建筑工程中大体积混凝土结构施工技术研究

张云龙

(中电建建筑集团有限公司，北京 100032)

1 大体积混凝土施工技术概述

大体积混凝土技术,是指混凝土断面尺寸大于1 m,防止施工期间出现水化热、温度应力的技术。在实际的施工过程中，该技术可以减少裂缝出现，同时提高建筑的整体质量，减少可能出现的形变问题，有效延长建筑物的使用寿命。

2 建筑工程混凝土裂缝种类

2.1 干缩裂缝

干缩裂缝的形成原因主要是受外界温度影响。混凝土中的水泥水化过程中会产生大量的热量。并且混凝土表面容易受到影响而形成细小的裂缝。特别是当混凝土的内部和表面温度不一致的情况下，会导致内部发生形变，从而导致拉应力增大，导致裂缝产生。干缩裂缝的外观常常为细小较长的缝隙，形状和特点不一致。干缩裂缝的出现会导致混凝土整体结构出现问题，影响到建筑物的使用寿命。

2.2 塑性裂缝

塑性裂缝多见于大体积混凝土结构，在建筑工程中，大体积混凝土结构较为常见，因此塑性裂缝也是影响建筑工程质量的主要裂缝种类。大体积混凝土在凝固以前强度较低，而这时如果混凝土的外部温度较高或者是空气较为干燥的时候，混凝土表面的失水速度就会过快，从而对内部产生较强的负压，造成塑性裂缝。可见塑性裂缝的产生与混凝土水分蒸发关系十分密切。

2.3 温差裂缝

温差裂缝顾名思义是因为温度差异过大而产生的裂缝，其最常见于大体积混凝土施工作业中。究其本质因素和水泥水化过程中放热有关。大体积混凝土用水泥较多，所以也是较为常见的裂缝类型。而改善这一问题的主要方式是做好养护工作。若养护工作没有做好则会导致外部温度过早低于内部温度。当内部散热远远慢于外表面时，温差会急剧较大，而导致温度应力产生。

2.4 施工裂缝

施工裂缝和材料、气候等关系不大，主要是人为原因导致的。例如：施工人员技术不过关导致施工工艺不符合相关标准；混凝土配比不科学等问题。所以为了避免施工裂缝产生，应当重视施工技术，施工前做好技术交底，并重视配比工作。

3 建筑建筑工程施工中混凝土裂缝的产生原因

3.1 环境温度变化

在大体积混凝，土浇筑时，形变的发生概率会随着温度的变化而变化，所以环境温度制约了混凝土浇筑效果。混凝土浇筑应避免在温差较大的时间点进行，避免可能出现的混凝土开裂的情况。除此之外，施工人员在浇筑大体积混凝土前，应当记录好未来一段时间的天气情况以及周边温度，若温度不适宜浇筑可以在工期不受影响的范围内暂缓浇筑，若工期紧张则可以采取方法避免温差过大，从而避免产生较大裂缝。

3.2 水泥水化热

水泥水化热是一种常见的情况。该过程会导致混凝土建筑物的温度提升，而且其内部的热量会持续积存下去。但是同时，外部低温情况会导致混凝土体的应力保持在低水平状态。在一段时间后，大体积混凝土水化热逐渐向外散发,使大体积混凝土弹性模量、强度明显增加。同时,大体积混凝土的收缩和冷却功能逐渐加强,所以导致温度应力提升，当达到临界点，即温度应力≥抗拉应力时，会导致裂缝出现。

3.3 钢 筋

钢筋导致裂缝出现的主要原因有两种，一种是钢筋材料不合格；另一种是混凝土材料受外界影响后导致的钢筋出现问题。具体为：钢筋保存不当，引起锈蚀出现。若依然用于建筑施工中，会导致结构膨胀而产生细微裂缝。其次，混凝土养护不当或者材料使用不当会导致内部拉应力提升，钢筋发挥效用，若混凝土的拉应力过大会对钢筋产生不利影响。从而导致裂缝进一步扩大。除此之外，还有很多不确定的因素导致钢筋出现问题，从而影响到裂缝产生。

3.4 混凝土徐变

混凝土徐变会导致混凝土产生裂缝。当结构中存在裂缝方向为纵向或者纵向倾斜时，要观察是否存在界面预压应力降低的可能。这一情况会导致变形扩大而进一步影响到拉应力，长此以往，会导致裂缝出现。

3.5 混凝土原材料

混凝土原材料的构成有：水泥、粗骨料、细骨料、其他添加成分等。这些原材料若发生质量问题会严重影响到混凝土的质量，可能引起裂缝产生。所以应当重视原材料的选择和购进，确保不出现质量问题。

