建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

戴聞斌

上海材九科技有限公司 上海 200090

應(yīng)用大體積混凝土施工技術(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)積極引入現(xiàn)代化工藝及材料，以便進(jìn)一步保障工程竣工后的質(zhì)量。施工實(shí)踐中，需以建筑工程施工技術(shù)特點(diǎn)為根據(jù)，對大體積混凝土技術(shù)施工要點(diǎn)展開綜合評估，以混凝土質(zhì)量作為施工中的關(guān)注重點(diǎn)，尤其做好混凝土堅(jiān)固度檢驗(yàn)及壽命預(yù)測等工作，盡可能規(guī)避施工中可能出現(xiàn)的裂縫，降低建筑工程質(zhì)量受到的影響，保證工程目標(biāo)按質(zhì)按期完成。

1 工程概況

虹口區(qū)提籃橋街道HK314-05#地塊綜合開發(fā)項(xiàng)目位于上海市虹口區(qū)提籃橋街道，東起東余杭路，西靠周家嘴路，北起通州路，南到新建路。該工程由中國建筑第八工程局有限公司施工，基礎(chǔ)底板總計(jì)方量約11000m3，基坑平均厚度2.7m，計(jì)劃一次澆搗，混凝土強(qiáng)度等級為R60C40P10。

2 大體積混凝土施工特征

大體積混凝土表示幾何尺寸不小于1m實(shí)體結(jié)構(gòu)的混凝土。工程施工建設(shè)中應(yīng)用大體積混凝土施工技術(shù)，可以大幅降低溫度應(yīng)力變化帶來的影響，同時(shí)在規(guī)避內(nèi)外溫差變化導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫方面也能產(chǎn)生可觀的作用，能為混凝土結(jié)構(gòu)提供保障[1]。大體積混凝土施工，相比普通混凝土施工而言，表現(xiàn)出的特征包含：一是較高的施工標(biāo)準(zhǔn)。大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)要求更高，特別是應(yīng)用于高層建筑箱體結(jié)構(gòu)中，需要全面落實(shí)施工縫的防范工作，以便為結(jié)構(gòu)質(zhì)量提供保障。二是相對較大的體積，存在突出的水熱化現(xiàn)象。體積較大的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，其內(nèi)部有較多的水熱化反應(yīng)，熱量散失效果不強(qiáng)，混凝土內(nèi)外溫差變化情況出現(xiàn)概率更大，此時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力也會產(chǎn)生變化，從而引起裂縫問題。所以，作業(yè)實(shí)踐中，應(yīng)合理選擇施工技術(shù)，做好裂縫問題的防范工作，為施工作業(yè)開展有序性提供保障。

3 大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 完善配合比設(shè)計(jì)方案

大體積混凝土施工中，需要合理控制材料配比，妥善把控水泥、砂骨等材料摻加量，以原材料性能為根據(jù)，結(jié)合實(shí)際使用強(qiáng)度要求設(shè)計(jì)配合比，科學(xué)確定摻加順序，見表1。首先，嚴(yán)格控制水泥用量和用水量，盡可能規(guī)避混凝土水熱化問題的發(fā)生，減少混凝土出現(xiàn)裂縫的概率。通過反復(fù)試驗(yàn)、調(diào)配水泥用量，確定最佳用量配比[2]。同時(shí)，施工人員需要嚴(yán)格落實(shí)混凝土抗壓性能等特性的檢測工作，反復(fù)測驗(yàn)配比，保證配比與各環(huán)節(jié)基本需求相契合。其次，施工人員在水泥凝結(jié)后需要對可能出現(xiàn)在后續(xù)環(huán)節(jié)中的收縮變形問題予以重視，避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。該過程中，應(yīng)以實(shí)際情況為根據(jù)，合理添加適量膨脹劑。

