大体积混凝土浇筑技术在建筑施工中的应用

庞亚峰

【摘要】混凝土是现代建筑施工中最常用且常见的建筑材料，具体应用方式随着建筑工程的设计施工要求进行调整。随着现代建筑规模越来越大，高度越来越高，建筑施工对混凝土浇筑的体积要求也逐渐升级，混凝土浇筑所形成的构筑物体积越来越大，大体积混凝土构筑物的概念应运而生。大体积混凝土是指断面厚度超过80cm的混凝土构筑物，这种厚度的混凝土浇筑施工对材料配比、浇筑手法、振捣施工等环节都有更高的技术要求，处理不当会衍生出诸多问题。与传统的混凝土构筑物浇筑施工技术的成熟度不同，大体积混凝土构筑物施工技术还不够成熟，施工人员需要解决大体积混凝土浇筑后的裂缝问题，解决有可能导致大体积混凝土裂缝的荷载问题、温度应力问题、收缩膨胀问题、变形问题，才能够提高大体积混凝土浇筑质量和建筑整体施工效果。建筑领域需要重视对大体积混凝土施工技术的研究和发展，解决大体积混凝土施工存在的问题，保证建筑工程施工质量。本文主要围绕建筑领域施工技术展开，分析和探讨的是大体积混凝土浇筑技术在建筑施工领域中的应用，希望可以为改善建筑领域中大体积混凝土施工的现状提供一些思路和参考。

【关键词】建筑工程;大体积混凝土;浇筑技术;技术应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

17.030

随着大规模建筑工程数量越来越多，在工程建设中的占比越来越大，为了保证工程施工效率，一次性浇筑的混凝土体积越来越大。大体积混凝土是指长宽最小尺寸在1m以上，厚度在80cm以上的混凝土构筑物，这种体量的混凝土由于体积量大的原因，更容易受到温度应力、收缩膨胀等因素的影响而产生有害裂缝，一旦有害裂缝数量或影响程度扩大，会威胁到整个混凝土构筑物的质量安全。应用到大体积混凝土构筑物的建筑工程多为高层、超高层建筑，或体积庞大的基础设施建筑，比如水利工程、市政道路等。在这样的建筑物中，混凝土有害裂缝所带来的伤害比中小型建筑物更大，所造成的威胁也更广。浇筑大体积混凝土是建筑领域的大势所趋，大体积混凝土裂缝是不得不正视的工程病害，想要保证大规模工程建筑的施工质量就必须要通过施工技术的应用来控制病害。

一、大体积混凝土概述

1.大体积混凝土特点

大体积混凝土构筑物体积庞大，施工难度大、工程量也大，施工人员需要处理的问题和细节也多。如果在浇筑、养护过程中出现了操作失误就有可能导致贯穿性的有害裂缝，影响混凝土构筑物的质量安全和正常使用。而大体积混凝土之所以容易产生有害裂缝，正是因为混凝土构筑物的一次性构筑长度长、厚度高，所以混凝土水化产生的温度应力也大。温度应力越大就越难以控制，因为混凝土中水泥水化产生的热量难以迅速被传导散发，就会在混凝土内外形成较大的温度差，从而产生温度应力。当内部温度高、外部温度低时，热胀冷缩会导致内部膨胀，从而在外部产生裂缝。除此外，外部温度控制不当导致内部温度低、外部温度高时，热胀冷缩会导致向内收缩，超出外部应力极限时同样会产生裂缝。由此可见，温度控制不当会直接影响到有害裂缝的产生，这是大体积混凝土的特点。

2.大体积混凝土有害裂缝

在实际工程施工中，室内混凝土结构被允许存在的裂缝宽度为0.3mm，室外被允许存在的裂缝宽度为0.2mm，超出这个宽度的裂缝基本可归为有害裂缝[1]。因为对于混凝土结构而言，0.1～0.2mm的裂缝会产生防水方面的问题，但由于裂缝宽度较小所以影响程度比较小;0.2～0.3mm的裂缝会产生较为严重的防水问题，且在水分的渗透下裂缝还会进一步扩大[2]。因此，在室外的混凝土结构被限制在0.2mm以下，室内的混凝土结构可以适当放宽至0.3mm，但如果是地下或半地下的混凝土结构，需要及时进行补救才能够避免出现更为负面的渗水问题。并不是所有的裂缝都会被归为有害裂缝，具有贯穿性质的或位置较深的裂缝危害较大，前者可切断整个混凝土结构，后者也威胁了整体的稳定，并且有进一步发展为贯穿裂缝的可能性，是施工人员必须严肃对待的两种裂缝。

