建筑工程大体积混凝土施工技术分析

2021-01-27叶再术

四川水泥 2021年6期

叶再术

（四川省第十一建筑有限公司，四川宜宾 644000）

建筑工程中大体积混凝土浇筑施工是最为重要的环节，同时也是保证建筑工程稳定性和安全性的关键。只有做好大体积混凝土浇筑施工技术的把控，注重各方面的防控和管理，才能有效完善施工质量，控制裂缝问题的出现。本文就对建筑工程大体积混凝土施工技术进行分析探讨，并给出组织管理方案，以切实的保障工程的质量和安全。

1 大体积混凝土的基本概念与施工特点

《大体积混凝土施工标准》中提及大体积混凝土的基本概念。对于大体积混凝土的概念，我们可以从结构体积特点和温度条件特点两方面加以考量。首先，结构体积特点，大体积混凝土是指混凝土实物的结构体积至少超过一米。其次，大体积混凝土中的胶凝材料，因水化热反应会产生内外部的温度差异，导致结构损伤型裂缝。根据《大体积混凝土施工标准》可知，大体积混凝土的施工特点主要包括如下几方面：①体积大，用量多。由于大体积混凝土的结构体积较大，所以施工过程中所使用的砂石材料的用量也相对较大，尤其是大型公共建筑，砂石材料的使用量达到成百上千吨，原材料损耗量与购置成本都较大。②施工难度大，技术要求高。与普通混凝土施工相比，大体积混凝土的施工难度更大，对施工工艺的标准要求也更高。若想保证整体施工质量，必须合理运用各类先进的施工工艺。③施工条件复杂。基于大体积混凝土的特殊性，在实际施工过程中往往需要在地下空间环境中进行浇筑，而地下空间环境的复杂程度远远超过地上环境，这也在一定程度上增大了施工难度。④容易产生裂缝，养护要求高。大体积混凝土最显著的特点就是因胶凝材料的水化反应而增大内部外结构温差，产生结构损害型裂缝。为此，大体积混凝土对后续养护工作也提出了一定的要求。只有合理应用施工工艺，加大养护投入力度，才能降低发生结构裂缝的概率，提高整体施工质量[1]。

2 建筑工程施工中大体积混凝土出现裂缝的诱导因素

结合以往积累的工程实践经验可知，由于大体积混凝土的结构体积较大，在实际施工过程中，混凝土内外部结构的温度差异较大，当温度应力超过混凝土结构自身的耐受限度，就会出现结构损害型裂缝。或者在外部环境条件的影响下，混凝土结构出现不规则形变，当形变量超过混凝土结构自身的抗拉限度，就会产生结构裂缝。如果裂缝宽度在允许范围内，并不会对混凝土结构的强度造成不利影响。但会影响整体混凝土结构的耐久性，缩短工程的使用寿命。为此，施工单位要客观认知混凝土结构裂缝的危害，全面掌握混凝土结构裂缝的诱导因素，并采取科学合理的预防处理措施，降低混凝土结构出现裂缝的概率，确保整体工程结构的安全性。

2.1 水泥水化热

在大体积混凝土浇筑施工中，水泥中的胶凝材料与水充分混合后，会发生剧烈的水化热反应，释放一定的热量。由于混凝土结构断面的密度与强度特点，极大的阻碍了热量的流散，使热量聚集在混凝土结构内部。而外部结构因暴露在外界环境中温度逐渐降低，进一步增大了内外部结构的温度差异，形成一定的温度应力。当温度应力超过混凝土结构自身的耐受限度，就会产生结构裂缝问题。经理论研究与实践积累证实，不同品类的水泥材料，由于组成成分不同，发生水化热反应的剧烈程度，以及释放的热量也存在较大差异[2]。

