建筑施工中大體積混凝土施工技術(shù)研究

作者簡(jiǎn)介：趙友軍（1986.11-），男，漢族，貴州遵義人，本科，工程師，研究方向：工程管理。

摘 要：混凝土是建筑工程項(xiàng)目中常用的結(jié)構(gòu)材料，隨著混凝土體積的增加，其在進(jìn)行施工的過程中也會(huì)具有諸多復(fù)雜的技術(shù)要點(diǎn)。本文以此為背景，明確大體積混凝土在澆筑施工過程中所具有的特點(diǎn)，同時(shí)以此為基準(zhǔn)，提出具有應(yīng)用價(jià)值和執(zhí)行意義的施工技術(shù)體系。經(jīng)研究表明，合理的前期規(guī)劃和準(zhǔn)備、鋼筋與模板工程管理、混凝土材料管理、施工后管理等，均有助于保障大體積混凝土質(zhì)量穩(wěn)定，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；應(yīng)用技術(shù)；施工管理；建筑施工；質(zhì)量控制

1 前言

在建筑工程行業(yè)高速發(fā)展的背景下，對(duì)于大體積混凝土的需求量也在逐步增加，如大跨度的橋梁工程、大體量房屋建筑工程等，相比于普通混凝土工程而言，在混凝土方量增加后，管理難點(diǎn)也會(huì)逐步上升。若管控不當(dāng)，大體積混凝土更易出現(xiàn)開裂、體積膨脹、構(gòu)件斷裂、早期強(qiáng)度不足等問題，這不僅會(huì)導(dǎo)致工程項(xiàng)目出現(xiàn)質(zhì)量問題，還會(huì)因此引發(fā)嚴(yán)重的安全事故和經(jīng)濟(jì)損失。大體積混凝土施工技術(shù)具有綜合性的顯著特點(diǎn)，因此在施工過程中，應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)提出相應(yīng)的控制策略，使其符合行業(yè)發(fā)展需求。

2大體積混凝土特點(diǎn)分析

2.1混凝土使用方量多

眾所周知，混凝土材料是由多種原材料按比例攪拌混合而成的工程材料，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)部水泥材料會(huì)發(fā)生硬化反應(yīng)，而后表現(xiàn)為強(qiáng)度逐步提升。為了保障混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中的質(zhì)量，其一般要求單次施工需要進(jìn)行連續(xù)澆筑，同時(shí)混凝土也具有可操作時(shí)間的要求。從施工組織設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行分析，需考慮大體積混凝土對(duì)于材料的需求量，且其要求材料到貨供應(yīng)的及時(shí)性，相比一般混凝土工程而言，此部分的應(yīng)用難度更大。若出現(xiàn)混凝土供應(yīng)量不足、澆筑不連續(xù)、超出可操作時(shí)間的問題，則會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件分層斷開、強(qiáng)度不足等情況。

2.2模板與鋼筋工程更為復(fù)雜

模板工程和鋼筋工程屬于混凝土的關(guān)聯(lián)工程，其同樣在施工中具有重要的作用。模板工程可規(guī)范混凝土的形狀和尺寸，鋼筋則是混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度來源之一。針對(duì)大體積混凝土工程而言，所配套的模板工程自身就具有較大的尺寸，會(huì)涉及高支模、大尺寸模板等特殊場(chǎng)景，需考慮模板自重、模板之間連接位置對(duì)于混凝土構(gòu)件造成的影響問題，若模板自身穩(wěn)定性不足，就可能導(dǎo)致構(gòu)件質(zhì)量問題，甚至引發(fā)質(zhì)量隱患；鋼筋工程同樣具有特殊性，大體積混凝土自身性能要求較為復(fù)雜，因此內(nèi)部鋼筋情況同樣較為復(fù)雜，其鋼筋的密度、距離、加密筋配置等均具有較為嚴(yán)格的要求。

2.3材料水化熱的影響

混凝土的主要成分之一是水泥，是混凝土材料膠凝強(qiáng)度的主要來源，也可將其他組分材料凝結(jié)為一個(gè)整體。由于材料自身特質(zhì)和作用機(jī)理，水泥材料在水化反應(yīng)的過程中會(huì)釋放大量的熱。水化熱是影響混凝土質(zhì)量的原因之一，一是由于材料的熱脹冷縮特征，水泥的放熱過程會(huì)導(dǎo)致混凝土材料整體膨脹，而作為剛性材料，這種熱膨脹會(huì)導(dǎo)致混凝土呈現(xiàn)出開裂；二是水化熱過程會(huì)使得混凝土內(nèi)部出現(xiàn)氣體，從而造成混凝土可能存在內(nèi)部疏松、表面存在麻面的情況。大體積混凝土相比于普通混凝土而言，這種作用機(jī)理更為明顯，其內(nèi)部的熱量無法在自然散熱下完全散發(fā)，內(nèi)外表面溫差更大，若管理不當(dāng)，則各類質(zhì)量問題會(huì)更加顯著。

