建筑工程中大体积混凝土结构施工分析

2022-11-22张华雄山西三建集团有限公司

门窗 2022年5期

张华雄山西三建集团有限公司

1 前言

大体积混凝土施工技术的应用，需要注重创新性研究，更好地结合全新的材料和工艺，在建筑工程质量方面展现出更为卓越的发展效果。在施工过程结合建筑工程施工技术特点，综合评估大体积混凝土技术的施工要点，将混凝土质量设定为施工环节需要重点关注的内容，考察坚固度以及应用寿命，分析裂缝出现对建筑物产生的制约，更加全面地探究建筑工程建设过程以及结果，即充分关注建筑物裂缝问题，降低对建筑工程质量的负面影响。

2 大体积混凝土概述

大体积混凝土已经十分广泛地应用于建筑工程中。大体积混凝土有着便捷的操作过程，随着建筑工程建设规模不断扩大，其应用会得到进一步推广，尤其是建筑基础设施中，更能够发挥出大体积混凝土结构的优势。但是在具体实践中，大体积混凝土自身有着较高的体积和重量，也有相对较高的施工难度、厚度，只有确保施工工艺流程科学合理，稳定连续地完成浇筑工作，并且合理使用添加剂、合理配置原材料，才能保证大体积混凝土浇筑的质量。

在完成浇筑作业后，自然环境、自身结构等因素的影响还会导致大体积混凝土结构出现不同类型的问题，比如内部聚集大量水化热，无法及时释放出来，导致在固化过程中混凝土温度升高过快，产生严重的水分流失问题，引发干缩裂缝，威胁大体积混凝土整体结构质量；又如大体积混凝土内外温差过大，导致内外体积变化不同，发生温度裂缝。施工技术人员只有科学地制定处理方案，加强日常管理维护才能保证大体积混凝土施工质量，才能尽量避免发生建筑物裂缝。

3 大体积混凝土的施工原则

为确保大体积混凝土施工符合质量要求，需在施工期间遵循以下几点。

（1）诸多水化热会在混凝土凝固期间形成，此时若因结构过厚而形成内外温差较大问题，势必会影响到大体积混凝土结构的稳定性。对此，为有效控制水化热，需做到依据现场情况合理控制浇筑速度。

（2）材料选择与大体积混凝土结构质量控制之间存在直接联系，所以需严格按照设计标准控制各材料性能、质量，并保证水泥材料品种、标号的选择契合大体积混凝土施工需求。

（3）因模板构建存在差异性，所以需采取针对性控温措施来降低大体积混凝土内外部温差。在具体施工中，要求人员依据现场情况的分析，构建契合结构施工要求的模板。

（4）材料配比控制是否合理，与大体积混凝土水化热的产生存在直接关联。对此，需做到在施工前进行最佳配比的多次适配，结合实验室试验优化混凝土配比，以期通过水灰比的合理控制来抑制水化热的形成，进而降低后续出现大体积混凝土开裂、裂缝现象的概率。

4 建筑工程中大体积混凝土施工裂缝的因素

4.1 水泥的水化热效应

1kg水泥能释放500J的热量，对于大体积混凝土来说，当使用350kg～500kg 水泥后，其释放的热量能够达到175000J～250000J，将在很大程度上提升混凝土的内部温度。除此之外，大体积混凝土的体积很大，一旦散热不良，就会出现温差。然而，在实际浇筑时，由于建筑混凝土表面具有一定的散热功能，因此这种温差现象不会马上呈现，而是在3d 后达到最高温差，进而影响整个施工质量。

4.2 外界温度变化

外界温度对混凝土表面温度的影响是巨大的，温差较大或者温度变化幅度较大，都会导致混凝土出现裂缝。此外，混凝土的散热效果会受到环境温度的影响。温度过高或高温持续时间较长，都会影响散热效果。

4.3 混凝土的收缩

水泥硬化时，往往需要吸收混凝土中20%的水分，而剩下的水分则会逐渐蒸发，这会导致混凝土的体积逐步减小。也就是说一旦混凝土无法保持饱和状态，其体积就会减小。此外，当混凝土处在一个湿度变化较大的环境中时，混凝土的体积也会受到一定的影响，进而造成一定的施工问题。

