浅析大体积混凝土无缝施工方案及控制措施

梁云滢　朱洁

摘 要：建筑工程中常常遇到大体积混凝土施工，如大型设备基础和高层楼房基础。而混凝土裂缝影响建筑的结构安全及正常使用。文章结合工程实际，分析了混凝土的无缝施工技术及控制措施。

关键词：大体积混凝土；施工方案；裂缝处理

1 大体积混凝土简述

大体积混凝土在我国的工程建设中非常普遍，它的体积大，表面系数小。并且大体积混凝土集中释放水化热，内部温度很快上升，造成混凝土有较大的内外温差，就形成了温度裂缝，直接影响建筑结构的安全。

2 大体积混凝土的裂缝

根据裂缝在大体积混凝土中出现的深度不同，裂缝有贯穿裂缝和深层裂缝以及表面裂缝。通常只要裂缝不超过规定的最大允许值是不会给建筑结构安全带来严重的影响。一般，正常的室内环境下最大裂缝宽度规定在0.3毫米，室内高湿度或者露天的环境下，最大裂缝宽度值为0.2毫米。混凝土裂缝对于地下结构包括半地下结构的影响主要是反水性能方面，如果裂缝在0.1～0.2毫米，早期可能会有轻微的渗水现象，但是裂缝会在一段时间后自愈；一旦裂缝宽度超过0.2～0.3毫米，裂缝宽度增加直接会导致渗水量迅速加大，因此，地下工程的横穿断面宽度不要超过0.3毫米，大于0.3毫米宽度的裂缝会严重影响结构使用，若真的出现这种裂缝必须通过化学灌浆来进行加固处理。

大体积混凝土在施工过程中出现的温度裂缝通常来自两方面因素的影响，一是由内外温差引起的混凝土的内部因素；二是其外部因素，当结构外部和混凝土的各质点间所产生的约束会阻止混凝土收缩变形，在温度应力作用下，由收缩变形产生的拉应力超出混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现裂缝。在允许的宽度限值内出现的裂缝，不会给结构强度造成很大的影响，但是却影响着结构的耐久性，需要加大重视程度，以便严格控制。

3 无缝施工方案设计过程（以大体积地下室混凝土底板、墙板、顶板施工为例）

大体积混凝土无缝施工设计原理：目前大体积混凝土结构施工无缝设计是以掺加ZY膨胀剂的补偿收缩混凝土为基本材料，以设置加强带取代后浇带，达到连续浇筑超长大体积混凝土结构的施工技术。

根据混凝土结构无缝设计的要求，在施工方案设计时，将地下室混凝土底板、墙板及顶板进行分块设计以形成多个施工浇筑的单元，每个施工块中均设置有加强带。混凝土墙板、顶板的分块与底板的分块相对应设置后浇带和加强带。

膨胀加强带宽设置要根据拟浇筑的大体积混凝土的实际工程特点合理设置，边缘每侧设密孔铁丝网并用钢筋加固定位，以防止加强带外混凝土流入加强带内。

大体积混凝土浇筑施工时应先浇带外混凝土，当施工浇筑到加强带时改用掺量ZY膨胀剂混凝土施工。考虑到外加剂膨胀作用会使混凝土强度降低，所以应该对膨胀加强带的混凝土强度等级进行适当的提高，并加大膨胀剂用量，用这样的方法循环施工达到超长无缝结构混凝土的目的。

补偿收缩混凝土设计。根据《混凝土外加剂应用技术规范》的规定进行对掺加ZY的试件的限制膨胀率进行试验，设计并验证补偿收缩混凝土试件的微膨胀性。

4 施工方案及控制措施

无缝施工首先要从浇筑工作开始，保证在初凝前每处的混凝土都能被上层新的混凝土所覆盖，同时进行捣实这一环节。另外，需要充分考虑建筑结构的大小和钢筋的疏密程度，以及管道预埋情况和地脚螺栓留设情况，还有水化热因素和混凝土供应方面的影响。主要的方法有以下几方面。