2.4施工后期養(yǎng)護(hù)問題

混凝土材料施工完成后需進(jìn)入養(yǎng)護(hù)流程，一般而言混凝土材料需要28天才可達(dá)成設(shè)計(jì)強(qiáng)度值，此過程中主要是水泥水化、強(qiáng)度上升和體積穩(wěn)定的過程。在養(yǎng)護(hù)過

程中，需要控制混凝土的溫度、濕度、周邊環(huán)境和人為影響，而大體積混凝土相比于一般混凝土而言，養(yǎng)護(hù)管理要點(diǎn)更為復(fù)雜，因其自重大、質(zhì)量不穩(wěn)定因素多，對(duì)于混凝土溫濕度變化也更為敏感。因此在養(yǎng)護(hù)階段，也需針對(duì)大體積混凝土所具有的特征和需求，明確其技術(shù)要點(diǎn)。

3大體積混凝土施工技術(shù)研究

3.1工程施工前期規(guī)劃

大體積混凝土工程的前期規(guī)劃工作包括：

（1）完善施工組織設(shè)計(jì)。項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì)可指引施工工作的推行，大體積混凝土在進(jìn)行施工組織設(shè)計(jì)的過程中，需要明確工程結(jié)構(gòu)的澆筑施工次序、施工方量，結(jié)合混凝土材料的運(yùn)輸和生產(chǎn)周期，對(duì)于工人、運(yùn)輸車輛等進(jìn)行統(tǒng)籌。通過施工組織設(shè)計(jì)方案的指引，可確?；炷潦┕すぷ靼从?jì)劃穩(wěn)步推進(jìn)，同時(shí)減少由材料斷貨、工人數(shù)量不足等情況造成的影響。

（2）保障材料供應(yīng)體系。大體積混凝土施工過程中需要考慮材料連續(xù)供應(yīng)需求，因此在施工前應(yīng)明確混凝土材料來源；若為項(xiàng)目自產(chǎn)混凝土，則需保障拌合站和項(xiàng)目地之間距離合理，并具有組分材料和生產(chǎn)過程控制體系。對(duì)于大體積混凝土，宜采用商品混凝土，因其品質(zhì)穩(wěn)定、供應(yīng)量充足，能夠匹配大體積混凝土的澆筑生產(chǎn)作業(yè)。

（3）工程深化設(shè)計(jì)方案。大體積混凝土在施工前應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的深化，因混凝土體積的增加，在進(jìn)行施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)實(shí)際情況與預(yù)先設(shè)計(jì)方案不符的問題，從而影響施工，或因單次施工體積過大而造成質(zhì)量影響、安全隱患。通過設(shè)計(jì)方案深化的方式，對(duì)于方案進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)致優(yōu)化，如通過后澆帶施工的方式進(jìn)行使用，或在合適的位置預(yù)留伸縮縫。深化后的設(shè)計(jì)方案與工程內(nèi)容更為匹配，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和安全的保障。

3.2模板與鋼筋工程技術(shù)

對(duì)于大體積混凝土配套的模板工程，在進(jìn)行施工安裝的過程中，其技術(shù)要點(diǎn)包括：

（1）根據(jù)混凝土的澆筑方案和施工要求，對(duì)模板進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。尤其考慮到大體積混凝土對(duì)于模板的剪切力和側(cè)向壓力較大，因此模板應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，防止變形和移位。

（2）在澆筑混凝土前，進(jìn)行模板的安裝工作。安裝時(shí)應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求，確定模板的安裝位置和固定方式，采用對(duì)拉螺栓、支撐架等措施，確保模板的穩(wěn)定性和剛度。

（3）對(duì)于大型模板，應(yīng)采用機(jī)械安裝和拆除，避免人員操作失誤造成安全事故。

對(duì)于大體積混凝土鋼筋工程，在進(jìn)行施工的過程中需明確的技術(shù)要點(diǎn)有：

（1）大體積混凝土的鋼筋工程需要使用大量的鋼筋，其性能要求、形狀、尺寸各異，因此需要按照設(shè)計(jì)方案對(duì)鋼筋進(jìn)行加工和布置。

（2）構(gòu)件尺寸較大對(duì)于鋼筋骨架的尺寸也會(huì)有影響，難以避免的是鋼筋連接的問題，在施工時(shí)需要采用可靠的連接方式，如焊接、機(jī)械連接等，確保鋼筋連接牢固、穩(wěn)定。

（3）鋼筋材料外側(cè)應(yīng)具有保護(hù)層，以保護(hù)鋼筋不受腐蝕和破壞。保護(hù)層厚度應(yīng)該符合設(shè)計(jì)要求，一般不小于20 mm，并采用專門的保護(hù)層墊塊進(jìn)行固定。

（4）作為隱蔽工程，在澆筑混凝土前，需要檢查鋼筋的加工、布置、連接、保護(hù)層等方面是否符合設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范。