3.大體积混凝土的关键技术

大体积混凝土施工的关键在于控制温度应力，温度应力的产生与水泥水化现象有重要关系，因此，减少水泥用量、水用量是比较可行的技术之一，沉入粉煤灰控制水化产热是可行技术之二，做好养护控温是可行技术之三。同时，技术人员需要准备好相应的补救措施，比如化学灌浆等，对已经出现有害裂缝的大体积混凝土结构进行补救处理，保证整体结构的质量安全。

（1）约束力控制技术

在大体积混凝土结构施工的过程当中，通过对外部约束力进行有效控制可以有效提升整个工程的质量。为了实现这个目标，可以从以下几个方面来实现。第一是可以通过合理设置滑动层来减少地基下沉和位移的量，以此来减少混凝土当中的约束力。第二，还可以通过对温度应力的控制来达到约束力控制的效果。从温度管理的角度来说，在施工场地当中可以通过覆盖、蓄水等方式来将温度控制在合理的范围之内，使混凝土内外部的温度差得以控制，以此来减低温度在大体积混凝土内部产生的应力。

（2）温度控制技术

对于温度应力比较大的情况，可以通过强制降温的方式来进行处理。具体来说，施工人员可以在大体积混凝土的内部埋设一定数量的水管，在需要降温的时候只需要将冷水注入到混凝土内部即可。与此同时，在大体积混凝土结构施工的过程当中还可以适当地减少水泥的用量，使用地热水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等材料代替部分传统的水泥材料，这样也可以达到预期的效果。除此之外，还可以在混凝土搅拌的时候加入特殊的材料来促进内部热量的发散，同时促进搅拌的充分性。

（3）抗裂性能提升技术

对于大体积混凝土当中裂缝问题的预防，提升抗裂性能是一个重要的途径。而要实现这一目标，就要对混凝土材料当中的配比进行控制，要求施工人员要严格按照相应的工艺操作方式来进行操作，同时按照调配的要求来合理配比。在大体积混凝土结构施工之前，施工单位需要定期开展员工培训活动，使所有员工都竖立起良好的质量责任意识，能够按照要求和流程来进行配比，而不是按照自身的经验来进行。在施工的过程当中，施工人员可以适量地添加一定量的钢筋或者其他的添加剂，结合实际情况来做好对混凝土碰撞率的控制，使其收缩性在合理的范围之内，以此来减少抗裂性能发生的概率。

（4）抗拉强度提升技术

除了抗裂性能之外，大体积混凝土的抗拉强度也是需要重点控制的一个因素。在这个过程中，需要选择有效的抗拉材料，常见的材料有金属纤维和无机纤维，比如钢纤维和聚丙烯纤维等，这些材料的加入可以有效提升混凝土的抗拉性能，同时降低混凝土的塑性流动性。

二、大体积混凝土浇筑技术分析

1.大体积混凝土浇筑振捣方法

大体积混凝土浇筑应采用薄层浇筑、一次到底的连续浇筑方法，严格控制每一层浇筑的厚度，严格控制每一次振捣的效果，帮助混凝土更充分的释放出水化反应茶树能能的热量，避免混凝土出现较为严重的温度应力问题，避免出现有害裂缝。通常情况下，大体积混凝土浇筑的厚度为500mm，间隔20～30min进行两次振捣，保证浇筑质量和效果[3]。

2.大体积混凝土养护方法

在完成大体积混凝土的浇筑和振捣后，施工人员需要做好养护工作，避免大体积混凝土构筑物在养护阶段出现有害裂缝。养护方法主要为控温和控制水分两个方面：首先是控温。在环境温度较低的情况下，施工人员需要应用棉毡、保温薄膜等材料对浇筑好的混凝土进行覆盖，以保证混凝土构件的温度，避免因为混凝土外部温度过低，内部温度过高而产生过大的温度差，降低有害裂缝产生的可能性。如果选用保温薄膜进行覆盖的话，最好能够保持薄膜内有凝结水，保证构筑物不会因为缺水而产生开裂。在环境温度较高的情况下，施工人员需要注意减少覆盖物进行散热，并定期向混凝土构筑物上洒水。如何判断环境温度是需要覆盖保温材料还是减少保温材料，需要根据环境温度与混凝土内部温度差的关系来确定，温差在25℃以上则说明需要增加覆盖物，温差在15℃以下则说明可以适当减少覆盖物，温差在二者之间是比较适合混凝土构筑物養护的温差[4]。在整个养护过程中，施工人员需要在养护14天左右时掀开覆盖物进行查看，这一时期如果发现有细微的裂缝出现还可以进行抹平，尽可能减少裂缝的出现。如果养护途中遇到环境温度突然变化，施工人员需要根据实际情况酌情，通过控制温度差来控制温度应力。为了达到这种效果，施工人员需要借助实时监测设备，做好数据统计和分析。

