大体积混凝土施工技术及质量控制

张松

摘 要：随着我国经济的快速发展，工程建设进入了一个全新的时期，技术水平不断提高，工程规模进一步扩大，大体积混凝土的应用也越来越广泛。本文分析了市政工程施工中大体积混凝土的主要特点，对大体积混凝土的质量问题进行了分析，并以广渠路东延工程为依据提出了大体积混凝土施工技术要点和质量控制措施，希望能为相关人员提供一些参考。

关键词：大体积混凝土;质量;施工;养护

中图分类号：TU755 文献标识码：A

0 引言

在大体积混凝土工程施工过程中，混凝土施工质量直接影响整个建设工程的施工质量。如果控制不当，会对建设项目的使用寿命产生不利影响。因此，在大体积混凝土施工过程中，重点是要根据施工情况采取正确的措施，避免大体积混凝土开裂，增强其耐久性，使大体积混凝土更好地发挥自身作用。

1 大体积混凝土的主要特征

目前用于工程项目开发的大体积混凝土施工，一般是指结构物实体最小尺寸≥1 m或预计因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致混凝土开裂的混凝土工程。大体积混凝土一般结构厚实，混凝土用量大，工程施工条件比较复杂，对施工技术要求也比较高。其次，与传统的混凝土施工相比，大体积混凝土施工特点更复杂。我参与的北京通州区广渠路东延下穿通东机场专用线铁路立交桥工程，建设内容包含13节地下框架桥现浇段施工，结构截面尺寸最小为0.7 m，最大为1.4 m，混凝土用量比较大，涉及到大体积混凝土施工，使我积累了大量的施工技术和质量控制方面的经验。

2 大体积混凝土质量问题分析

（1）水化热的影响。大体积混凝土最常见的开裂是由水泥和水之间的水化反应（水化热）引起的。水化热是由于大体积混凝土厚度远大于普通混凝土，但表面系数略低，水泥水化释放的热量越来越难排出，内部环境温度高于外部环境温度，内外温差过大时就会产生温度应力和温度变形，导致混凝土结构开裂，降低大体积混凝土结构强度，进而影响建筑质量。混凝土内部的水化热温度与混凝土的厚度和水泥用量有关系，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度越高。

（2）混凝土内外约束条件的影响。混凝土内外约束条件，也是导致大体积混凝土产生裂缝的一个重要原因。在混凝土凝结硬化过程中，早期温度上升快，内部产生的膨胀受到约束而形成压应力。而混凝土浇筑完成后，如未采取保温措施，表面温度急剧下降产生拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度，就容易产生裂缝。

（3）混凝土收缩变化的影响。混凝土中胶凝材料的硬化对水分有一定的需求。根据工程试验，大体积混凝土施工的最佳需水量约为20%。当大体积混凝土所需的施工用水达到饱和状态时，剩余的水分会不断蒸发，使混凝土结构的体积发生一定程度的收缩。由于这种收缩是不规则的，表面干燥收缩快，内部干燥收缩慢，会使混凝土弹性模量快速增长，导致裂缝出现，直接影响整个混凝土结构的穩定性和耐久性。胶凝材料的种类、配合比、施工工艺等方面都会不同程度地影响大体积混凝土的收缩变化。

（4）支架、模板的影响。在混凝土未达到规定强度之前拆除模板、支架，或者是由于支架、支撑变形下沉，都容易造成混凝土的裂缝和破损。

3 大体积混凝土施工技术要点

（1）选择合适的施工方案。在建设工程施工前，要制定专门的大体积混凝土施工方案，从施工准备、混凝土的拌制及运输、混凝土的浇筑及养护、温控措施、拆模等方面进行分析，并将每道工序的技术要点对相关人员进行交底，建立岗位责任制和交接班制度，为现场施工质量提供有力保障。

（2）准备工作。大体积混凝土施工准备主要有三个方面。首先是材料的准备。大体积混凝土所需的各项材料应满足规范要求。二是施工工具。这部分主要针对施工过程中需要的相应工具。如：振捣棒、铁锹、水泵等工具。在浇筑混凝土之前，这些工具应由专门人员准备和检查，以保证施工需要。三是支架和模板应进行承载力、刚度和整体稳定性的验算，在使用过程中要采取保证安全稳定的措施。

（3）优化混凝土配合比。在大体积混凝土施工前，相关施工人员需要计算混凝土配合比，并进行试配。混凝土制备前，宜进行绝热升温、泌水率、可泵性等对大体积混凝土裂缝控制有影响的技术参数的试验，并在施工过程中根据工程实际情况合理优化混凝土配合比，进一步保证混凝土质量。在广渠路东延工程施工前，通过比选，我们确定了三家商品混凝土拌合站，并对混凝土配合比的施工性能和强度进行验证，满足现场混凝土施工需要。

（4）混凝土搅拌及运输。混凝土搅拌是大体积混凝土施工中一个非常重要的环节。要求操作人员对混凝土搅拌设备定期检查，及时排除隐患，保证设备能够正常运转。要严格按照混凝土的配合比和规定的搅拌时间进行操作，搅拌时间过长或过短都会对混凝土质量产生影响。施工单位需要合理规划混凝土的运输路线，确保混凝土能够及时运输到施工现场。混凝土运输过程中严禁加水，并根据施工现场实际情况采取防晒、防雨和保温措施。应配备专职人员盯控混凝土生产和押运混凝土，保证到达现场的混凝土满足施工需要。混凝土到达现场以后，应尽快浇筑，防止混凝土离析。

