土木建筑施工中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的運(yùn)用

摘要：受到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動，城市化進(jìn)程加快推進(jìn)，建筑數(shù)量、規(guī)模大幅上漲，在城市發(fā)展中土木建設(shè)成為了重點(diǎn)內(nèi)容。大體積混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，為土木工程建筑建設(shè)帶來了支持，最大化保障建筑趨于安全性、穩(wěn)定性，然而，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝中，經(jīng)常出現(xiàn)不符合工藝要求的問題，這就需要加強(qiáng)施工管理，切實(shí)保證工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。運(yùn)用大體積混凝土的施工結(jié)構(gòu)來分析土木建筑項(xiàng)目、大體積混凝土結(jié)構(gòu)、施工工藝中出現(xiàn)的不良現(xiàn)象，深層探究施工技術(shù)要點(diǎn)，科學(xué)化運(yùn)用大體積的混凝土施工技術(shù)，從而提高土木建筑的建設(shè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;施工材料;澆筑;結(jié)構(gòu)抗拉控制;混凝土振搗

ApplicationofLarge-VolumeConcreteStructuresinCivilConstruction

ZHANGJieyi

HeilongjiangUniversityofBusinessandTechnology，Harbin，HeilongjiangProvince，150000China

Abstract：Drivenbyeconomicdevelopment，theurbanizationprocessisaccelerating，thenumberandscaleofbuildingshavesignificantlyincreased，andcivilconstructionhasbecomeakeypartinurbandevelopment.Theapplicationoflarge-volumeconcretestructuresprovidessupportforcivilengineeringconstruction，maximizingthesafetyandstabilityofbuildings.However， intheconstructionprocessoflarge-volumeconcretestructures，problemsthatdonotmeetprocessrequirementsoftenarise，whichrequiresstrengtheningconstructionmanagementtoeffectivelyensurethatprojectqualitymeetsstandards.Basedontheconstructionstructureoflarge-volumeconcrete，thispaperanalyzesadversephenomenaincivilconstructionprojects，large-volumeconcretestructuresandconstructiontechnology，anddeeplyexploresthekeypointsofconstructiontechnology，soastoscientificallyapplylarge-volumeconcreteconstructiontechnologyandimprovetheconstructionqualityofcivilengineeringbuildings.

KeyWords：Large-volumeconcrete;Constructionmaterial;Pouring;Structuraltensilecontrol;Concretevibration

隨著一大批重大基礎(chǔ)設(shè)施工程與新興城市群集中開工建設(shè)，必將涉及大量橋梁隧道、高樓及市政、水利水電等各類大體積混凝土結(jié)構(gòu)，而如何合理運(yùn)用混凝土材料、確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全，已成為該類工程的重中之重。當(dāng)前，國內(nèi)外對大體積混凝土技術(shù)與裝備的研究也日益深入，亟待科技研發(fā)賦能工程實(shí)踐需要。因此，進(jìn)一步探討大體積混凝土結(jié)構(gòu)在土木建筑施工應(yīng)用中的運(yùn)用要點(diǎn)與改進(jìn)方向，具有重要意義。

1.基于大體積混凝土結(jié)構(gòu)分析施工的技術(shù)特征

大體積混凝土在建筑領(lǐng)域應(yīng)用較廣，此種混凝土結(jié)構(gòu)主要為尺寸高于1m的形式，綜合來看，大體積類型的混凝土結(jié)構(gòu)體積較大，水化熱的釋放作用會更加明顯，很容易影響混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度，短時間內(nèi)便會大幅升高，致使施工結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，因此，施工要求較高。通過執(zhí)行大體積混凝土的施工技術(shù)，可以看出施工階段的影響因素較多，相比常規(guī)的混凝土施工，兩者間存在著差異，此類結(jié)構(gòu)應(yīng)用工藝繁雜，在施工期間還需要遵循更為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在現(xiàn)實(shí)施工階段中，綜合思考應(yīng)用材料、施工計(jì)劃、技術(shù)形式等，以確保施工質(zhì)量符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。由于整體施工工藝相對比較復(fù)雜，施工單位要盡可能養(yǎng)護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)，從溫度、收縮等層面綜合考慮。

2.大體積混凝土產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因

2.1水泥水化熱

水泥水化釋放的熱量，是影響大體積混凝土質(zhì)量的重要因素。這種水化熱可以提高混凝土內(nèi)部溫度，形成較大溫差，并伴生收縮應(yīng)力。如果處理不當(dāng)，極易造成裂縫乃至影響結(jié)構(gòu)安全。大體積混凝土體積大，溫升絕對值高。不同部位溫度上升差異大，中心與表面、邊角與平面溫度梯度均非常顯著，稍有不慎就失控，水化反應(yīng)與凝固收縮同時發(fā)生，溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力疊加，更易拉開裂縫。最后，大體積混凝土導(dǎo)熱慢，熱量不易釋放，聚積增大溫差與熱應(yīng)力。

