ)，應(yīng)當(dāng)嚴格檢查原材料質(zhì)量，確定合理的配合比，選擇雙摻技術(shù)，將復(fù)合纖維膨脹劑添加其中，對混凝土收縮進行補償，增強其抗拉性能避免出現(xiàn)開裂。

第二，合理布置場地，安排好人員分工，明確澆筑順序。做好各項準(zhǔn)備工作后，有條不紊按照順序完成澆筑作業(yè)，以有效避免澆筑過程中出現(xiàn)不穩(wěn)定事件。

第三，在施工之前，準(zhǔn)確計算熱工，對混凝土入模溫度和內(nèi)外溫控進行嚴格控制。為更好養(yǎng)護混凝土，避免因溫度問題而出現(xiàn)裂縫，必須充分結(jié)合現(xiàn)場溫控情況進行有效養(yǎng)護。

第四，以分層澆筑方式，進行混凝土澆筑，增強混凝土在施工中的散熱作用，避免在澆筑混凝土過程中增加對模板的側(cè)壓力。

第五，采取一定的措施縮小混凝土內(nèi)外溫差，有效進行保溫保濕養(yǎng)護。結(jié)合現(xiàn)場天氣情況，分析現(xiàn)場測溫實時數(shù)據(jù)等，做好覆蓋和灑水養(yǎng)護等，保溫保濕工作必須建立在測溫工作的基礎(chǔ)上，以信息化手段為施工提供有效指導(dǎo)。

參考文獻

[1] 田春明.房屋建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)[J].四川建材， 2022，48（10）：139-140.

[2] 彭丹陽.筏板基礎(chǔ)大體積混凝土項目施工質(zhì)量控制研究[D].吉林：吉林大學(xué)，2017.

[3] 孔德勇.武漢某超高層建筑底板大體積混凝土施工技術(shù)[J].磚瓦，2022（10）：140-143.

[4] 孫朋立.建筑工程大體積混凝土施工過程中冷卻過程調(diào)整與優(yōu)化分析[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2022（6）：50-52.

[5] 付元東，郝杰，安鵬.基礎(chǔ)抗浮與大體積混凝土施工技術(shù)措施的結(jié)合運用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2022，12（14）：119-121+126.

[6] 雷志華.某大型公共建筑關(guān)鍵施工技術(shù)應(yīng)用與研究[J].工程機械與維修，2022（6）：99-101.

[7] 王振宇.高寒地區(qū)冬季施工大體積混凝土溫控技術(shù)研究[D].蘭州：蘭州交通大學(xué)，2019.

[8] 賈紅濤.高層建筑大體積混凝土施工技術(shù)[J].建筑技術(shù)開發(fā)， 2021，48（16）：33-34.