4.4 混凝土材料及成分

在房屋建设过程中，大体积混凝土的应用十分广泛，但大体积混凝土施工技术的难度较大、专业性较强，工作人员需要加大大体积混凝土施工管控力度。为了全面保证大体积混凝土质量符合房屋建筑要求和标准，工作人员需要严格控制混凝土的配制过程，同时，混凝土材料及其成分也是造成后续裂缝的关键因素。在配制混凝土的过程中，工作人员需要控制原材料的质量，从根本上提高大体积混凝土质量。

5 建筑工程中大体积混凝土结构施工技术分析

5.1 完善配合比设计方案

该工程采用大体积混凝土浇筑施工技术，考虑到基础表面、施工缝以及温度缝等问题，将处理方案制定出来，便于出现问题的时候及时处理。根据工程施工方案选择混凝土材料，同时还要对混凝土配合比合理设计。在设计大体积混凝土配合比的时候，要符合以下几项要求。（1）混凝土的配合比要能够满足本工程施工设计强度要求。商品混凝土所采用的各种材料，包括骨料、水泥、外加剂以及水等，要符合有关规范及相关规定。混凝土进入施工现场之前，施工单位应派专人检查商品混凝土公司相关进场材料的检验报告是否符合质量要求，且不定期派人去搅拌站抽查。（2）混凝土要加大和易性，将水泥的水热化程度降到最低。（3）施工对混凝土各方面都会有要求，要充分了解诸如建筑物的耐久性以及建筑物的强度等，还要掌握对构件尺寸的要求，对砂石粒径以及水泥品种的要求等。（4）水资源的使用量和水泥的使用量都要相应地减少，使工程投入的资金减少。（5）要充分考虑施工时间、施工温度影响工程质量的情况，与相应的配比数据相结合，用搅拌机实施集中搅拌，将施工中需要的大体积混凝土材料准备好。要充分认识到混凝土浇筑施工中，混凝土配制是基础环节。混凝土材料的成分要符合规定的标准，做到科学配比，否则会影响混凝土材料的理化性质。在选择大体积混凝土材料的时候，要对施工的各种要求综合考量，保证配合比例合理。混凝土材料经过拌合之后，坍落度不能超过180mm，含水量不能超过170kg/m3，含砂率介于38%～45%之间；水胶比低于0.45。对混凝土性能的确定，需要经过60d、90d的强度验收，以评定结果作为标准。

5.2 优化混凝土浇筑施工

为了保证大体积混凝土施工作业顺利完成，需要提前编制施工计划，做好分层浇筑。在规模较小的建设项目中适合选用分层浇筑施工技术，按照从下到上的原则完成混凝土浇筑作业。如果选用分段浇筑方法同样需要提前制定浇筑计划，在表面积较小、厚度值处于中等规模的建筑项目中适合应用分段浇筑方法。无论使用何种浇筑方法，在具体实践中都容易受到多方面因素的影响，比如施工现场、设备、机械等。

分段浇筑方法在大规模建筑项目中并不适用，技术人员在具体施工中要按照工程实际需求规划施工方案，按照从下到上的原则逐步、分段完成施工作业。大型建筑工程项目表面积和体积通常比规定标准值超出数倍，技术人员在开展大规模建筑项目混凝土浇筑方案制定中，要充分做好每个施工细节的控制，按照混凝土边坡的高距比为1∶3的标准进行严格控制。

分层浇筑法是大体积混凝土浇筑优先选用的方法。在泵送混凝土过程中，通常按照不超过50cm 的标准控制每层浇筑厚度，如果采用的是非泵送方式，可以按照不超过30cm的标准控制每层浇筑厚度。在具体实践中，要根据混凝土浇筑温度要求做好施工缝隙合理设置，安装好预埋件，做好钢筋施工等作业，尽量将施工缝设置合理。

技术人员还要注意严格控制混凝土一次浇筑长度，避免内部水化热集聚过多发生干缩裂缝、温度裂缝，要尽量将大体积混凝土温度应力减小，科学准确地计算混凝土工程量，做好施工工序的合理安排。应当加强监督大体积混凝土施工过程，提高混凝土浇筑作业质量。