表1 混凝土材料配合比

3.2 施工原材料質(zhì)量控制

大體積混凝土施工中，應(yīng)當(dāng)選擇適宜的原材料，在施工前聯(lián)系攪拌站為混凝土連貫性供應(yīng)提供保障，避免后續(xù)施工的有序開展受影響。試配混凝土?xí)r，選擇的施工原材料是以低熱水泥、中熱水泥、微膨脹水泥或較小收縮性水泥為主。通過合理選擇施工材料，往往能夠大幅提升大體積混凝土施工質(zhì)量[3]。同時(shí)，在確定施工原材料時(shí)，需要合理選擇外加劑。通過適量外加劑的添加，能夠使混凝土特性得到改善，并減少使用的混凝土量及混凝土溫度變化，延緩出現(xiàn)溫度峰值的時(shí)間，并降低水化熱釋放速度。通過適量粉煤灰的摻入，不僅有利于混凝土特性的改善，同時(shí)能夠減少水泥使用量，從而減少水化熱。值得一提的是，粉煤灰添加后，混凝土早期強(qiáng)度會降低。通過UEA補(bǔ)償收縮混凝土的使用，摻入U(xiǎn)型混凝土膨脹劑（水泥總量的10%～12%），可滿足建筑工程超長結(jié)構(gòu)無縫施工要求。外加劑選擇中，有著多元化、高要求的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，需充分考慮大體積混凝土具體應(yīng)用的位置特點(diǎn)等多方面影響因素，確保所選外加劑科學(xué)、適用。

大體積混凝土施工中涉及使用的材料，需通過質(zhì)量監(jiān)督體系認(rèn)證合格，以免由于材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)從而降低工程質(zhì)量。在綜合考慮工程實(shí)際情況的前提下，確定所用混凝土原材料為：水泥，采用強(qiáng)度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥。并按現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》（GB175-2007）進(jìn)行驗(yàn)收；粉煤灰，采用Ⅱ級粉煤灰，并按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB1596-2017）進(jìn)行驗(yàn)收[4]。外加劑，采用301聚羧酸系泵送劑，其質(zhì)量必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土外加劑》（GB8076-2008）的規(guī)定；水，自來水。礦粉，采用S95?；郀t礦渣微粉，并按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土和砂漿用?；郀t礦渣微粉》（GB/T18046-2017）進(jìn)行驗(yàn)收；黃砂，采用中砂，細(xì)度模數(shù)不小于2.3，含泥量小于2%，其他指標(biāo)按《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》（JGJ52—2006）的要求進(jìn)行驗(yàn)收；碎石，采用5～25mm碎石，碎石含泥量小于1%，其他指標(biāo)按《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》（JGJ52-2006）的要求進(jìn)行驗(yàn)收。

在施工中，需參照表2所示嚴(yán)格把控溫度差值，通過有效控制處理溫度應(yīng)力，規(guī)避砼結(jié)構(gòu)的裂縫問題，減少發(fā)生裂縫的可能性，保障施工整體質(zhì)量。

表2 混凝土溫度控制

3.3 優(yōu)化澆筑施工方案設(shè)計(jì)

大體積混凝土澆筑施工質(zhì)量控制管理中，需要按照下述流程進(jìn)行：一是加強(qiáng)攤鋪厚度控制。施工中應(yīng)用大體積混凝土澆筑施工技術(shù)時(shí)，以連續(xù)澆筑或推移式分層澆筑為主。針對可能出現(xiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題，需做好混凝土攤鋪厚度的控制，保證攤鋪厚度與工程施工基本要求相符合?；炷凛斔退梅绞酱_定為泵送，控制攤鋪厚度在600mm左右；混凝土輸送若為其他方式，可控制攤鋪厚度在400mm左右[5]。二是加強(qiáng)混凝土攪拌流程控制，摻入適量的摻和料。大體積混凝土澆筑施工中，針對水泥用量少的問題可選擇摻和料摻入的方式解決。一般情況下，所用摻和料多以礦粉、粉煤灰為主，此類外摻料能夠顯著的降低混凝土水化熱，減少出現(xiàn)裂縫的概率。在大體積混凝土澆筑前，先通過試驗(yàn)確認(rèn)級配，試拌過程中在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)允許的前提下，盡可能的增加摻和料比例，延緩混凝土凝結(jié)時(shí)間，降低水化熱。此外，為確?；炷疗沸袃?yōu)良，在攪拌過程中需要合理把控時(shí)間，特別是外加劑摻入后，攪拌時(shí)間至少要確保在30秒左右。三是混凝土澆筑施工控制。以對應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為根據(jù)，對整體施工節(jié)奏加以把控。在完成第一層澆筑后，以混凝土結(jié)構(gòu)狀態(tài)為根據(jù)，在第一層初凝前合理、適時(shí)開展第二層澆筑作業(yè)，保證澆筑規(guī)范性與連續(xù)性，盡可能規(guī)避可能出現(xiàn)的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題。值得一提的是，大體積混凝土澆筑施工中，所選澆筑方式無論為哪一種，都必須做好各個(gè)澆筑層間隔時(shí)間的控制，具體需結(jié)合專業(yè)試驗(yàn)確定間隔時(shí)間參數(shù)。四是妥善處理水平施工縫。大體積混凝土澆筑施工中，分層澆筑是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)之一，該作業(yè)具備較強(qiáng)的專業(yè)性和較高的技術(shù)操作難度系數(shù)，如果無法妥善處理水平施工縫，必然會出現(xiàn)質(zhì)量安全隱患?；诖?，施工技術(shù)人員在作業(yè)實(shí)踐中需要做好基層表面的清理工作，清除建筑垃圾、浮漿等，細(xì)致觀察粗骨料狀態(tài)，保證表面均勻露出。結(jié)合水壓作用進(jìn)行混凝土表面清理工作，保證多余污垢排除干凈，為后續(xù)澆筑施工提供有利條件。同時(shí)，要維持混凝土表面濕潤。

