浅析某供水项目大体积混凝土施工技术

张黎明

（福建省水利水电工程局有限公司 福建 泉州 362001）

1 工程概况

某供水项目位于湖北省应城市和汉川市的规划区内，本次项目的取水点为汉江，由汉江崔家湾将水提至应城二水厂，然后再从应城二水厂提水至应城一水厂，从而解决规划区的生产和生活用水问题。本项目属于崔家湾取水枢纽工程，主要建筑物包括防洪闸、取水泵房和进水口建筑物等。预制圆沉井的外径为17m，沉井壁厚为1.5m，深度为16.6m，沉井的节数为3节，高度由下往上为4.8m，5.9m，5.9m。沉井混凝土要求一次浇筑成形，不得预留施工缝。沉井封底混凝土的厚度为2.3m，防洪闸底板混凝土的厚度为1.5m；前池尺寸为28.22m×12.4m，底板厚度为2m；取水泵房的尺寸为31m×16.4m，基础底板厚度为2m。除了沉井的混凝土强度为C30P8外，其余混部位的混凝土强度均为C25P8。根据GB50496-2009规范可知，该项目这些部位的混凝土均属于大体积混凝土。

2 大体积混凝土施工裂缝的成因

2.1 收缩变形

大体积混凝土在凝结硬化的过程中，由于发生水化反应和外界气候因素的影响，使得混凝土中的水分大量减少，这样混凝土的体积就会收缩变形，进而产生一定的收缩应力，当收缩应力值超过混凝土的抗拉强度时，收缩裂缝就会出现。而影响混凝土的收缩应力的主要因素为用水量和水泥用量，两者的数值越大，混凝土的收缩就越明显。收缩裂缝一般呈无规则性，大小不一，危害性较小。

2.2 内外温差大

混凝土结构的尺寸较大，厚度较大，使得其体积较大。大体积混凝土在硬化中由于发生水化反应导致混凝土内部热量大量聚集，由于厚度较厚，使得热量的散发速度较慢，随着化学反应的不断进行，热量不断增多，那么混凝土内部的温度将急剧上升，这样内外温差将会显著加大。通常情况下，大体积混凝土在浇筑后第三天其内部温度值将达到峰值，这时混凝土内外温差将会达到最高值。当内外温差大于25℃，那么混凝土内部将可能出现裂缝，温度裂缝将会呈贯穿形状，危害性较大。

3 大体积混凝土施工技术

3.1 混凝土材料的选择与确定

本工程大体积混凝土采用商品混凝土，选择与公司长期合作的质量和供应能力稳定的某建材有限公司为商品混凝土供应商，要求混凝土供应商根据本工程特点和要求，加强对混凝土原材料的各项性能指标的控制，确保混凝土原材料质量合格。

（1）水泥

本工程采用P·O42.5R的“三峡”水泥，试验表明水泥3d水化热为218kJ/kg，满足<240kJ/kg的规定，7d水化热为259kJ/kg，符合<270kJ/kg的要求。尽量减少水泥用量，减少混凝土的收缩值。

（2）细骨料

本工程细骨料采用河砂，规格为中砂，细度模数为2.5～3.0，含泥量≤3%，其中氯离子含量不大于干砂质量的0.01%。理论计算可知，采用中砂拌制的混凝土用水量比采用细砂拌制的混凝土用水量节约10%左右，减少用水量就可以相应地减少混凝土的收缩值。

（3）粗骨料

本工程粗骨料采用花岗岩碎石，其粒径为16mm～31.5mm，碎石针片状颗粒≤5%，含泥量≤1%，碎石级配等级为二级，碎石粒径尽量选择大些，以达到提高抗压强度，增强骨架结构，使得孔隙率得到降低，使得水泥用量减少，从而减少水化热的产生。

（4）掺合料

本工程掺合料采用粉煤灰，其等级为I级，采用外掺法，掺量<10%，主要是改善混凝土和易性和减少水泥用量，从而降低水化热。

（5）外加剂

本工程外加剂采用缓凝减水剂，型号为SF型，并按照一定比例掺加WG-CMA抗裂粉剂，以达到降低水泥水化热峰值和提高混凝土的抗裂能力的目的。

3.2 混凝土配合比优化设计

根据本工程大体积混凝土的设计要求和特性，建议商品混凝土供应商对大体积混凝土配合比进行优化与试配，混凝土配合比设计采用60d的后期强度进行配制，根据试配试验结果进行不断的改善与优化，尽量减少水泥用量和用水量，使得混凝土水化热得以降低。实际混凝土搅拌时，应根据原材料的含水量情况和当时的天气情况对混凝土配合比中用水量进行适当的调整，使得混凝土的和易性满足现场施工需求。混凝土运至施工现场时其坍落度控制在140mm～180mm范围内，泌水量≤10L/m3，水灰比 <0.45，水胶比≤0.55，砂率为38%～42%，用水量≤175 kg/m3，混凝土相关性能满足泵送的要求。