3.6 工程设计

影响裂缝出现的原因，除了施工过程的因素外，和设计也存在一定的关系。设计师的设计要根据施工现场的地质条件、开发单位的设计要求等多方面完成设计工作。以水利工程的基础部分为例，若设计存在问题，可能造成地基不稳或者下陷等问题。若工程的基础承载力达不到要求，可能导致混凝土的受力不均，在剪力过大的情况下会导致裂缝产生。这也是沉降裂缝产生的原因。常规状态下，沉降裂缝的表现形式为贯穿的裂缝或者深入某位置的裂缝为主。但是实际是因为承载力不均匀导致。所以应当重视建筑工程的设计问题，避免因为设计不当而出现沉降裂缝等问题。

4 建筑工程施工中混凝土裂缝的防治技术

4.1 物理特性影响的预防措施

在混凝土裂缝预防工作中，要重视物理因素导致的裂缝产生。沉降裂缝和收缩裂缝，这两种类型是因为物理因素才出现的。所以针对这类裂缝，需要采取专门的措施应对。在预防收缩裂缝产生时，应当定期进行喷水作业，从而确保混凝土的湿度合格；避免收缩裂缝产生的手段还有减少振动。以上是收缩裂缝的预防。沉降裂缝出现的原因是含水率不合格，要保证最佳含水率。避免因为振动而导致混凝土产生分层。

4.2 对原材料加强管理

混凝土的组成成分非常复杂，这样原材料不仅决定了混凝土的性能和强度，而且部分原材料对于混凝土的裂缝出现起到重要的作用。例如水泥水化过程中会产生大量的热，这些热量若处理不当会导致温差裂缝产生。但是，若采用某些添加剂会降低裂缝出现的概率。所以应当针对不同的材料进行控制，根据建筑施工图纸和国家相关的标准进行施工和混凝土的配制。严格避免不合格或者不符合该施工条件的材料入场。以水泥为例，水泥分为不同的性能和标号，根据对混凝土的要求选择不同的水泥配制，所以材料采购人员应当做好市场调研工作，当拿到材料采购单时，应当将不同的材料分类，针对不同类型的材料展开调研，尽量选择性价比高的材料。除此之外，当材料入场前，应当要求材料供应商提交材料的厂家资质和相关检测报告，同时施工方应当将材料送到检测站进行检测。一方面确保材料合格，另一方面为竣工验收提供相关资料。最后，材料的保管工作应当根据材料的特性和储存要求存放。同时存放原材料的环境应当多加重视，因为不同原材料对环境的要求不同。例如钢筋的存放需要保持干燥和洁净，从而避免钢筋锈蚀和外表面污染。水泥存放必须保证环境的干燥，避免水分进入后水泥硬化。

4.3 控制混凝土施工时的温度、湿度

为了减少混凝土中裂缝出现的概率，同时减少质量问题，应当重视施工过程中混凝土的温度以及湿度，一旦混凝土施工时的温度过高，混凝土水分蒸发速度将非常快，此时，在混凝土搅拌时，可以添加一定量的水，降低混凝土温度，使得混凝土的湿度能够符合施工要求。例如：为了减少水分蒸发，可以采用在结构中预埋冷水管来避免温度过高引起的湿度不够的情况。

4.4 管理好混凝土的运输

在搅拌机中卸出混凝土材料以后，需要及时将混凝土运送到浇筑现场。在运输混凝土时，应当重视运输的时机，同时重视运输工作。在这一过程中，应当严格确保泵车的密封性，杜绝出现混凝土渗出的情况。并且避免发生混凝土离析等情况。

4.5 强化混凝土养护

在混凝土浇筑作业结束以后，施工人员一般要在浇筑结束以后的12 h以内进行混凝土养护。在养护处理的过程中，一般会将泡沫、麻袋和塑料薄膜覆盖于混凝土表面，还需要开展洒水养护。混凝土的养护工作最低要7 d方可完成养护工作。如果在混凝土施工过程中掺加了缓凝型外加剂，则养护时间需在14 d以上。

5 建筑工程中大体积混凝土施工技术要点

5.1 混凝土制备

混凝土原材料的好坏对于建筑工程质量能否满足使用要求发挥了重要的作用。尤其是大体积混凝土建筑，需要保证混凝土的配比以及原料质量的合格。现如今，常规的大体积混凝土建筑施工过程需要利用BIM技术建模，或者利用造价软件计算需要的混凝土量，根据设计要求以及配比要求制备混凝土。另外，若建筑类型对混凝土有特殊要求也可以加入不同的添加剂，从而让混凝土具有更高的强度等特性。