2.2 混凝土收缩变化

水泥中胶凝材料的板结硬化对水分存在一定的需求。经工程测试可知，大体积混凝土施工对水分的最佳需求量在20%左右。当大体积混凝土所需施工水分达到饱和状态时，其余水分会不断蒸发，使得混凝土结构体积出现一定程度的收缩。由于这种收缩具有不规则性，会直接影响整体混凝土结构的稳定性与耐久性。水泥材料种类、配制比例、外加剂使用量及施工工艺类型，都会在不同程度上影响大体积混凝土的收缩变化情况。

2.3 外界环境气温变化

在大体积混凝土浇筑施工过程中，浇筑温度不可避免的会受到外界环境条件变化的影响。当外界环境气温持续下降时，混凝土结构的外部温度也会随之下降，增大混凝土内外部结构温度差异，使混凝土结构出现温度应力裂缝。

3 建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术

3.1 施工前准备

（1）对钢筋、控制模板、保护层等材料的规格尺寸实行检查，将各类材料的尺寸偏差控制在行业规则范围内。对模板支撑体系的稳固度和模板接缝处理的密实度予以细致检查。

（2）督促现场施工人员做好技术交底工作，加大对梁板柱、梁板以及混凝土标号的控制力度，严格控制梁板柱与梁板在整个空间结构体系中的位置关系，以及持续振捣时间。

3.2 调配与优化设计

混凝土调配是大体积混凝土施工前的关键环节，这也是提高浇筑质量的重要环节。大体积混凝土对于所需混合浆料的要求较高，尤其是对水泥和水的用量有着严格要求，以免因剧烈的水热化反应，破坏混凝土性能。所以在调配中，要科学把控水泥和水用量，增大混凝土强度，控制混凝土和易性。同时为优化混凝土性能，一般会选用矿渣水泥，添加适量的粉煤灰来改善混凝土可泵性，降低裂缝问题的出现几率。

3.3 运输

在混凝土运输中需要关注的内容主要有：混凝土运输使使用到罐车，确保混凝土在运输途中仍在持续搅拌，避免离析情况的出现；考虑到运输的畅通性和安全性，一般会考虑在夜间运输混凝土，不过夜间运输中所选线路应保持照明的清晰性，防止发生交通事故；运输前要对运输车辆予以明确标注，详细标注运输混凝土的批次、等级，使现场作业人员准确了解混凝土信息，做好混凝土科学配置；在现场建设调度站，与搅拌站实行良性沟通，及时对混凝土的类型、数量等加以把控，使混凝土的各项性能符合规范要求；控制混凝土浇筑时间，从出机到浇筑施工完成时间不得超过1 小时，浇筑后的混凝土表面要实施覆盖养护；在运输过程中，罐车需保持匀速运转，加强内部浆料的搅拌效果，卸料前加快运转速度，以此实现混凝土的良好搅拌。

3.4 浇筑

大体积混凝土浇筑施工是最为重要的环节，该环节一旦出现问题，会增加大体积混凝土裂缝出现几率，威胁建筑工程的质量和安全。在大体积混凝土浇筑中，首先要注重浇筑的完整性、连续性，减少施工缝的出现，增强其抗渗性能。

其次底板位置应采用分层浇筑的方式，在下层浇筑结构初凝前完成上层浇筑，确保层与层之间的粘结效果。下层浇筑完成后，先实施拆管处理，之后再开展上层浇筑，明确计算每层的浇筑厚度。一般情况下，浇筑厚度会控制在600 毫米左右。

再次浇筑作业开展前，注重前期规划，确保各项参数的准确性，作业人员要依照参数要求实行相关标注，为浇筑作业提供依据和指导。大体积混凝土浇筑中会使用泵管和布料机，确保浇筑作业的顺利进行。施工人员需要对混凝土的运料时间加以严格把控，使其在初凝时间内。且实际施工中要对施工顺序展开合理安排，混凝土浇筑时保持均匀上升，通过分层浇筑，使下层混凝土在发生水化反应时产生的水化热得以充分散发，减少蓄热量，避免水化热积聚，进而降低温度应力。

