“几”字形大体积混凝土施工技术分析

韩 剑

（浙江天工建设集团有限公司，浙江 绍兴 312000）

0 引言

对于建筑工程项目，在施工时多采用大体积混凝土结构，此种结构形式具有较高的强度，能够确保施工质量，被广泛运用在建筑施工领域。与一般混凝土结构相比，大体积混凝土结构需要用到大量材料，并且施工截面相对较大，因混凝土材料容易发生水化热作用，受到温度变化的影响，会增加混凝土结构裂缝。本文通过分析大体积混凝土结构施工特点，对“几”字形大体积混凝土施工技术加以完善，从而提高其施工质量。

1 大体积混凝土施工技术特点及裂缝成因

1.1 施工技术特点

对于大体积混凝土结构而言，其施工面积大，内部温度比较高，如果外部环境温度比较低，就会导致混凝土结构内部出现水热化作用，从而导致混凝土裂缝。为减少结构裂缝，在进行大体积混凝土结构施工时，要合理运用施工技术，从而提高总体施工质量。大量研究发现，在进行大体积混凝土施工时，在进行浇筑后要在完成初凝之前确保一次性完整浇筑，同时对混合料进行科学配制[1]。在完成大体积混凝土结构施工后，为确保施工质量，还需要加强养护，从而减少结构裂缝。

1.2 裂缝成因

（1）温度裂缝：由温度变化所产生的结构裂缝，在特征上比较明显，一般情况下，温度变化越大，所产生的结构裂缝越多。从分布情况看，建筑物阳面温度裂缝往往多于建筑物阴面，且两端位置裂缝分布比较多且严重。从垂直结构看，顶层的温度裂缝数量要多于墙下。当温度发生明显改变后，不仅会导致混凝土结构出现变形，同时也会增加外纵墙体相连部位开裂风险，并逐渐向外墙延伸，呈“斜八字”形态。从上述情况看，应力相对集中的部位更容易出现温度裂缝。而导致温度裂缝的主要原因在于温度差变化较大时，混凝土材料内部会发生应力变化，易在交界处形成温度裂缝。对于顶盖位置，阳光直射面积比较大，温度差可能达到10～15℃，进而产生温度裂缝[2]。

（2）收缩裂缝：收缩变形所引起的混凝土结构裂缝，早期发展速度快，经过一段时间后，干缩变形作用逐渐减小。但是，混凝土材料收缩后，如果管理不当，导致结构受潮或遇水，还会出现膨胀，脱水处理后还有可能出现二次变形，虽然此过程收缩率已经远远不如首次干缩大，但是仍然会对建筑物本身混凝土结构产生较大影响。观察发现，由结构干缩所造成的收缩裂缝，其分布范围比较广泛，裂缝程度比温度裂缝更加严重。但是，与温度裂缝“斜八字”形态不同，收缩裂缝主要呈“倒八字”。出现收缩裂缝的原因与混凝土材料有直接关系，水泥水化过程本身就会产生收缩反应，加之化学收缩的影响，材料水分逐渐消失后，就会出现收缩裂缝[3]。混凝土砌块、灰砂砖组成的混凝土材料，水分减少会导致引力增加，进而出现材料变形，但是这种变形完成速度比较快，温度和湿度变化、材料用量不当等因素均在收缩裂缝形成中产生一定作用。

2 “几”字形大体积混凝土结构工程实例

2.1 工程概况

以某建筑工程项目为例，对混凝土施工技术进行探讨，该工程为某建筑停车楼工程，采用“几”字形大体积混凝土结构，位置在停车楼外墙外侧，一共3座。该工程“几”字形结构形式所采用的框架结构为双曲面，采用等高线曲面进行找坡处理，具体结构形式见表1。

通过对上述“几”字形结构形式的分析，其结构特点会增加标高控制难度，且具有一定的施工安全隐患。

2.2 施工难点分析

（1）模板施工难度大：等高线曲面结构具有大坡度、多曲面的特点，从表1可以看出，多曲面柱最大水平夹角高达70°，在进行模板施工时，标高控制难度大，在进行测量时，存在曲面标高控制与找形困难。为降低大体积混凝土施工难度，结合设计单位所确定的标高控制点，建立BIM模型，并在施工现场测放等高线（13条）和标高控制点（40个）。与此同时，需要采用三维扫描仪扫描模板，结合扫描所得数据，与模型数据进行比较[4]。

表1 该工程“几”字形结构双曲面形式主要指标

（2）浇筑施工难度大：该工程采用大跨度斜梁，梁高最大为17.5m，跨度最大达到25 m，这在一定程度上会增加模板支撑体系自身的密度。与此同时，通过表1中数据可以看出，空心混凝土柱需要采用大体积混凝土浇筑，不仅会增加标高及找形的难度，同时也具有一定施工安全隐患。不仅如此，通过观察认为，该工程为“几”字形混凝土结构，由于弯折位置形态主要为弧形，角度大，并且分布一定数量的主筋，受到弧度和钢筋密度的影响，导致钢筋、模板安装困难。

