水利工程大体积混凝土浇筑施工技术工艺分析

2018-02-17张陈林

建筑与装饰 2018年8期

张陈林

中国葛洲坝集团第一工程有限公司湖北宜昌 443002

水利工程作为大型公共基础建设项目，涉及涵洞、隧道、桥梁、堤坝等重要工程，建筑使用的大体积混凝土必须在质量和工艺上高标准要求，确保工程质量和安全。大体积混凝土在浇筑施工时，因其巨大的体积和面积，加之外界环境影响，非常容易出现缺陷损伤，即裂缝。因此，大体积混凝土的浇筑施工工艺的主要内容就是防止裂缝出现。

1 大体积混凝土出现裂缝缺陷的原因

1.1 混凝土内外温差因素

混凝土在浇筑后的凝结过程中，会产生水化热，因混凝土较差的导热性以及庞大的混凝土体积，致使该热量不能迅速散出。这样，在混凝土内外产生较大的温差，内部收缩应力增大，极易出现裂缝。

1.2 混凝土自身的收缩特性

混凝土浇筑完成在后续的凝结过程中，随着水分增发，混凝土内部出现收缩应力，如干燥收缩、温度收缩等，容易形成裂缝或空穴。

1.3 外界环境条件影响

大体积混凝土内部温度来源包括浇筑温度、水化温度。外界温度和湿度对混凝土的凝结质量产生直接影响：外界温度较高，混凝土浇筑温度上升；外界温度降低，则会增加混凝土由内到外的温差梯度，如果温度下降变化较快，则会在混凝土内部产生巨大的应力，直接造成结构开裂失效；外界湿度降低，也就是干燥，会加快混凝土的干缩速度，可能会导致裂缝缺陷[1]。

2 大体积混凝土浇筑施工工艺

2.1 混凝土制备阶段

（1）材料选备。首先，水泥牌号的选择，控制水化热的影响，要选用水化热较低的水泥品种，了解其矿物组成成分，调整所需水泥细度模数，如铝酸三钙含量较低的酸盐水泥；其次，水泥进入搅拌环节的温度控制，水泥如果出厂直接送到搅拌站，此时，水泥的温度比较高，冒然搅拌作业，会造成流动性差、需水量大且易坍塌碎裂；再次，掺入粉煤灰，混凝土中掺入粉煤灰，能够改良混凝土性能，提高混凝土后期的凝结强度、降低水化热。

（2）优化调配比例。其一，控制拌合水量，不宜高于175kg/m，过多的拌合用水，在其蒸发过程中，会使混凝土内部产生孔隙，破坏凝结强度；其二，控制水胶比例，规范确定大体积混凝土的水胶比例不宜高于0.5，较低的水胶比例能够提高混凝土的密实程度；其三，砂浆砂率控制在35%-42%，砂率过高，混凝土浇筑时的流动性较差，易产生开裂，砂率过低，则会降低混凝土强度质量。

（3）搅拌制作要求。选用具备相关资质的混凝土预拌单位，确保混凝土的制备满足浇筑工艺要求。注意搅拌前，将搅拌罐内的积水清理干净，防止混凝土水胶比例失衡。

（4）运输环节。预拌混凝土运输到施工现场，直至搅拌浇筑，需要一定的时间。在这期间，外界温度、湿度变化，以及混凝土内水分蒸发等，都会改变混凝土质量性能，要求运输车辆要具有防风、防晒、防雨和防寒的装备设施。

2.2 混凝土浇筑施工阶段

（1）施工准备条件。大体积混凝土浇筑施工，要有科学严谨的操作流程，确保工序高质高效衔接。相关组织安排周密合理，各环节人员安排到位，设备机械处于良好状态，应急方案和设备经过演练和检查。进行全面仔细的图纸会审，对关键部位的浇筑，重点讨论，并制作施工作业指导书；施工前的模板、支架、钢材、预埋件进行严格的检查验收；现场的水电及设施调度部署周密。总之，尽一切可能在施工前消除所有隐患，高效高质完成浇筑。

（2）混凝土浇筑工艺。一般采用分层浇筑技术，利用混凝土浇筑的大面积提高散热效果和速度，这种浇筑方案，能够大大减少混凝土由于温差收缩产生的裂缝概率。在浇筑时，要考虑不同部位结构特性、钢筋布置、预埋件位置等因素。目前采用的浇筑方案有三种：全面分层、分段分层和斜面分层。

（3）混凝土的后期养护。大体积混凝土的养护工作主要是保持构件适宜的温度和湿度，控制混凝土内外温差，避免温差变化造成的收缩应力，保障混凝土的凝固过程高质量完成，满足混凝土强度增长的条件需求。另外，通过温度控制，能够防止混凝土因温差变化可能产生的开裂破坏。

混凝土控制温差的方法：其一，混凝土内部降温法，在结构件内部预设冷却水管；其二，保温法，结构件外表面覆盖保温材料。