3.4 混凝土泌水處理

混凝土泵送施工階段，可能有上涌的泌水、浮漿情況出現(xiàn)，并沿表面向坑底流動?；诖?，工程施工中，需聚焦側(cè)模底部進(jìn)行排水孔的預(yù)留，方便泌水的排放，可使用海綿進(jìn)行局部少量泌水的吸附處理。同時(shí)，混凝土表面泌水會跟隨混凝土不斷推進(jìn)向前，混凝土大坡面與頂端接近時(shí)，改變混凝土澆筑方向，即從頂部往回澆筑，與原斜坡相交構(gòu)成集水坑，水會流至集水坑處，此時(shí)結(jié)合軟軸泵即可完成泌水抽排。

3.5 混凝土振搗、表面處理與養(yǎng)護(hù)

振搗混凝土?xí)r需要參照密實(shí)平整的要求進(jìn)行。澆筑前，落實(shí)插入式振搗器的配置，以混凝土自然形成的流淌坡度為根據(jù)，從前、中、后三部分出發(fā)進(jìn)行振動器的布置。夜間施工中，做好照明工作，保證光線能使人員觀察底層鋼筋[6]。振搗混凝土?xí)r，應(yīng)當(dāng)上下抽動振搗棒，均勻振動混凝土上下，每次振搗結(jié)束后要保證混凝土表面平整、均勻，不得有顯著沉落和氣泡的情況產(chǎn)生。振搗作業(yè)中，振搗器需要與管道、鋼筋和預(yù)埋件保持足夠的距離，避免彼此間碰撞。

澆筑振搗大體積混凝土后，其會有厚度一定的水泥漿出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表面，此時(shí)需結(jié)合“兩次振搗、兩次抹面、三壓三平”的處理方式，振搗間隔維持15～25s的時(shí)間。在澆筑混凝土到達(dá)標(biāo)高位置時(shí)，結(jié)合平板振動擠密實(shí)振搗，采取長刮尺刮平處理后，混凝土初凝前展開二次鐵滾重復(fù)兩次碾壓、滾平，并結(jié)合鐵板進(jìn)行一次平整。混凝土終凝前，用磨光機(jī)進(jìn)行最后一次搓平。

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)中，通常采取保濕法、保溫法。保溫法表示通過對混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度的控制，降低溫度梯度，促使混凝土溫度應(yīng)力系數(shù)比抗拉應(yīng)力系數(shù)更低，可對結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行預(yù)防。保濕法則是營造相對潮濕的環(huán)境，在處理表面脫水問題方面效果突出，可減少結(jié)構(gòu)干縮裂縫出現(xiàn)的可能性。終凝硬化前，通過澆水養(yǎng)護(hù)混凝土并覆蓋表面，保證混凝土維持一定的濕潤度。為促進(jìn)水泥水化熱反應(yīng)速度的提升，使混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更強(qiáng)，在完成澆筑作業(yè)后24h內(nèi)，實(shí)施覆蓋澆水[7]。養(yǎng)護(hù)中，若溫度處于恒定時(shí)，后續(xù)拆模作業(yè)中，需控制內(nèi)外溫度保持在25℃以下，強(qiáng)度不得低于75%，保證混凝土結(jié)構(gòu)抗裂性較高。