2.2外界溫度變化

第一，氣溫升高會加速表層水化，形成較大溫差與熱應(yīng)力，引起表層微裂紋；降溫時，表內(nèi)部水化熱又難以釋放，聚積增大內(nèi)外溫差，雪上加霜。第二，驟降驟升溫重復(fù)波動下，混凝土反復(fù)在凝固與工作狀態(tài)間轉(zhuǎn)換，破壞結(jié)構(gòu)體系完整性，導(dǎo)致疏松層產(chǎn)生。第三，高溫會提速水化，混凝土早期強(qiáng)度快速提升再緩慢增長，影響設(shè)計(jì)強(qiáng)度；低溫則會明顯拖延凝固時間，從而延長脫模周期。第四，熱脹冷縮反復(fù)作用也會對大體積混凝土內(nèi)部產(chǎn)生疲勞性微破壞[1]。

2.3混凝土的運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸在大體積混凝土工程中也是一個重要的質(zhì)量管理方面。在運(yùn)輸過程中，混凝土可能會受到振動、振動或長時間攪拌等影響，造成材料結(jié)構(gòu)性能的改變。特別是對于大規(guī)模的混凝土運(yùn)輸，需要嚴(yán)格控制運(yùn)輸過程中的時間、距離和速度，以保證混凝土的質(zhì)量和穩(wěn)定性。同時，需要確保運(yùn)輸設(shè)備的合理性和運(yùn)輸路徑的平穩(wěn)性，以減少混凝土在運(yùn)輸過程中可能受到的損害和變化。

3.大體積的混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1施工材料選擇

對于整體施工工作而言，施工材料的應(yīng)用性能與質(zhì)量密切相關(guān)，在大體積混凝土的施工作業(yè)中，需要應(yīng)用不同種類的施工材料，為了控制施工質(zhì)量，就要嚴(yán)選材料。在水泥選擇方面，由于大體積混凝土中經(jīng)常受到溫度變化影響而出現(xiàn)裂縫，為了避免水泥投入使用后釋放熱量，當(dāng)選擇水泥材料時，應(yīng)挑選水化熱低的形式，比如，碳酸鹽形式。此外，為了改善水化熱釋放情況，可以將外加劑添加到混凝土當(dāng)中。施工期間要準(zhǔn)備膨脹劑，其有助于抑制早期施工的開裂現(xiàn)象，又能促進(jìn)混凝土提升抗?jié)B透性，值得注意的是，工程中投入膨脹劑后，需要在規(guī)范時間內(nèi)展開保濕養(yǎng)護(hù)[2]。在粗骨料選擇方面，應(yīng)檢查碎石，保證達(dá)到連續(xù)級配的條件，在此條件下控制粗骨料的尺寸，限制其含泥量，數(shù)值不能超過0.3%。控制硫酸鋇的含量、碎石的壓碎值，數(shù)值保持在88.6%、33%。骨料在施工材料中占據(jù)著重要的位置，如表1為不同品種的骨料在混凝土中形成的收縮影響。

3.2測溫點(diǎn)布置

測溫點(diǎn)的合理布置是大體積混凝土溫控的重要環(huán)節(jié)。只有做到點(diǎn)位充分、分布合理，才能真正掌握混凝土內(nèi)部溫度場，據(jù)以指導(dǎo)冷卻。考慮結(jié)構(gòu)體形狀時，特別需要重點(diǎn)考慮邊角部和厚度變化處的溫度變化情況。這些區(qū)域往往在溫度上有顯著的變化。對于厚柱和厚墻，其中心溫度變化相對緩慢，因此可以相對少布置測溫點(diǎn)；而邊角處，混凝土受熱輻射更強(qiáng)，所以，溫度變化較快，應(yīng)該密集布置測溫點(diǎn)，以便更精確地監(jiān)測溫度。在垂直方向上，需要在不同層次多層布置測溫點(diǎn)，并根據(jù)冷卻管道的層間距合理選擇點(diǎn)位。通常，距離冷卻管道較遠(yuǎn)的測點(diǎn)能更好地反映冷卻效果。此外，底部的溫度變化也同樣至關(guān)重要，不容忽視。而預(yù)埋零件周圍也需要布置測溫點(diǎn)。在平面上的布置同樣重要，不應(yīng)局限在單一方向上。這是為了能夠反映不同位置的溫度變化情況。由于中心與邊緣的溫度存在明顯差異，因此邊緣位置應(yīng)該布置更密集的測溫點(diǎn)。同時，通過多個測溫點(diǎn)的平均溫度可以判斷整體的溫度趨勢。連接各層溫度點(diǎn)成矢量有助于判斷垂直溫度梯度的變化，進(jìn)而指導(dǎo)調(diào)整冷卻措施。在結(jié)構(gòu)存在明顯厚度變化的接頭處，也應(yīng)該布置溫度矢量[3]。

