大体积混凝土蓄水池施工技术要点与细节问题分析

唐国伟

摘要：国内社会经济持续发展背景下，企业用水量越来越大，为解决偏远地区生产供水问题，需要就地建设蓄水池，以保证企业正常用水需求。本文对大体积混凝土蓄水池施工特点进行研究，针对施工技术要点和细节问题进行分析，旨在提高大体积混凝土蓄水池的施工质量，保证蓄水池的安全可靠使用，此次研究针对大体积混凝土蓄水池施工中常见问题进行探讨，具有较好的实践应用价值。

关键词：大体积;混凝土;蓄水池;施工技术;要点

目前建筑行业最重要、最常见的建筑材料就是混凝土。为解决偏远地区的企业供水问题，采用建设大体积混凝土蓄水池方法，能提供良好的蓄水供水作用。大体积混凝土蓄水池在施工建设中和常见混凝土工程施工存在技术工艺等方面区别。本文对大体积混凝土蓄水池的施工特点进行研究，针对施工技术要点和细节问题进行分析，旨在提高大体积混凝土蓄水池的施工质量，保证蓄水池的安全可靠使用。

1大体积混凝土概述

1.1大体积混凝土的定义

大体积混凝土是相对常见混凝土结构而言的概念，主要是混凝土施工中现场浇筑的体积、混凝土用量有较大的增长。但学术界对大体积混凝土并没有形成统一的定義标准。国内对大体积混凝土的概念是依据混凝土工程的结构、尺寸、厚度等进行评价，特别是结合混凝土结构在水化热反应下产生的中心温度和表面温度差距过大的温度应力导致表面出现温度裂缝等情况，需要以专业的技术措施进行施工控制，以保证混凝土的施工质量。国内关于普通混凝土配比设计规程、大体积混凝土施工、混凝土结构工程施工和验收规范等规定中对此有具体要求。国内一般将混凝土工程的基础最小边尺寸在1-3米，混凝土结构建筑物的最小断面尺寸大于1米时，认定为大体积混凝土。大体积混凝土结构施工，必须从施工尺寸出发，设计减少温度差值的专业技术措施，通过合理科学控制温度裂缝，保证大体积混凝土结构的安全稳固。

1.2大体积混凝土的特征

一是大体积混凝土具有混凝土材质的属性和特点，抗拉强度和拉伸性较小，抗压强度大于抗拉强度。二是大体积混凝土大的性质主要体现在其水化热效应大方面。对刚浇筑完成的大体积混凝土，会因水化热产生热量急剧释放，内部温度急剧上升，此时混凝土结构的内部压力、弹性模量都较小。但在水化热反应逐渐结束，热量释放减缓，混凝土结构稳定和外界温度基本平衡一致时，还不太结构的弹性模量会增加，在外界环境条件作用下因产生较大的拉应力产生混凝土结构裂缝。三是大体积混凝土结构受外界环境条件影响较大。在大坝、桥墩等大体积混凝土工程中，因混凝土暴露在外界空气中、工作于水中，会因为外界环境产生过大拉应力，导致出现裂缝。四是大体积混凝土结构的内部钢筋配置方向，一般水利工程使用大体积混凝土结构不设置内部钢筋结构，因此内部拉应力会由混凝土结构全部承受。在其他建筑工程中，会按照设计要求进行大体积混凝土结构的内部钢筋配置，设置内部钢筋的大体积混凝土结构拉应力主要由钢筋结构承受。

从大体积混凝土特点分析要发现，拉应力作用下产生的裂缝，是影响正常安全使用的主要问题。目前国内水利工程对大体积混凝土施工浇筑积累了大量的理论和实践经验，在大体积混凝土施工中具有很好的质量控制措施。但在建筑工程施工中，大体积混凝土施工还存在一些需要优化改进的问题，主要是针对裂缝进行有效的技术控制。