首先，要明确混凝土运输到现场的具体时间，提前安排好人员、设备、现场交通等条件，保证混凝土材料到场后能够快速进行浇筑作业。其次，要严格控制混凝土坍落度，确定是否存在离析等质量问题。在浇筑过程中，技术人员要注意观察混凝土材料的质量，确定是否存在结块等不良问题。如果发现质量问题，要暂停施工，排除不良材料。在下层混凝土凝固前及时浇筑，避免发生断层。最后，要坚持连续性原则，尽量避免中途暂停施工，如果不得不暂停作业，要注意在混凝土凝固前继续浇筑，并且充分振捣，保证上下层能够充分融合，不会发生缝隙。

5.3 大体积混凝土施工振捣技术

振捣是混凝土施工完成后的一项重要工作，这项工作的目的是防止建筑出现裂缝。在施工过程中，无缝施工技术的优势十分明显，一方面，工作人员应用振捣棒振捣时，应严控振捣时长，避免影响大体积混凝土的性能；另一方面，工作人员应基于真实状况分析建筑的预应力，有效提高其整体强度，防止工程主体出现裂缝，进而确保房屋建筑质量。

5.4 混凝土温度控制工艺

（1）科学控制沙石材料的温度。夏季，沙石材料应当避免阳光直射，不能放到冰水中降温。（2）浇筑工作结束后，工作人员应做好保温工作，防止混凝土因拉伸强度不均匀而出现裂缝。（3）定时检测温度。在温度测量过程中，工作人员应采用电阻形式的温度计来测量混凝土的温度，并且合理布置温度测量点，确定基本温度后进行相关标记，绘制混凝土强度与温度的关系曲线。测量温度的工作人员必须根据实际情况来测量混凝土的温度，并且记录具体的温度，随后由技术人员分析温度，制定相应的管理措施和施工措施，严控混凝土的温度。

5.5 混凝土养护技术

大体积混凝土结构有着更为严格的养护要求，若养护作业开展不到位，轻则导致大体积混凝土结构频繁出现裂缝缺陷，重则导致结构形变，进而影响到房屋建筑整体运行稳定性。施工人员在养护阶段强化塑料薄膜覆盖、洒水等养护工作开展。在塑料薄膜覆盖时，要了解周围环境温度、天气条件等，切不可出现不分析现场情况直接覆盖的现象。并依据对混凝土初凝情况的分析，将养护作业周期控制在28d范围内，待混凝土强度达标后进行覆盖薄膜的逐步拆除。

因该工程大体积混凝土施工处于夏季阶段，为避免过高的环境温度影响到混凝土凝固效果，要求视情况开展冷水喷洒作业，并在浇筑前进行冷水管道的埋设，以便在养护阶段通过冷水循环促进混凝土内外温差控制。

此外，为避免过高的水化热影响到大体积混凝土结构性能，要求养护人员做到在养护期间定期测温混凝土结构，借助电阻性温度计仪器来监测混凝土结构的内部温度变化，实时掌握养护阶段混凝土内外温差变化情况。同时，要依据温度测量结果开展针对性养护作业，以期通过科学养护加强对混凝土结构力学性能的控制，保证其施工质量符合标准要求。

5.6 做好混凝土温度管理

大体积混凝土浇筑过程中，应设置电子测温仪，测温点应合理布置，设点位置应与测温设计图一致，沿高度分别埋置在底部、中部和表面，平面内应布置在边缘和中间，测温管绑扎应牢固可靠，并做好现场标记。电子测温仪为主要温度检测器材，能够保障温度监控测量的实时性，提升温度数据的真实性和灵敏度。温度检测应连续进行，当出现异常情形时，必须采取积极的处理措施，将混凝土裂缝出现的可能性降到最低。

大体积混凝土的温度是一项重要指标，施工过程应重点监测内外温差、降温速度以及环境温度数据变化分析，严格控制指标不超过允许范围。发现温测指标异常，应及时采取措施调整。（1）夏季施工环境温度较高时，应严格控制混凝土的入模温度，应尽量避开中午高温时间段浇筑，若是条件不允许无法避免时，应采取适当降温措施。例如，在混凝土搅拌阶段，通过降低原材料温度或者掺加冰块降低混合料的温度。（2）冬季施工时，可采取覆盖保温材料、喷洒热水等方式，提升混凝土表面温度，通水降低内部温度，减少内外温差和降温速度，以此避免出现温差裂缝。（3）内部温度较高时，可通过预埋的冷水管，通冷水降低内部温度，以确保温差指标正常。