探讨大体积混凝土的施工技术

陈建伟

（广东 湛江 524000）

随着我国建筑业不断扩大，高层建筑与大型设备基础日益增多，大体积混凝土的应用也日益广泛。建筑工程所言大体积混凝土，是指混凝土结构中实体最小尺寸大于或等于1 m。国内研究混凝土裂缝的专家最近又给大体积混凝土以新的含义：任意体系的混凝土，其尺寸是以要求采取措施，控制由于体积变形（温度及收缩作用）引起的裂缝者称为“大体积混凝土”。大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比，具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂等特点，因此掌握大体积混凝土的施工技术要点就显得尤为重要。

1 减小施工期温度应力的主要技术措施

大体积混凝土结构的几何尺寸较大，且必须采取技术措施以避免水泥水化热及体积变化引起的裂缝，大体积混凝土施工期的温度应力，包括外约束即地基约束引起的应力，通常称为外约束应力；混凝土内部对外部约束引起的应力，通常称为内约束应力。要减小温度应力就要：

（1）降低混凝土的浇筑温度，混凝土的浇筑温度是指在分层浇筑时，上层混凝土即将覆盖时下层混凝土表面以下3～5 cm处的温度。

（2）降低混凝土最高温升，是指混凝土浇筑后3～7 d混凝土内部实测最高温度的平均值。

（3）减缓混凝土的降温速率，即混凝土每天平均温度的降低值要小。目前施工单位较多采用冷水或加冰屑拌合混凝土及骨料预冷等方法降低混凝土浇筑温度；采用减少水泥用量、使用低热水泥或在混凝土结构内部埋设冷却水管等措施降低混凝土的最高温升；采用混凝土表面覆盖保温材料的办法来减缓混凝土的降温速率。减缓混凝土的降温速率既可以减小外约束应力，同时也可减小混凝土的内外温差，从而减小内约束应力，因此混凝土早期表面覆盖保温措施对减小温度应力尤为重要。混凝土浇注后，何时开始覆盖保温材料对保温最为有利呢？目前施工单位大都在混凝土表层终凝后就开始覆盖保温，这无疑偏早，合理的保温时间应从混凝土降温时开始，究其原因：①混凝土在升温阶段是处于受压状态，混凝土不可能出现裂缝；②如果在升温阶段开始保温，这实际上是进行混凝土蓄热，势必增加混凝土的最高温升，这对减小外约束应力是不利的；因此，除冬季施工或遇有气温骤降外，混凝土保温时间应至少在混凝土浇筑3 d后进行。

2 混凝土薄层浇筑技术

为了降低混凝土基础板的最高温升，目前一些施工单位较多采用薄层浇筑，即将底板分成几个施工层，施工层之间的结合按施工缝处理。底板厚度超过1.3 m时，分层厚度在0.6～1 m为佳。一些工程实践说明，选择合理的层间间歇，对保证施工缝的结合强度及防止裂缝的出现十分重要。层间间歇时不宜过短也不宜太长，如果间歇时间太久，下层混凝土的弹性模量已增长得很高，甚至超过地基的弹性模量，这样下层混凝土对上层混凝土的外约束就大于地基对下层混凝土的约束，很可能在上下层的结合面上出现垂直裂缝。如果层间间歇时间过短，下层混凝土还处于升温阶段，上层混凝土就已覆盖，这不仅不利于下层混凝土的散热，还会由于上层混凝土的水化热温升影响下层混凝土，而使整个混凝土结构的最高温升增高，从而加大外约束应力。因此，上层混凝土覆盖的适宜时间应选择在下层混凝土最高温升已降低到一定值，即上层混凝土温升倒加到下层后，下层混凝土温度回升值不大于原最高温升，且下层混凝土弹性模量较小时较为有利。

3 水平施工缝的处理

大体积混凝土底板常采用分层施工，为了保证上下层的混凝土结合好，施工单位一般都比较重视水平缝面的处理，有些工程除按照施工缝的技术要求处理外，还增加一些附加的技术措施，如：①在施工缝面的外沿一周埋设止水片；②在缝面插垂直短钢筋；③施工缝面铺设水平钢筋网等。

大体积混凝土水平施工缝的受力状况与混凝土梁、板水平缝受力状况有很大的不同，大体积混凝土基础水平面主要是压应力。在大体积混凝土施工中，水平施工缝只要严格按照钢筋混凝土施土规范中附施工缝的技术要求去做，上下结合面的强度就有保证，施工缝也不会渗水。如果水平施工缝面正好设在预留沟道的底面或顶面：在沟道四周设置止水片尚有必要，否则就没有必要增设止水带。在施工缝上埋设垂直锚固短钢筋，除承受强烈振动荷载的基础需埋设外，一般情况下也没有必要，垂直锚固钢筋对提高水平结合面的粘结强度微乎其微。在施工缝面铺设水平钢筋网同样值得研究，除非在下层混凝土表面已出现垂直裂缝，才需要在下层裂缝表面铺设钢筋网片以限制裂缝往上层混凝土发展，其余缝面没有必要铺设水平钢筋网。

4 大体积混凝土的浇筑方法

大体积混凝土结构整体性要求高，混凝土必须分层连续浇筑，由于受到混凝土供应条件的限制及振动器插入深度的控制，每层混凝土浇筑时常需再分成几小层浇筑捣实。根据结构体型大小、钢筋疏密程度及混凝土供应情况，分为全面分层、分段分层、斜面分层3种浇筑。从保证结构整体性及混凝土内部振捣密实的角度考虑，当混凝土小时拌和、运输能力能满足全面分层的浇筑强度要求时，以全面分层浇筑的质量最好，因为全面分层浇筑层次清楚，振动器可严格按照技术要点振动混凝土，不会出现漏振，混凝土的整体性、密实性易得到保证，但对于使用泵送混凝土、布料机布料时，设备搬移工作量较大；当混凝土小时拌合、运输能力不能满足全面分层的浇筑强度要求且结构尺寸呈条形时，采用分段分层浇筑也能保证结构整体性和混疑土的内部密实，且便于采用泵送混凝土、布料机布料，设备搬移次数少，但在施工时要注意各小层台阶分明：垂直与水平接头要处埋好。斜面分层施工只适宜于结构分层厚度较薄的情况，层厚一般不宜超0.5～0.6 m，如分层厚度较厚时，斜面分层施工就难以保证混凝土的浇筑质量。因为混凝土斜面所需的密实坡度随混凝土坍落度的变化而变化，现场操作工人难以掌握合适的大斜面坡度，也难以将混凝土振实，大斜面结合处极易漏振，以致混凝土的密实性较差，因此在水工结构中禁用斜面分层浇筑。

5 大体积混凝土养护时的温度控制

大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：

（1）混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于 20 ℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25～30 ℃。

（2）混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20 ℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

（3）采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，还有常见的投毛石法，均可有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。

（4）保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20 ℃。

（5）混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。

6 结束语

总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，在大体积混凝土施工时掌握它的基本知识，并根据实际采取有效措施，仔细落实每一个施工环节，会使施工质量得到很好的保证。