3.3 大体积混凝土的施工控制

（1）合理组织施工

根据项目的混凝土特点及实际浇筑方量，安排1辆汽车泵，8方混凝土罐车12辆并保证至少3辆罐车在施工现场等待。混凝土浇筑前应与搅拌站事先沟通好，确保混凝土供应的连续性。由于浇筑时天气较为炎热应在汽车泵所在的位置搭设遮阳棚，搅拌站应对原材料采取降温措施，根据运距对混凝土坍落度损失进行合理的估算，确保混凝土的入模温度≤30℃。

（2）正确的浇筑方法

根据本工程的结构形式及混凝土的厚度，采用具有薄层施工、合理坡度、一次到顶和顺序浇筑等特点的“斜面分层法”浇筑方法。薄层施工厚度一般为300mm～500mm，本工程分层厚度为400mm，斜面的坡度为1∶6，该浇筑工艺有利于混凝土泵送，能够有效地自然形成斜面，从而避免出现施工冷缝。大体积混凝土的浇筑顺序由结构长边方向往短边方向推进，从低处往高处进行浇筑，逐层顶升。当混凝土的落差超过2m，应采用串桶进行浇筑，预防混凝土出现离析现象。

（3）加强混凝土振捣

混凝土施工时，应安排专人在混凝土出料口和坡脚处各设置2条振动棒，快插慢拔，主要负责将上下部的混凝土振捣密实，振捣时间控制在20s～30s范围内，振动棒的布置点应均匀排列，理论上振动棒的振捣半径为0.4m，按照1.5R的振捣范围进行布控，布置点呈“交错式”次序移动，严禁漏振和欠振；当混凝土下沉，气泡完全冒出，表面泛出灰浆时方可停止振捣。在对上层混凝土进行振捣时，采取二次振捣方法，应将振动棒插入下层混凝土5cm，使得两层混凝土交界面完全地咬合衔接，减少施工冷缝的出现的概率。

（4）加强混凝土抹压

随着混凝土的浇筑的不断进行，混凝土表面的泌水会越来越多，这就需要将泌水往低处赶，再用抽水机抽走。由于掺加料为粉煤灰，混凝土振捣后会出现浮浆现象，浮浆较厚的话会出现开裂现象，这就需要对浮浆进行处理。具体的处理办法为在混凝土表面均匀铺设一层洗净的粒径为10mm～30mm碎石，再用平板振动器振捣密实；混凝土初凝后采用平板磨浆机打磨2～3次，二次磨平法使得混凝土表面的缝隙全部闭合，使得混凝土的抗裂性与抗渗性得以提高。

（5）加强混凝土养护

根据大体积混凝土结构形式及其厚度，本工程采用保温法对混凝土进行养护，保温材料及其具体层数由水化热峰值计算可得，混凝土保温需要2层土工布+2层塑料薄膜，土工布搭接良好，并应浇水湿润。混凝土的养护应安排专人负责，发现混凝土表面干燥时，应及时浇水养护，对于剪力墙结构应覆盖毛毯，并保证毛毯湿润，使得混凝土的降温速率<2.0℃/d。混凝土的养护时间不小于14d。

3.4 混凝土的温度监测

按照大体积混凝土规范要求，在混凝土中部、底部和表面各布置1根测温管，测温管为Ф20镀锌钢管，管底与混凝土底部和表面的距离为300mm，管底焊死，管顶露出混凝土面约10cm，一组测温管的相互间距为100mm，管内装完机油，管顶用塑料套保护好，采用水银温度计进行测温。在测温之前应编制详细的测温方案，并安排专人进行跟踪检测。本工程共布置23组测温点，在混凝土浇筑完成后10小时进行测温，前面7d的测温频率为2h/次，第8d开始的测温频率为4h/次，并及时将温度监控数据记录好，绘制温度/时间曲线，当发现混凝土内部温度与外部温度之间的温差超过25℃时，应及时上报技术负责人，并采取相应的措施进行处理。当混凝土内外温差显著小于25℃以下时，可以向技术负责人汇报并由其决定是否停止测温。温度监测结果显示，本工程大体积混凝土在浇筑完成后第3天，其内部温度为56.8℃，达到监测温度最高值，内外温差为23.1℃，满足小于25℃的温度裂缝出现的临界值要求。

4 结束语

本工程的大体积混凝土施工中，选择合格的混凝土供应商，加强对商品混凝土原材料相关性能指标的确定与选择，对混凝土配合比进行优化设计，合理地做好施工部署，采取正确的浇筑方法，加强混凝土振捣和抹压施工，采取合理的混凝土的养护方式，加强混凝土浇筑后的温度监测工作，使得大体积混凝土施工得到有效的控制，确保大体积混凝土内外温差<25℃，从而保证混凝土不出现有害的施工裂缝，最终达到确保混凝土施工质量的目的。陕西水利

[1]杨龙,黎迪辉，刘卢.大体积混凝土裂缝产生的原因与预防措施[J].施工技术.2010（06）

[2]蒋水利.水利工程建设中基础大体积混凝土施工技术的探讨[J].中国水运.2010（10）