2 大体积混凝土蓄水池施工技术要点分析

2.1混凝土搅拌站技术要点

目前主要是委托具有资质条件的混凝土搅拌站提供需要的大体积混凝土施工所用的材料。在委托中要针对蓄水池的施工要求，设计混凝土的类型、强度抗渗性能等指标，明确混凝土输送方法和时间要求，对混凝土浇筑中的坍落度、施工中混凝土入模稳定要求等进行细化，确保搅拌站提供合格的混凝土施工原材料。其中技术要点主要是：一是要加入掺合料增强混凝土的强度、抗渗性能等指标。按照大体积混凝土的性能需要进行掺和，一般采用二级粉煤灰，掺入量小于20%，硅粉参入量小于3%。二是混凝土送达现场施工时，在泵送参数为80-140毫米时，坍落度偏差在正负15毫米范围内，总损失不大于60毫米。三是科学控制混凝土的水灰比，一般要求控制在0.45-0.55范围内，用水量保持在每立方米170公斤的标准。混凝土最小水泥用量不能少于每立方米300公斤。对掺入活性粉料的混凝土水泥用量也不能少于280公斤。混凝土初凝时间控制在8-10小时，终凝时间要在初凝完成后2-3小时完成。混凝土浇筑温度要控制在25摄氏度左右，依据此温度来计算混凝土从搅拌站出厂的温度。

2.2混凝土外部管理条件

选用和大体积混凝土蓄水池施工需要相匹配，具有足够生产能力的凝土搅拌站，保证混凝土施工能不间断进行。施工时需要有技术人员在搅拌站进行技术和产品量的监管。特别要求搅拌站做好混凝土运输车的调配，做好混凝土搅拌车在城区运行的相关手续，避免混凝土罐车运输问题导致混凝土施工停工，产生后续施工质量问题。

2.3大体积混凝土蓄水池施工作业条件

一是要依据蓄水池的施工方案选定大体积混凝土浇筑方式，采用分段流水作业方式，细化浇筑程序、混凝土运算方式、安全施工交底等技术要求。通常施工流水作业从西北方向开始，分层以放射状进行施工推进，要保持施工中连续作业，避免发生冷缝问题。二是做好施工现场的相关技术支撑。施工现场要配备临时用电设备保证电能和照明需要，确保不因水电不通中断混凝土浇筑施工。施工通道和混凝土车施工道路都要保证安全可靠，针对混凝土施工中需要使用的钢筋模板、伸缩缝、沉降缝、加强支档等提前进行质量验收，保证施工中正常使用。提前清理混凝土模板内部，提前一天对模板内部的垫层、防水保护层进行喷水以保持湿润，但不能存在积水现象。三是保证现场施工人员都具有专业的从业资格证和上岗证，熟悉现场施工程序和要求，确保现场施工作业按照设计要求有条不紊的推进。

2.4大体积混凝土蓄水池浇筑技术要点

一是浇筑中采用厚度在300-500毫米的分层分段、斜面分层的连续浇筑方式。分段施工中采用踏步式推进，踏步宽度控制在1.5-2.5米范围内。二是浇筑时间必须在设计方案要求范围内完成，严格执行计划、施工、检查和整改循环的施工方式。提前进行掺加剂实验，避免因添加掺加剂导致混凝土初凝时间减少。三是浇筑方向从较低处出开始，沿着蓄水池长边从一端向另一端推进，逐层浇筑后上升施工。也可采用从中间向两端推进的施工作业方式。一定保证在底层混凝土的初凝之前完成后续层面的混凝土施工，避免发生冷缝问题。

2.5大体积蓄水池混凝土的养护技术

蓄水池的侧面钢木结构模板在施工中要设置保温层，在利用砖石构建侧部模板时，要在正式浇筑之前完成回填。采用蓄水进行混凝土结构养护时，混凝土表面完成初凝之后覆盖塑料薄膜，在完成终凝之后进行注水蓄水，深度保持在80毫米之上。混凝土表面温度和养护水温的温差控制在20摄氏度以内，如果温差过大就注入一定量的热水减少温差。