（3）混凝土振捣难度大：对于“几”字形混凝土结构而言，其主要构造形式特点为中空，外侧为环形的空心斜柱薄壁，壁厚为200mm，内部设有暗梁、斜柱，在进行混凝土施工时，此种构造会增加混凝土振捣工作难度，一旦存在施工不当，将无法确保混凝土振捣作业的施工质量。

3 “几”字形大体积混凝土施工技术要点

3.1 辅助放样

结合该工程施工设计图，建立BIM新型模型，绘制“几”字形混凝土施工模型，现场测量放样以信息模型中所提取的点位数据为主（如图1所示）。与此同时，点位坐标提取后，采用全站仪进行现场测量放样，结合施工设计图，连接点位坐标，形成梁位线网。为了准确将标高引测到柱钢筋上，采用水准仪进行校对，然后将引测后的位置作为标高的控制线。梁板位置的确定需要结合梁位线，同时根据标高控制线对梁底部标高进行确定。该工程受到“几”字形结构的影响，不同位置梁标高存在一定差异，因此在设计坐标时，需要将几字梁各处标高与坐标进行一一对应，保证标高准确。在进行正式施工时，对标高位置进行实时复核，防止出现累计偏差而影响总体混凝土施工[5]。

图1 混凝土结构标高、等高线点位平面示意图

3.2 模板加固

该工程“几”字形结构中，梁与柱的结合位置采用弧形断面处理方式，在对空心斜柱模板进行加固时，为保证模板垂直度与整个模板体系的稳固性，对于斜柱段模板体系的加固，斜柱上部、侧边采用Ф16钢丝绳，以斜拉加固方式为主，斜柱下方则使用钢管进行斜撑（如图2所示）。

图2 斜柱模板体系加固示意图

各层楼板、边梁埋设连墙预埋钢管，间距控制在900mm，并且与上层支撑架体进行连接。为保证弧形断面能够达到施工设计的弯折弧度，利用BIM技术模型，将架体空间坐标导出，然后采用胶合板模板（厚度为15mm）进行加固，加固面每隔50mm开设一个8mm的槽，弯折到适宜弧度，然后于次龙骨上进行固定[6]。

3.3 钢筋弯折

从该工程实际情况看，由于弯折弧度形式比较多，且弯折位置分布一定数量主筋，如果按照传统方法（即预制加工、现场安装）进行施工，会增加施工难度。因此，在进行弧形弯折段钢筋二次弯折时，准确计算各分段坐标，确定各节点情况，计算出每段弧线长度，为主筋加工控制提供一定依据。

3.4 混凝土浇捣

在进行混凝土浇筑时，为提高浇筑质量，减少裂缝，于弧形弯折段模板位置开槽拼装，同时对斜梁混凝土浇筑技术进行改进，混凝土振捣以“内振捣”为主，“外振捣”为辅，这对于超高倾斜薄壁混凝土结构的浇筑和成型具有明显帮助，这是因为外振捣装置安装在模板底板，在底板与模板产生振动效应，通过振动效应间接传给混凝土，使混凝土浇捣更加密实[7]。为保证该工程大体积混凝土浇筑质量，需要在浇筑前观察标高控制点布设情况，无问题后进行浇筑，并且在浇筑前要对混凝土坍落度进行现场试验。

4 施工效益分析

该建筑工程采用“几”字形大体积混凝土结构，为保证混凝土施工满足要求，在实践过程中，采用BIM技术对工程量进行确定，并且辅助完成放样，不仅及时生成“几”字梁控制点坐标，同时也能进一步明确标高位置，在降低人工计算的同时，也在很大程度上避免施工误差。同时，在模板施工时，采用“钢管斜撑+钢丝绳外拉”形式对其进行加固处理，经过后续检测证实，斜梁模板支撑结构自身稳定性得到强化，同时确保了模板施工的安全性。该工程结合实际需要，改进大体积混凝土结构施工技术，确保“几”字形曲面超高超大结构施工安全，且施工进度控制在合理范围之内，施工质量有保障。从后续使用监测情况看，该工程混凝土施工符合要求，温度裂缝和收缩裂缝得到有效控制，具有良好的施工效益，可借鉴其施工经验对混凝土结构施工技术进行相应推广。

5 结束语

综上所述，在建筑工程项目施工中，大体积混凝土施工难度比较大，为减少混凝土结构裂缝，在施工过程中不断对施工技术进行改进，从而保证施工质量。本文结合某“几”字形大体积混凝土结构建筑工程项目，通过分析其施工难点，总结混凝土施工要点，并对施工过程中注意事项加以分析，目的在于尽量减少混凝土结构裂缝，并且降低潜在的施工风险，规避混凝土结构施工问题，切实提升超高建筑工程项目总体施工效益。作为施工技术人员，要以建筑行业转型为契机，结合不同项目实际情况，不断对混凝土施工技术加以改进，为建筑工程领域发展创造更多可能。