3.3加強(qiáng)混凝土的澆筑

大體積的砼在澆注時，因其自身的水化熱，極易產(chǎn)生開裂。這就要求對大塊混凝土采用科學(xué)的灌注方式。為能對混凝土在施工中產(chǎn)生的溫度變化進(jìn)行有效的控制，一般都是采取分段澆筑的方式。又可將其劃分為橫向分段及垂直分層。在目前的工程實(shí)踐中，多采用分層澆注的方法。尤其是在工程建設(shè)周期很短，又不太著急的時候，宜采取分段的方法，這樣才能更好地提高混凝土的澆筑質(zhì)量。在采用多層連續(xù)澆注法時，應(yīng)對每一施工層的施工縫進(jìn)行妥善處理，使混凝土內(nèi)的熱量迅速地向外擴(kuò)散。在實(shí)際的澆筑施工中，還要對澆筑的時機(jī)進(jìn)行嚴(yán)格的把握，如果兩層的澆筑間隔太久，則會造成上層和下層的混凝土不能很好的連接，如果間隔得太短，則會引起溫度的劇烈波動，從而出現(xiàn)開裂。所以，在澆注施工中，應(yīng)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行間歇期的控制。在具體的澆筑過程中，也要適時振搗，以有效地避免各層次間的縫隙。在砼澆筑完成之前和澆筑完畢后，均需進(jìn)行一道木抹壓面[4]。

3.4結(jié)構(gòu)抗拉控制

大體積混凝土的施工階段，有關(guān)人員在現(xiàn)實(shí)工藝中引進(jìn)了具有優(yōu)良抗拉性能的材料，切實(shí)促進(jìn)混凝土的強(qiáng)度、硬度得到改善，有助于控制混凝土的形態(tài)，從而限制結(jié)構(gòu)中的約束力。例如，在大體積混凝土的施工項(xiàng)目中，有關(guān)人員設(shè)置了滑動層，發(fā)揮層級的作用，能夠有效減少地基出現(xiàn)不良位置移動情況，同時也能抑制地基的下沉現(xiàn)象，避免損壞混凝土。從具體的施工工藝中，應(yīng)用混凝土材料之后，在其與地基間安排了砂墊層，此層能夠防止地基過分制約混凝土材料，從而減少出現(xiàn)裂縫問題。當(dāng)控制外部約束力量時，不能忽略溫度應(yīng)力的把控，降低熱脹冷縮現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性，實(shí)現(xiàn)科學(xué)應(yīng)用混凝土材料。

3.5混凝土振搗

平時熟悉的混凝土澆筑施工中，經(jīng)常能看到工人們用“電動棒”對混凝土進(jìn)行跳動式振蕩，雖然工序簡單，但這一步對確?；炷临|(zhì)量可是起到關(guān)鍵作用。要讓混凝土變得致密堅(jiān)固，里面不能有大氣泡。氣泡不僅會削弱抗壓強(qiáng)度，還可能在混凝土內(nèi)部擴(kuò)大變成微裂縫，這會直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性。所以，必須進(jìn)行振搗驅(qū)泡。而且大體積單位混凝土量多，手工振搗難以驅(qū)走里面的氣泡，必須用機(jī)械振搗器，效率更高在振搗操作中，振動頻率和持續(xù)時間控制得恰到好處很關(guān)鍵。頻率過低了力度不夠，也驅(qū)不出泡沫；頻率過快又會造成材料分層分離，所以一般在50～60Hz為宜。時間持續(xù)得也要夠，確?；炷粮魈幊浞终駬v均勻，一般2～3min為度。最后表面要平坦密實(shí)，沒有氣孔穴了為止。這樣科學(xué)規(guī)范的振搗操作，就能最大程度排除混凝土內(nèi)部氣泡，提高其致密性與均勻性，從而使大體積混凝土結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固耐用。這個看似簡單的工序，可關(guān)系到工程質(zhì)量的好壞，我們一定要抓緊抓實(shí)[5]。

4結(jié)語

通過上述分析可知，土木建筑項(xiàng)目正在不斷發(fā)展，在施工階段應(yīng)用大體積混凝土施工工藝，能夠切實(shí)提升土木工程的建設(shè)質(zhì)量?，F(xiàn)實(shí)工程中存在著諸多問題，為了保障土木建設(shè)順利進(jìn)行，合理運(yùn)用大體積混凝土結(jié)構(gòu)，需要施工人員加強(qiáng)不同施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量把控執(zhí)行力，預(yù)防裂縫等不良問題，促進(jìn)建筑趨于安全性水平，助力我國建筑行業(yè)高效發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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