最后大体积混凝土的浇筑高度应控制在2 米左右，如果超出这一标准，要添加长软管或串筒来维持浇筑质量，减少意外问题的产生。在混凝土运送过程中，运送设备需保持畅通性，减少因堵塞带来的不良影响。

3.5 振捣

振捣的主要设备为振捣棒，在大体积混凝土浇筑完成后，结合现场实际情况科学选择振捣棒的种类和数量，促进振捣工作的顺利进行。振捣过程需遵循快插慢拔的基本原则。上层振捣中振捣棒的插入距离在下层的5 厘米左右，振捣时间控制在20-30 秒左右，直到不出现气泡或下沉情况停止。插捣点的实际排列应保持均匀，具体的移动间隔距离控制在振捣棒有效作用半径1.5 倍以内。振捣棒和模板之间的距离也要加以严格控制，防止同预埋管件、钢筋与模板发生碰撞。若发现移位，应立即调整[3]。

3.6 养护

养护是大体积混凝土浇筑完成后的最终环节，这也是左右混凝土质量的重要环节。在大体积混凝土浇筑作业完成后，要在表面覆盖材料，以达到保温效果。覆盖选用的材料以塑料膜和草垫为主。在电梯井位置，还需在外侧附着一层草袋，达到保温保湿的作用，以免水分大量蒸发生成收缩裂缝。保温养护过程中，禁止在表面洒水，以免温度过快下降产生裂缝问题。

附着物搭接部位的宽度要控制在200 毫米左右，利用砖头或木块压实，避免结构直接暴露在环境下。养护时间需结合大体积混凝土强度要求实行有效控制。在养护过程中，作业人员应做好温湿度检测工作，准确了解表面温度变化情况及特征，分析内外部温差变化，在发生异常后，立即加以处理。根据现场温度变化特征，对养护措施予以调整，增强养护效果。

温度测量结果显示，混凝土中心部位的温度不再出现下降或者已经接近表面温度，外界温差在25 摄氏度以内时，可以停止保温作业。在揭除塑料膜与保温被的过程中应逐层进行，在揭除完一层后，以温度的实测结果为依据保持一段时间，防止产生明显的温度差。在实际施工中需以实测数据为依据，先将上层保温层完全揭除，随后将保温层揭除，并开始洒水，实际的养护时间应达到14 天以上[4]。

4 大体积混凝土浇筑组织管理

在大体积混凝土施工中，为保证施工技术的有效落实，提高大体积混凝土施工质量，应加大组织管理力度，以实现最终的施工目标。

4.1 科学部署

在大体积混凝土浇筑作业开展前，施工单位需组织相关人员进行施工图纸及方案的分析，准确了解施工技术要求和要点，注重技术交底工作，让每层作业人员均能够了解施工技术要点和难点，明确施工作业的工序流程，并对其中存疑地方展开分析探讨，推动施工作业的顺利进行。对于施工人员，各班组也需加以严格管理，使其能够按照规定要求开展作业。另外,根据浇筑作业内容及施工进度,对施工人员及浇筑设备实行科学部署,为大体积混凝土浇筑作业的顺利实施提供坚实保障。

4.2 建立完善的管理制度

为改善大体积混凝土施工质量，还需建立完善的管理制度，对各环节作业实行科学规范和管理，降低质量问题的出现几率。在管理制度建立中，一方面要注重上岗制度的完善性。做好员工岗前培训工作，规范员工行为，提高专业能力，加强施工环节把控，为维持各项参数数据的准确性。同时,做好上岗前各项检查工作，要求施工人员落实安全防护措施，本着对自身、对单位负责的态度开展浇筑作业。另一方面要完善奖惩制度内容，充分调动员工工作积极性，明确自身作业要点并加以落实，避免质量问题的出现。除此之外，在施工中，如果发现不符合规定要求的情况，可借助奖惩制度给予员工适当处罚，规范现场纪律[5]。