3.大体积混凝土温度实时监控方法

大体积混凝土一次浇筑的面积、厚度都比较大，施工人员想要做好温度监控，需要通过大面积布设温度传感器的方式来掌握混凝土温度变化。在布置测温点时，施工人员需要根据大体积混凝土的浇筑顺序进行布设，在不同的厚度位置上进行布设，将大体积混凝土划分为上中下三层，分别监测混凝土底部、内部、表面的温度分布和变化。温度传感器的设置方向主要有0°、45°、90°、135°和竖直方向五种，对大体积混凝土进行全覆盖。温度传感器获得的温度数据需要以每30秒一次的频率上传至计算机中，进行综合分析和调整，切实保证大体积混凝土温度的有效控制。

三、大体积混凝土浇筑技术在建筑施工中的具体应用策略

1.大体积混凝土浇筑技术前期准备

建筑工程的大体积混凝土浇筑技术前期需要做好材料准备、人员准备、设备准备，做好各方面的协调工作，保证混凝土浇筑的质量和效率。材料准备即为混凝土的水灰比，不同的建筑需要不同的水灰比，合理的水灰比有助于施工人员对温度应力的控制。施工人员需要做好浇筑、振捣、养护的准备，根据环境温度情况准备好保温薄膜、棉毡或挤塑板，给予浇筑后的大体积混凝土结构更好的处理效果，保证混凝土浇筑效果。除此外，施工人员还需要做好环境温度突然发生变化的准备，做好浇筑过程中突发问题的应急准备方案。

2.大体积混凝土浇筑过程实行

在大体积混凝土浇筑过程中，施工人员需要做好反复试验，探索出最合适的混凝土材料比例，做好外界温度环境的持续关注，合理使用减水剂、粉煤灰等材料，做好温度监控点位的布设，借助计算机做好大体积混凝土温度变化监控，根据内外温度差进行灵活协调和处理。大体积混凝土浇筑过程中，施工人员一切行动的目的都是围绕控制温度来展开的，控制温度应力，避免有害裂缝的形成是施工实行的关键。首先，大体积混凝土浇筑的表面应保持绝对平整，1m范围内的高度差应控制在5mm以内，整体高度差应控制在10mm以内。其次，施工总的钢筋、模板等位置需要重点浇筑、振捣和养护处理，避免因为浇筑等技术操作而影响钢筋、模板的位置，若发生位移或形变会直接影响大体积混凝土的浇筑施工效果。所以，泵管的使用必须规范，不可直接放在钢筋或模板上，应设置保护措施;振捣棒的操作必须安全，不可直接触及钢筋、模板、预埋件等部分;模板拆除时需注意施工规范，并及时进行回填。然后，大体积混凝土养护时的温度差需要控制在15～25℃内，超出这个温度差范围会直接影响到大体积混凝土的质量，导致有害裂缝的出现。

结论：

在大体积混凝土浇筑过程中，施工人员需要重视对混凝土的分层浇筑、连续振捣、控温养护，根据工程所需和国家标准进行技术措施处理，保证工程施工质量和效果。有害裂缝是影响大体积混凝土浇筑的最重要因素，也是施工人员必须在施工阶段就处理好的负面影响因素。就目前我国的建筑工程施工技术来讲，温度差控制、温度应力控制仍然是大体积混凝土浇筑施工的难点，温度实时传感设备和计算机的加入和应用能够在一定程度上提高大体积混凝土浇筑施工的质量，但还存在一定的发展空间，有害裂缝的影响尚未能控制到最低。大体积混凝土浇筑所牵涉到的工程量大、工序数量多、施工人员数量多，需要有效的监督管理来保证浇筑施工有序进行，保证各环节正确且准确，通过管理来提升大体积混凝土浇筑的质量。大体积混凝土浇筑对施工人员提出了更高的要求，习惯于传统小体积混凝土浇筑的施工人员需要通过培训来掌握二者的不同，掌握大体积混凝土浇筑、振捣、养护的技术要点，并能够及时处理施工过程中出现的问题，担负起保证建筑工程施工的责任。

参考文献：

[1]曾澄宇.大体积混凝土裂缝防治在实际工程中的应用研究[D].南昌大学，2019.

[2]郭卓维.超长超厚大体积混凝土无缝施工技术研究与应用[D].西安建筑科技大学，2020.

[3]王天骄.大体积混凝土温度裂缝控制的研究[D].吉林大学，2019.

[4]袁干.大体积混凝土浇筑技术在建筑施工中的应用[J].中国建筑金属结构，2020（10）：74-75.