土木工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的運用

陳 騫

（大同宏基工程項目管理有限責(zé)任公司，山西 大同 037003）

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的加速，城市建筑工程的興建規(guī)模與數(shù)量不斷增長，土木建筑在城市發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色[1]。其中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的建造技術(shù)是城市建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這種工程技術(shù)的應(yīng)用和控制直接影響著工程的進(jìn)度和質(zhì)量。大體積混凝土結(jié)構(gòu)在城市建筑工程中占據(jù)著重要地位，通常用于高樓大廈、橋梁和隧道等重要基礎(chǔ)設(shè)施的建造。然而，這些結(jié)構(gòu)的建造涉及混凝土材料的大規(guī)模使用，因而具有相對復(fù)雜的施工過程?；炷翝仓馁|(zhì)量、連續(xù)性和穩(wěn)定性對工程的安全性和可靠性有著直接的影響?？茖W(xué)地管理和控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程至關(guān)重要，準(zhǔn)確而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕み^程管理能夠最大限度地確保工程的施工質(zhì)量和穩(wěn)定性，從而保障工程的安全性和可持續(xù)性發(fā)展。本文旨在探討大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中所面臨的挑戰(zhàn)、技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問題及其解決方案。通過對混凝土結(jié)構(gòu)施工的管理、控制和優(yōu)化，提出一系列有效的建議和方法，以確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)工程在實踐中取得最佳效果。

1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

在建筑工程中，大體積混凝土承擔(dān)著支撐和穩(wěn)定建筑結(jié)構(gòu)的重要職責(zé)。然而，在施工過程中，對大體積混凝土的工藝控制面臨諸多挑戰(zhàn)，需要細(xì)致關(guān)注各個方面。尤其值得重視的是混凝土開裂問題，裂縫的形成主要源于混凝土的比熱容及采用的施工技術(shù)[1]。在施工過程中，水泥砂漿會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得混凝土內(nèi)部水分含量快速升高[1-2]。當(dāng)溫度升高到某一臨界值時，由于內(nèi)外溫度差異較大，混凝土易出現(xiàn)裂縫。為解決大體積混凝土開裂問題，有必要加強施工工藝的優(yōu)化和改進(jìn)。

2 大體積混凝土裂縫問題成因

大體積混凝土的開裂問題對建筑物的使用造成了嚴(yán)重的影響。因此，深入研究其開裂原因能夠為建設(shè)單位提供有效的參考，針對具體問題采取相應(yīng)的預(yù)防和治理措施至關(guān)重要。

2.1 水泥水溶性散熱

混凝土是由骨料和水泥混合而成的，在制備過程中，首先混合骨料，隨后摻入適量水泥，形成所需的混凝土。水泥具有特殊性質(zhì)，可與水發(fā)生放熱反應(yīng)，其體積較大時，容易導(dǎo)致內(nèi)部應(yīng)力積聚[2]。因此，在澆筑過程中，混凝土內(nèi)部熱量不易迅速散失，在有限的結(jié)構(gòu)空間中熱量持續(xù)積聚，引發(fā)內(nèi)外溫度差異的不斷擴大，從而產(chǎn)生裂紋。

2.2 環(huán)境溫度變化

在大體積混凝土的澆筑過程中，外部環(huán)境的溫度波動會對混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生顯著影響。當(dāng)混凝土暴露在不斷變化的環(huán)境溫度下時，其與外界溫度的差異可能會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力的變化，從而影響其結(jié)構(gòu)完整性。溫度的快速升高和急劇下降都會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)問題。這種急劇的溫度變化可能導(dǎo)致混凝土表面和內(nèi)部溫度不均勻，引發(fā)內(nèi)部應(yīng)力的積聚，最終可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂和損壞[3]。特別是在大體積混凝土澆筑中，這種問題更加顯著。目前有多種技術(shù)手段可以有效應(yīng)對這一問題。例如可通過遮陽棚或噴水等方式對混凝土進(jìn)行覆蓋或保濕，以減緩混凝土的硬化速度。此外，也可采用預(yù)熱水或添加緩凝劑等措施調(diào)節(jié)混凝土溫度，使其保持在適宜范圍內(nèi)，減少內(nèi)部應(yīng)力的積聚。

2.3 混凝土收縮

在工程建設(shè)中，注水作業(yè)會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生收縮現(xiàn)象。在施工過程中，混凝土?xí)尫糯罅繜崃?，造成水分蒸發(fā)，從而降低混凝土中的水含量。此外，混凝土遇水時會發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，也會產(chǎn)生收縮?；炷潦湛s程度與其水含量直接相關(guān)[4]。當(dāng)混凝土的水含量達(dá)到特定臨界點時，其結(jié)構(gòu)會發(fā)生收縮。收縮的程度因含水量不同而異，進(jìn)而產(chǎn)生不同的效果和問題?；炷恋氖湛s會引起其結(jié)構(gòu)發(fā)生重要變化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降。季節(jié)更替、極端氣候等因素也會對混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

