混凝土建筑结构施工技术浅析

2018-04-02

福建质量管理 2018年20期

(江苏省江建集团有限公司江苏扬州 225200)

随着科技水平的不断提升，先进的工程建设技术使用提高了建筑的科技含量，保障了建筑的整体质量。美国混凝土学会给出了大体积混凝土的定义：任何现浇混凝土，其尺寸达到必须解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度的减少开裂影响的，即称为大体积混凝土。大体积混凝土裂缝一旦形成，特别是基础贯穿或者裂缝出现在重要的结构部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，同时会可能危害到建筑物的安全使用。因此，大体积混凝土施工中要认真组织，合理安排工序，才能确保混凝土浇筑质量。本文对大体积混凝土施工中裂缝产生的原因及防治措施，大体积混凝土施工方案及施工主要技术难点进行了简要的阐述，以供讨论。

一、施工裂缝问题主要原因

(一)收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同，干缩、收缩的量也不同。

混凝土逐渐散热和硬化过程引起的收缩，会产生很大的收缩应力。如果产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。在大体积混凝土里，即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。

(二)温度裂缝。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇筑。浇筑后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。同时，由于混凝土结构体积庞大，当环境的温度出现变化时，混凝土结构内部和表层的温度很难达到一致，热胀冷缩之后会使混凝土结构受到力的作用，当作用力超过混凝土的承受限度之后，混凝土结构就会出现裂缝。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。

(三)施工工艺因素。大体积混凝土施工对于施工工艺技术有比较高的要求。施工人员的操作水平、施工的工艺是否合理，这些因素都会直接影响混凝土施工的最终质量。在混凝土施工过程中经常会出现相关人员的技术水平不过关，缺少监督，操作不按照规范流程等情况，这些都会对混凝土施工质量产生一定影响。

二、大体积混凝土结构施工的主要特点

大体积混凝土结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂(一般都是地下现浇钢筋混凝土结构)，施工技术要求高，水泥水化热较大(预计超过25度)，易使结构物产生温度变形。大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。在施工过程中，施工的建筑强度比较高，结构坚实稳固。在实际施工过程中，大体积混凝土施工技术相比于传统的混凝土施工难度有所增加，周期也比较长，这就要求相关施工单位严格把控施工的质量，加强质量管控。

三、大体积混凝土施工过程技术措施

(一)设计措施。1)精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。2)增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。全截面的配筋率应在0.3-0.5%之间。3)避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。4)在易裂边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限拉伸。

(二)施工措施。1.优选混凝土各种原材料。理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。为保证减少水泥用量后混凝土的强度和坍落度不受损失，可适度增加活性细掺料替代水泥，提高混凝土硬化后的体积稳定性。在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。2.严格控制混凝土浇筑速度。一次浇注不可过高、过厚，以保证混凝土温度均匀上升。保证振捣密实，严格控制振捣时间、移动距离和插入深度，严防漏振及过振。3.砼温度控制、养护。在大体积混凝土结构的施工过程中，对于温度的把控非常关键。控制混凝土入模温度，在施工过程中应尽量避免在过于炎热的气温下进行施工，还可以使用一些降温措施来控制好浇筑温度。为降低大体积混凝土的水化热，在混凝土的内部通入冷却循环水，采用循环法保温养护，以便加快混凝土内部的热量散发。同时要把控好水泥的使用量，水泥使用过程中会释放比较多的热量，这些热量会影响到混凝土施工的最终质量，因此应该控制好水泥的数量，水泥用量过大会影响混凝土的温度，用量过少则会造成混凝土结构的强度不够。大体积混凝土施工，养护和浇筑同样重要。保湿是前提，控制降温速度是关键，监测是根据。

(三)控制混凝土结构受力情况。混凝土施工过程中会受到外部和内部的约束力影响。对于外部的约束力，可以预设混凝土滑动层，提高滑动层来减少地基的沉降等情况对混凝土的不良影响，避免大体积混凝土结构出现裂缝。对于内部的约束力，主要应该加强对施工温度的调控，通过多种方法避免混凝土结构内外温度差过大，保证大体积混凝土结构的质量。使用增强材料可以增强大体积混凝土结构的力学性能，提升抗拉能力，在施工过程中经常使用无机纤维或者金属纤维等材料来起到混凝土结构的增强作用。

(四)混凝土的浇筑方案选用。浇筑方案除应满足混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：全面分层、分段分层、斜面分层。

(五)使用为膨胀剂。微膨胀剂确实起到了补偿收缩作用。根据计算，自降温开始，混凝土表层就应该出现拉应力。可是在实测中，始终未测到拉应力。除混凝土松弛，养护阶段没发生干缩外，微膨胀剂功不可没。