3.3大體積混凝土材料控制

（1）針對(duì)組分材料，需考慮大體積混凝土更易出現(xiàn)開裂的問題，且單次澆筑的方量較大，因此著重控制骨料的顆粒級(jí)配?；炷凉橇系淖畲罅讲淮笥阡摻铋g最小凈距的3/4，對(duì)于實(shí)心板不應(yīng)超過40 mm；控制砂石材料的含泥量，大體積混凝土可通過緩凝劑、減水劑的應(yīng)用，對(duì)于可操作性、開放時(shí)間、泵送等需求進(jìn)行優(yōu)化和加強(qiáng)，在不影響整體性能的情況下實(shí)現(xiàn)施工性的提升。

（2）為了進(jìn)一步避免大體積混凝土水化熱對(duì)材料穩(wěn)定性造成的影響，可以從組分材料的角度進(jìn)行控制。如使用粉煤灰代替一部分水泥材料，其同樣具有膠凝作用，但水化熱量極小；還可以將普通硅酸鹽水泥更換為低熱硅酸鹽水泥，如下表1所示，為強(qiáng)度C30大體積混凝土的配合比參考。具體實(shí)施過程中，可結(jié)合不同來源組分材料的具體性能情況以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào)。

（3）大體積混凝土對(duì)于材料的需求量大、連續(xù)性要求高，應(yīng)避免出現(xiàn)超出可操作時(shí)間的問題。因此，在進(jìn)行工程項(xiàng)目施工過程中，需按照產(chǎn)能、運(yùn)輸時(shí)間進(jìn)行施工組織工作的科學(xué)協(xié)調(diào)?；炷磷园韬烷_始至澆筑完成的時(shí)間，應(yīng)控制在2小時(shí)之內(nèi)，同時(shí)，要對(duì)每一輛罐車所運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)的混凝土均進(jìn)行坍落度試驗(yàn)，若混凝土坍落度指標(biāo)發(fā)生明顯損失的問題，或經(jīng)由經(jīng)驗(yàn)判斷已經(jīng)發(fā)生初凝，則該混凝土不應(yīng)繼續(xù)澆筑使用。

（4）澆筑施工過程中要明確工藝，對(duì)大體積混凝土構(gòu)件需采取分層澆筑的方式進(jìn)行施工，但應(yīng)避免各個(gè)分層位置之間出現(xiàn)間隙；在進(jìn)行施工的過程中同步進(jìn)行振搗，注意振搗的充分性。在進(jìn)行施工的過程中，對(duì)于模板偏移、漏漿以及支撐系統(tǒng)變形等問題需進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。

3.4大體積混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)

（1）建立混凝土養(yǎng)護(hù)監(jiān)測(cè)機(jī)制，可通過傳感器結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)于混凝土表面溫度、內(nèi)部溫度、模板形變情況、內(nèi)部應(yīng)力情況等方面進(jìn)行持續(xù)性的收集和跟進(jìn)，同時(shí)對(duì)于異常的溫度提升和構(gòu)件位移建立預(yù)警機(jī)制，能夠?qū)︷B(yǎng)護(hù)過程中發(fā)生的溫度變化、模板松動(dòng)等情況做到及時(shí)察覺，以便于管理人員做出及時(shí)正確的處理，減少質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題。

（2）針對(duì)大體積混凝土，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間和模板拆除時(shí)間，以及延長(zhǎng)連續(xù)施工之間的時(shí)間間隔?？筛鶕?jù)混凝土構(gòu)件的具體體積、形狀、設(shè)計(jì)強(qiáng)度，制定養(yǎng)護(hù)方案，或在進(jìn)行模板拆除前，在混凝土構(gòu)件的頂面、側(cè)面等位置通過回彈檢測(cè)等手段判斷強(qiáng)度情況，而后逐步依次進(jìn)行模板的拆除。

（3）大體積混凝土養(yǎng)護(hù)過程中的溫濕度控制要求更為嚴(yán)格，可結(jié)合環(huán)境情況，對(duì)溫度和濕度制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。例如，在夏季高溫時(shí)，可以通過灑水降溫、覆蓋濕布等方式控制混凝土表面溫濕度；而在冬季低溫時(shí)，則可以通過添加保溫材料、噴淋熱水等方式控制混凝土表面溫濕度。此外，針對(duì)大體積混凝土，可通過在內(nèi)部布置冷水循環(huán)管的方式實(shí)現(xiàn)內(nèi)外溫度的均衡，如圖1所示，為某混凝土構(gòu)件內(nèi)部循環(huán)水管布置示意圖。在養(yǎng)護(hù)過程中，通過水循環(huán)降溫的形式可實(shí)現(xiàn)混凝土質(zhì)量的有效控制。

4結(jié)論

本文主要圍繞大體積混凝土澆筑施工技術(shù)展開研究，需要充分考慮混凝土的特性，其體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度大，也需從工程項(xiàng)目施工組織設(shè)計(jì)、工程材料管理、關(guān)聯(lián)工程控制等多個(gè)角度進(jìn)行同步管控，同時(shí)結(jié)合具體項(xiàng)目的實(shí)際情況，制定出科學(xué)合理的施工方案。在行業(yè)不斷發(fā)展的背景下，未來大體積混凝土的占用量也會(huì)逐步增加，通過多元化的控制體系，能夠明確工程施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)建筑工程項(xiàng)目的高品質(zhì)推進(jìn)，保障施工安全。

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