2.4 結(jié)構(gòu)應(yīng)力作用

混凝土結(jié)構(gòu)分析中，結(jié)構(gòu)應(yīng)力對其影響愈發(fā)重要。結(jié)構(gòu)應(yīng)力是由外部荷載、溫度變化、收縮和膨脹等因素引起的內(nèi)部力的分布。這些應(yīng)力在混凝土結(jié)構(gòu)的不同部位產(chǎn)生，如梁、柱、墻等位置。結(jié)構(gòu)應(yīng)力的不均勻分布可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的變形和位移，從而引發(fā)裂縫的形成。

3 大體積混凝土的施工困難問題

3.1 施工規(guī)模較大

若運輸時間過長或防護(hù)措施不足，可能導(dǎo)致混凝土凝固，影響其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時，施工中使用的機械設(shè)備也對工程質(zhì)量有著重要影響[5]。不正確的設(shè)備操作可能帶來嚴(yán)重的施工隱患，甚至發(fā)生安全事故。大規(guī)模的施工作業(yè)也帶來了諸多挑戰(zhàn)，綜合調(diào)度能力的欠缺和各環(huán)節(jié)管控不嚴(yán)可能影響施工質(zhì)量，降低工程使用壽命，增加了維修和維護(hù)的成本。長時間的運輸可能導(dǎo)致混凝土凝固，影響其流動性和均勻性，進(jìn)而影響混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。因此，在運輸過程中需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施，例如使用絕熱材料包裹混凝土以保持其溫度，從而確?；炷猎诘诌_(dá)施工現(xiàn)場時仍具有良好的可施工性。

3.2 人員專業(yè)技術(shù)問題

大型混凝土澆筑過程中，操作人員的技術(shù)水平對澆筑效果至關(guān)重要。建筑企業(yè)中，若技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)有限，可能無法有效控制混凝土澆筑的質(zhì)量。在大體積混凝土施工中，人員的專業(yè)技能一直是重要問題。如果建筑公司無法有效控制工人的技術(shù)水平，就可能對整個施工過程造成影響。另外，一些建筑企業(yè)的工人主要是勞務(wù)派遣，他們未接受系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，只經(jīng)過短期訓(xùn)練就開始工作，由于缺乏對施工技術(shù)規(guī)范的深入了解，容易發(fā)生操作失誤，這可能會影響施工的效果和質(zhì)量。

3.3 氣候變化的影響

由于混凝土在澆筑過程中不斷放熱并發(fā)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，因此混凝土的施工對氣候變化非常敏感，溫差過大會影響混凝土的釋熱進(jìn)程，從而加大施工難度。對于建筑公司來說，溫度控制是一個非常重要的問題，通常來說，建筑公司都會在溫度比較穩(wěn)定的時候進(jìn)行施工，這也是一種解決辦法。從全過程來看，由于氣候變化引起的結(jié)構(gòu)性問題可以得到有效的控制，但同時也要加強對溫度的控制，以保證澆筑工作的可行性。

4 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用

在進(jìn)行大體積混凝土澆筑時，選擇適當(dāng)?shù)氖┕な侄沃陵P(guān)重要。這一過程需要確保澆筑的合理性和嚴(yán)格控制技術(shù)應(yīng)用方法，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和質(zhì)量。建筑區(qū)域的清理至關(guān)重要，清理過程不僅有助于確保施工區(qū)域干凈整潔，防止雜物影響混凝土質(zhì)量，同時也能避免可能導(dǎo)致的安全隱患。清理過程中需要移除殘留的物體、障礙和雜物，以確保施工區(qū)域的整潔和安全。在施工中，澆筑過程需要維持一定的連續(xù)性。連續(xù)性可以減少澆筑斷層的風(fēng)險，確保混凝土的一致性和完整性，并確保其質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)[6]。特別是對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，斷層可能會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性和不均勻性，進(jìn)而影響其整體質(zhì)量和性能。