2.6混凝土的测温

为尽可能避免大体积混凝土的内外温差超过25℃或以上而导致温度裂缝问题的出现，需要相关人员提起重视，能够及时掌握和明确内部的实际温差变化情况，于混凝土内不布置相应的测温点，实时监视温差的波动情况，在实际进行混凝土浇筑工作期间，如果正值春季，温度不高也不低，需要在混凝土的表面覆盖一层塑料薄膜或是一层槽带，根据测温的数据为基础，明确覆盖材料的增减和浇水的次数。此外，还需在墙板部位设置多个测温点，数量为20个左右，塑料薄膜下也要相对应的设置同数量测温点，大气温度测温点设置1个即可;应用相应的热电阻和电子测温仪进行数据的监测。一般情况下，根据实践研究表明，3天内大体积混凝土的温差变化波动最大，因此测温工作需要从开始水池墙板混凝土浇筑完成后12小时开始。在前5天每隔两小时进行1次检测，每天不少于共计8次的检测工作。此后要随着混凝土强度的增强和温度的下降减少测温次数，但都不可少于1天3次，在测温时需要记录以下5个数据：第1点，混凝土的入模温度;第2点，每次测温的时间，各测温点的内外温度值等数据;第3点，不同部位保温材料的覆盖和去除的时间;第4点，进行浇水养护或恢复保温的具体时间;第5点，发生异常情况和温差过大问题的时间。通过大量工程温度实测数据研究表明，基础底板的温度测点，其混凝土的内部和表面温差均在25℃以下，只有两个测温点的温差超过了28℃，之后通过采取针对性的措施，即为局部停止浇水养护和覆盖双层的甘草带，1小时内可以通过提升混凝土的表面温度来使得内外温差有所降低，达到理想的应用效果。

3大体积混凝土施工细节问题分析

大体积混凝土施工时，因为结构中温度变化产生较大应力，是导致混凝土结构出现温度裂缝的主要原因。对温度的控制是大体积混凝土施工中需要高度重视的施工细节问题。主要控制方法如下：

3.1控制水泥水化热反应

导致大体积混凝土出现裂缝的原因比较多，但主要是因为大体积混凝土的导热性能不好，水泥发生水化热反应之后，产生大量热量聚积，导致混凝土出现早强升温、后期降温的情况。或者是在混凝土降温收缩时产生较大拉应力，在混凝土内部产生较大的贯穿裂缝，因此水泥水化热反应是大体积混凝土产生裂缝的主要因素。控制方法是选用不易产生温度过量的低温、中温水泥类型。如果在使用升温比较显著的硅酸盐、普通盐酸类型水泥时，采用相应措施减缓水泥出现水化热反应。避免释放过多热量。

3.2控制大体积混凝土的自身收缩

混凝土收缩是混凝土硬结过程中出现的整体体积缩小情况。这种缩小导致的变形，如因外部环境的约束条件，会对混凝土产生较大的拉应力，导致混凝土出现开裂情况。解决办法是在混凝土硬初期，减少水泥水化凝固过程中产生的体积变化，在硬结后期注意对混凝土的水分养护，避免混凝土内部水分过度蒸发引起混凝土结构收缩变形。

3.3优化大体积混凝土的施工工艺

目前国内对于大体积混凝土的施工已经形成了调仓法、分层浇筑等比较成熟的工艺，通过采用先进的振捣设备，严格施工标准，能有效减少混凝土裂缝的发生。要注意大体积混凝土每次浇筑的厚度不能超过500毫米，如果混凝土厚度超过这个值就采用分层澆筑法。要在蓄水池底板混凝土施工中采用分层浇筑法，以1：6的斜坡施工方式进行分层推进。在混凝土施工中注重对振捣节奏和频率的控制，依次进行均匀振捣，避免跳跃振捣影响施工质量。

3.4控制大体积混凝土的内部和表层温差

在研究中发现，大体积混凝土施工中水化热反应会让结构中心部位的温度远远高于表层温度，过高的温差是导致出现裂缝的主要原因。因此要在浇筑中控制中心温度和表层温度的温差不超过20摄氏度，要依据混凝土结构的厚度、原材料进行科学计算，控制中心温度，采用蓄水养护等方式进行表层温度控制。

基于以上研究，本文认为大体积混凝土蓄水池施工过程中，可以通过控制水泥水化热反应、控制大体积混凝土的自身收缩、优化大体积混凝土的施工工艺、控制大体积混凝土的内部和表层温差等措施，不断提高施工质量。

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