4 大體積混凝土施工的注意事項(xiàng)

4.1 嚴(yán)格保障質(zhì)量

①各供應(yīng)單位生產(chǎn)前應(yīng)安排一次檢查，務(wù)使整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)處于完好狀態(tài)，尤其要對攪拌樓稱量系統(tǒng)的計(jì)量精度作一次檢查，合格后方可投產(chǎn)。②嚴(yán)格把好原材料質(zhì)量關(guān)，做到不合格的材料不使用。③外加劑儲存池必須標(biāo)明品種，嚴(yán)防混用，使用時(shí)每班應(yīng)復(fù)測濃度，做好記錄。④混凝土質(zhì)量控制.一是每班應(yīng)在檢查原材料質(zhì)量后，主任工程師或技術(shù)負(fù)責(zé)人確認(rèn)混凝土配合比，在配合比輸入電腦后須復(fù)核審定；二是混凝土坍落度要求，考慮到路程上及泵送過程中的坍損，故應(yīng)將混凝土出泵坍落度控制在120±30mm，按規(guī)定批量檢測；三是混凝土抗壓強(qiáng)度試塊組數(shù)按相關(guān)要求制作。四是生產(chǎn)攪拌站按要求制作混凝土抗?jié)B試塊，到齡期后及時(shí)進(jìn)行抗?jié)B試驗(yàn)[8]。⑤值班人員應(yīng)及時(shí)掌握天氣變化情況，作為值班職責(zé)之一，遇突變情況應(yīng)及時(shí)向有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)，做好應(yīng)急準(zhǔn)備，采取措施合理安排工作。⑥認(rèn)真做好砂、石材料堆場的清理工作，認(rèn)真檢查材料堆場的排水系統(tǒng)，防止積水影響生產(chǎn)。⑦由上海建工材料工程有限公司第九分公司生產(chǎn)運(yùn)作部主任負(fù)責(zé)混凝土供應(yīng)令的簽發(fā)，主任工程師核實(shí)并確保混凝土配合比的準(zhǔn)確性。

4.2 落實(shí)安全生產(chǎn)

①供應(yīng)單位分管安全的領(lǐng)導(dǎo)必須對本單位生產(chǎn)工藝各個(gè)環(huán)節(jié)的安全設(shè)施（包括配電間、電線、開關(guān)、設(shè)備、車輛等）組織一次全面檢查，發(fā)現(xiàn)不安全因素及時(shí)整改，確保整個(gè)生產(chǎn)過程中不發(fā)生任何安全事故。②各供應(yīng)單位在分管安全領(lǐng)導(dǎo)的領(lǐng)導(dǎo)下，組成安全領(lǐng)導(dǎo)小組，分班執(zhí)勤，嚴(yán)格監(jiān)督檢查并執(zhí)行各項(xiàng)安全制度。③各單位生產(chǎn)前須對工地道路進(jìn)行勘察，組織專人逐一向駕駛員、泵車工等有關(guān)人員交底。④專職安全員在班前要對駕駛員進(jìn)行安全行車交底工作，交底內(nèi)容：作業(yè)環(huán)境、當(dāng)天氣候情況、行車路線，提醒駕駛員注意事故多發(fā)地段和注意事項(xiàng)，進(jìn)入施工現(xiàn)場聽從指揮佩戴安全帽。

5 結(jié)語

綜上所述，大體積混凝土施工中，面向混凝土拌合物和易性及施工過程提出一系列更高的要求。為保證大體積混凝土施工質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在施工實(shí)踐中需要高度重視原材料的選擇、配合比的確定等，熟練把握各施工環(huán)節(jié)的工作流程。以施工實(shí)際情況為根據(jù)，合理改進(jìn)施工工藝，通過先進(jìn)施工設(shè)備工具的應(yīng)用，立足于多個(gè)角度妥善落實(shí)混凝土裂縫防控工作。同時(shí)，要優(yōu)化澆筑施工方案設(shè)計(jì)，做好混凝土泌水處理、振搗、表面處理與養(yǎng)護(hù)等工作，圍繞施工整個(gè)過程全面開展監(jiān)督管理工作，嚴(yán)格保障質(zhì)量，促進(jìn)大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)有價(jià)值作用的充分體現(xiàn)，從而為工程施工質(zhì)量及安全提供可靠的保障。