4.1 設(shè)計施工方案

首先，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，必須確保其穩(wěn)定性，并與實際應(yīng)用要求相匹配，以減少潛在的問題和損害。這意味著設(shè)計必須經(jīng)過精心考慮，以避免結(jié)構(gòu)隱患。其次，施工數(shù)據(jù)采集與控制至關(guān)重要。在設(shè)計施工方案之前，必須收集相關(guān)數(shù)據(jù)，并綜合考慮各種因素，采用較為完善的控制方法來確保施工的有效進(jìn)行。再次，材料選擇和工藝應(yīng)用也是關(guān)鍵步驟。重視材料質(zhì)量，合理選擇混合料，特別是對于混凝土強度設(shè)計來說，使用優(yōu)質(zhì)的混合料至關(guān)重要。

結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度模型評估的整合也是確?；炷两Y(jié)構(gòu)強度與設(shè)計要求相符的重要手段。通過整理受力特點數(shù)據(jù)并建立強度模型，考慮溫度的影響，采取相應(yīng)降溫措施以控制水泥的自熱反應(yīng)，并科學(xué)使用水泥，以確?；炷临|(zhì)量。最后，混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)是不可或缺的。在澆筑完成后對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以改善結(jié)構(gòu)質(zhì)量，使其符合施工要求。這些措施涵蓋了設(shè)計、施工和維護(hù)過程中需要重視的關(guān)鍵方面，確保了大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和高質(zhì)量。這些策略的應(yīng)用可以最大程度地減少潛在問題和結(jié)構(gòu)損害，確保了混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性和持久性。

4.2 優(yōu)化攪拌工藝

在土木工程中，混凝土施工對工程質(zhì)量有著巨大的影響，而攪拌工藝則是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，需要不斷加強研究與技術(shù)提升。為確保工程達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量，施工過程中必須約束相關(guān)人員行為，嚴(yán)格遵循攪拌工藝流程。其中配合比是關(guān)鍵，需結(jié)合結(jié)構(gòu)要求通過多次試驗確定最佳方案，并設(shè)計出有效的控制方法。攪拌質(zhì)量直接關(guān)系到施工成果，一旦出現(xiàn)缺陷，就會影響混凝土達(dá)標(biāo)，甚至引發(fā)更多問題，因此必須不斷優(yōu)化攪拌工藝流程。

在水泥原料混合過程中，先投入少量水泥，然后再加入骨料，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行攪拌，以最大限度地保證混凝土的質(zhì)量。此外，攪拌機在使用前應(yīng)確保清潔，新型機器的時間和速度設(shè)置對作業(yè)控制至關(guān)重要。這些步驟和注意事項對于確保混凝土施工質(zhì)量至關(guān)重要，對于工程的安全性和可靠性有著不可或缺的作用。

4.3 混凝土澆筑技術(shù)

在澆筑過程中，清理建筑區(qū)域的雜物也是至關(guān)重要的，這有助于防止雜物對混凝土質(zhì)量的影響，并且避免潛在的安全隱患。因此，優(yōu)化澆筑工藝對施工質(zhì)量具有重要影響。而建立嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是確保澆筑質(zhì)量的關(guān)鍵所在，同時也是不斷提升施工質(zhì)量的有效途徑。這種技術(shù)控制和標(biāo)準(zhǔn)化的方法有助于保證施工的穩(wěn)定性和一致性，對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)具有非常重要的意義。在混凝土澆筑過程中，清理建筑區(qū)域的雜物是必要的。雜物可能對混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響，并且可能導(dǎo)致安全隱患。因此，在開始澆筑之前，需要將建筑區(qū)域清理干凈，確保沒有雜物和障礙物。通過不斷優(yōu)化工藝，可以確保澆筑的可行性，提高施工效率，并降低質(zhì)量問題的風(fēng)險。

5 結(jié)語

總而言之，土木建筑工程的建設(shè)就是要建造大體積混凝土結(jié)構(gòu)，這在土木工程建設(shè)中起著舉足輕重的作用，確保了城市的基礎(chǔ)設(shè)施以及建筑物的安全性和穩(wěn)定性。大體積混凝土結(jié)構(gòu)道路、橋梁、隧道、水壩、港口和建筑物等，它需要綜合考慮材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工技術(shù)和工程管理等方面的因素。此外，大體積混凝土結(jié)構(gòu)還需要考慮環(huán)境因素和可持續(xù)性。在設(shè)計和建造過程中，需要充分考慮節(jié)能、環(huán)保和資源利用的問題，以減少對環(huán)境的影響并提高工程的可持續(xù)性?？傊?，大體積混凝土結(jié)構(gòu)對于城市和社會的發(fā)展至關(guān)重要。

通過建造安全穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和完善的基礎(chǔ)設(shè)施，可以幫助人們實現(xiàn)現(xiàn)代化的城市生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。同時，大體積混凝土結(jié)構(gòu)也需要不斷創(chuàng)新和發(fā)展，以適應(yīng)不斷變化的社會需求和技術(shù)進(jìn)步。