5.2 浇筑施工

浇筑前，应当做好准备工作，控制好工程质量，避免因为操作不当而引起工程质量的不合格。首先，现场除了从事浇筑工程的有关人员外，其他人员不要处于浇筑现场；其次，在进行浇筑作业前，应当仔细检查混凝土模板是否安装合格，同时再次检查模板的质量是否存在问题；再次，做好混凝土浇筑施工方案，做到分层浇筑以及分块浇筑，在初凝后，方可进行后续浇筑工作；最后，浇筑混凝土的过程中不可出现中断，需要预先调配好混凝土，确保当天混凝土的制备量或者运送量可以满足浇筑要求。

5.3 温度控制

做好混凝土的温度控制，对于大体积混凝土建筑物的质量具有积极的作用。浇筑过程中，控制好温度，避免裂缝出现的几率，进而提高结构的安全性和稳定性。因为直接加水稀释会改变混凝土的性能，导致部分混凝土的强度或者其他特性达不到要求，而雾化法不会产生这一问题，这一方法可以在不改变混凝土性能的前提下改善混凝土温度。若采用人工控温，注意不要使混凝土冷却过快以及温度降低过多，因为这样会导致温度梯度上升，导致混凝土的强度受到影响，进而引起热裂缝产生。温度降低过多会导致混凝土温度差过大而导致温度裂缝产生。控制温度裂缝的方法有测温孔法,该方法是在混凝土墙体中分三层均匀布孔,然后在周围环境中布置测温点,然后对比两者的温度。另外,需要注意的是,测温仪测量时,应当多次测量并记录,严格按测温线的变化规律测量。

6 加强土木工程施工管理的建议

6.1 加强大体积混凝土配制

大体积混凝土的配比要根据多方面因素来综合考虑。其配比的依据之一为项目的实际情况,结构工程师根据建筑图纸计算出混凝土的强度等特性。之后,实际施工中,可以将混凝土的要求告知拌和站,然后由其在规定时间内泵送至施工现场。若施工现场条件允许,采用现场搅拌混凝土的方式进行混凝土配制。但是总体来说需要确保混凝土的质量满足设计要求以及使用要求。除此之外,若采用现场搅拌混凝土的方式,需要严格控制砂石、水泥、水等原料的质量和配合比。

6.2 做好材料管理和采购工作

材料管理工作是保证大体积混凝土施工质量的重要因素。所以,做好材料的市场调研工作,在材料入场时应当要求供应商提供质量合格的检验报告、信用等级以及出厂资质等资料。并且,现场管理人员应派专人负责材料的保存、验收和登记工作,可以采用信息化管理模式,将材料分类保存,并且在管理过程中可以充分利用信息化管理软件开展管理,这样便于材料的统计、使用和了解材料的剩余情况。另外,采购人员在采购材料时,应当重视性价比,在保证材料质量的前提下减少成本,从而在满足施工质量的前提下提高企业的经济效益。

6.3 加强施工现场的管理

做好现场管理工作对于施工场地负责人了解现场实际情况,确保施工质量有着积极的意义。所以,现场负责人应当建立一支专业的管理团队,并完善施工组织方案和现场管理制度,从而达到施工有依据,管理有根据。方便管理人员根据施工进度和实际情况安排不同工种的施工人员,也有利于管理好施工现场。同时,应做好应急预案以及安全预案,防止施工过程中发生各种安全事故或者因为施工不当产生的安全隐患发生。加强安全文明施工的重要性,做好安保措施。

6.4 提高施工人员的综合素质

施工人员的综合素质的培养依赖于长期的培养,培养过程不仅要对施工人员日常施工积累的经验,而且要加强相关专业的培训,形成系统的知识体系，从而让施工人员养成安全文明施工的好习惯,如要求其上工佩戴好安全设施;施工现场不得吸烟饮酒等。同时施工企业可以定期开展施工技术分享会,让经验欠缺的工作人员在会上提出疑问,由公司的专家或者其他施工人员解答,从而提高团队的默契度以及个人的专业能力。

7 结束语

随着大体积混凝土施工技术的应用，让建筑行业的质量有了质的飞跃。混凝土材料在耐压和抗旱方面具有较大优势,被广泛应用在建筑材料中。但是在混凝土配置、浇筑和振捣过程中,各种外界因素变化都会对大体积混凝土施工造成一定的影响,容易导致混凝土项目出现裂缝等病害。因此，大体积混凝土技术的应用为减少了裂缝的出现,保证了施工质量。

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