4.1 全面分层

当完成第一次的全面浇筑任务后，第一层的混凝土还没有初凝，进行第二层的浇筑，逐层地连续浇筑到工程完成。这种施工方案多在平面尺寸不大的建筑结构中使用，在施工中要求从短边开始进行，沿着长边推进。方案分成两种进行，一是从中间向两端浇筑，二是从两端向中间进行浇筑。

4.2 分段分层

浇筑混凝土时，由底层浇筑开始，进行到一定距离再浇筑第二层，以此逐渐对其他各层进行浇筑。当完成顶部的浇筑后，由于较多的层数导致第一层的末端混凝土还没有形成初凝，这样就从第二段依次进行分层浇筑。此方案不像全面分层要求大量的混凝土，在单位时间内的混凝土需求量较少，适合用在厚度不大面积或长度却比较大的结构工程中。

4.3 斜面分层

要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。

加强施工过程控制：降温曲线确定。混凝土水化热升温时间很短，大约在浇筑后的2～5d，混凝土的弹性模量很低，基本上处于塑性及弹塑性状态，约束应力很低。降温阶段，弹性模量迅速增加，约束拉应力也随时间增加，在超过抗拉强度时便出现贯穿性裂缝。实践中偏安全地以截面中部的最高温度降温曲线代替平均降温曲线；严格控制混凝土的入模温度，使其在30℃以下；埋设冷却管，在第一批混凝土开始初凝时由专人负责往冷却管内注入凉水降温，通过冷却排水，带走混凝土内的热量；浇筑混凝土时，采用薄层浇筑，控制混凝土的浇筑高度，避免混凝土拌和物之间的过大高差，混凝土的分层厚度控制在20～30cm；如结构物厚度较厚，一次浇筑混凝土方量较大时，采用分层浇筑，通过增加表面系数，利于混凝土内部散热，分层厚度1.5m左右，层间间隔时间5～14d之间；加强振捣，以期获得密实的混凝土，提高密实度和抗拉强度，浇筑后，及时排除表面积水，进行一次抹面，防止早期收縮裂缝的出现；混凝土浇筑后，搭设遮阳棚，避免阳光曝晒承台表面；混凝土浇筑后，混凝土表面上用工布覆盖保温，并洒水养护，使其缓慢降温、缓慢干燥，减少混凝土内外温差。

浇筑地下室的顶板时，要根据无缝混凝土相关施工方案的要求，通过一定的顺序对地下室顶板进行浇筑，从地下一层到地下室的顶板梁依次完成浇筑工作。顶板浇筑的主要目的是避免早期裂缝的出现，由于裂缝多发生在混凝土的初凝至终凝阶段，所以，在浇筑过程中，要将顶板进行二到三次的搓平和抹压，尤其在初凝阶段更要重视抹压这一程序，以此控制早期裂缝的发生。

5 混凝土的养护

选用合格的混凝土，根据养护制度的要求，抹压混凝土后，在能上人的情况下在混凝土上铺草席或者麻袋片，再浇湿进行养护。顶板和底板在混凝土硬化3、4个小时后，通过筑堰蓄水进行养护，对墙板不间断地淋水，养护至少两周，墙板侧模至少一周后再拆除。

6 结束语

大体积混凝土比常规混凝土更容易存在裂缝，大体积混凝土的存在裂缝会严重影响混凝土的渗透性。一旦发生混凝土的开裂渗透，就会加速混凝土的裂变进程，造成严重的安全事故和质量问题。通常裂缝在初凝阶段开始出现，所以，我们在研究裂缝原因时要及时提高预防措施，采用合理的施工技术避免发生大体积混凝土裂缝问题。

参考文献

[1]冯广渊.建筑施工技术[M].冶金工业出版社.

[2]严喜康.土木工程施工[M].中国建材出版社.