（5）混凝土浇筑及振捣。混凝土应分层浇筑，在下一层混凝土初凝之前浇筑上层混凝土，保证混凝土的连续性和整体性。根据结构的尺寸、钢筋配置的疏密程度、混凝土的供应情况、现场施工条件等因素，浇筑方式可以分成三种。一是全面分层浇筑。这种方法是按每层依次施工。上层浇筑完成后，可浇筑下一层，时间间隔合理。该方法主要适用于一些结构平面尺寸较小的工程。二是斜面分层浇筑。这种浇筑方法要求斜面的坡度不大于1/3，主要适用于长度为其厚度3倍的建筑结构，浇筑过程自下而上进行。三是分段分层浇筑。这种方法是从底部开始浇筑，然后在一定距离后浇筑第二层，依次向前浇筑其他各层，由于总层数较多，当浇筑完成后，第一层末端混凝土尚未凝固。主要适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，长度比较大的工程。不论是哪种浇筑方法，施工过程中都严禁加水，散落在外的混凝土严禁二次利用。

大体积混凝土的振捣应采用二次振捣工艺，应能使模板内各个部位混凝土密实、均匀，不应漏振、欠振、过振。按照分层浇筑厚度振捣密实，使用振捣棒时，应遵循“快插慢拔”的原则，其前端插入上一层混凝土的深度不小于50 mm。当混凝土表面无明显缺陷、有水泥浆出现、不再冒气泡时，应结束该部位振捣。

（6）混凝土养护。大体积混凝土的养护过程，关键是要采取保温保湿措施，以便控制混凝土的内外温差，防止混凝土裂缝的产生和发展。混凝土浇筑完成后，应在初凝前进行覆盖或喷雾养护。在广渠路东延工程中，我们采取塑料薄膜和土工布双层覆盖的养护工艺，安排专人定时洒水，保持混凝土表面湿润，保证混凝土逐渐降温，有效控制温度应力，减少了混凝土裂缝的产生。混凝土养护应按浇筑的时间顺序进行，避免养护不及时，养护时间不少于14天。

（7）温度监测。大体积混凝土浇筑前沿浇筑体厚度方向，应至少布置表层、底层和中心温度测点，测点间距不宜大于500 mm，每50 m2设置一组测温点。指派专人测量和记录温度，测温频率应满足以下规定：1）第一天至第四天，每4 h不应少于一次;2）第五天至第七天，每8 h不应少于一次;3）第八天至测温结束，每12 h不应少于一次;当混凝土内外温差超过25℃时，应采取降温措施。混凝土浇筑体降温速率不宜大于2.0℃/d。当混凝土浇筑体表面以内40～100 mm位置的温度与环境温度的差值小于20℃时，可停止测温。在本工程中，我们采用了JDC-2型建筑电子测温仪，搭配长度为0.5 m、1.0 m、1.5 m的测温线进行温度监测。在混凝土浇筑前将带有测温探头的测温线用钢筋紧固，避免施工过程中导线被损坏移位。混凝土浇筑完成以后，每天有专人定时进行测量，并绘制了各点温度变化曲线和断面温度分布曲线。在混凝土升温阶段，可适当散热，降低温升峰值;在降温阶段，可以调整保温层厚度，防止表面温度下降过快。通过温度监测和相应的温控措施，可以保证大体积混凝土充分凝结硬化，有效减少混凝土开裂现象，并为以后的工程施工提供了指导。

4 提高大体积混凝土施工质量的措施

（1）加强混凝土施工技术的管理工作。为充分保证大体积混凝土施工质量，需要明确施工过程中每一个操作细节，全面核实施工工艺和工程质量，每一个施工环节进行严格把关。此外，还可以根据施工现场的原材料和技术水平，对整个施工方案进行优化调整，确保现场施工。

（2）建立健全管理体系。为了提高大体积混凝土的施工质量，需要建立完善的管理体系，对各环节操作实施科学的标准化管理，降低質量问题的发生。在管理制度的建立上，一方面要注意诱导制度的完善。做好员工岗前培训，规范员工行为，提高专业能力，加强施工环节控制，以保证各项参数的准确性。同时做好上岗前的各项检查，要求施工人员落实安全防护措施，以对自己和单位负责的态度进行作业。另一方面要完善奖惩制度，充分调动员工的积极性，明确自己的操作要点，发挥主观能动性。

（3）加强过程监督。在大体积混凝土施工过程中，施工单位应组织专业人员负责过程监督管理，如发现施工过程有违规现象，应及时制止并纠正，确保工程质量。

5 结束语

采用科学手段优化大体积混凝土的施工工艺，是降低裂缝发生概率，保证施工质量的重要措施。在施工过程中，应建立完善的监督制度，重视过程监督管理，做好大体积混凝土施工技术管理和质量控制工作，对建设工程结构的稳定性和施工作业的安全性都有很好的指导意义。

参考文献：

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