大体积混凝土施工技术管理在建筑工程中的应用探讨

2023-08-08黄佑军

智能建筑与工程机械 2023年5期

黄佑军

摘要：在建筑工程大体积混凝土施工过程中，必须充分结合现场，严格控制好材料、温度和裂缝，采用标准化施工技术，实现高质量施工。就大体积混凝土施工技术管理在建筑工程中的应用特点进行了归纳和总结，从施工准备工作、分段分层浇筑、振捣、表面处理、沁水处理、保温养护、测温、后浇带处理、温度裂缝控制等方面，对建筑工程大体积混凝土施工技术管理要点进行了分析和探讨。

关键词：建筑工程；大体积混凝土；施工技术；管理应用

中图分类号：TU755 文献标识码：A 文章编号：2096-6903（2023）05-0068-03

0 引言

由于混凝土材料和混合料混合后会发生化学反应，体积和温度都会发生改变，极易引发裂缝等质量问题。在具体施工过程中，这类大体积混凝土由于内部发生水化反应，无法及时排除内部产生的热量，加剧内外温差，最终致使温度裂缝产生，也增加了施工的难度。在行业内，普遍认为高层建筑大体积混凝土结构属于较大结构，应通过有效手段减少、防治混凝土材料由于化学反应而扩大内外温差，以及内外温差带来混凝土变形、开裂现象，提升混凝土质量，保证其结构稳定[1]。

1 大体积混凝土施工技术管理在建筑工程中的应用特点

1.1 混凝土抗拉力较弱

混凝土结构抗拉强度仅达到抗压强度的10%，这主要是由于混凝土材料自身具有脆性。此外，混凝土结构硬化之后，变形、拉伸能力不够。而高层建筑大体积混凝土存在较大的结构断面，会使用大量水泥材料。浇筑混凝土后，水泥材料在与水接触之后因化学反应而产生大量热量。但是混凝土内部散热情况不好，会急剧增加内部的温度，使热量集聚在结构内部中。与此同时，混凝土表面的温度一般和室内温度持平，而结构外部的温度不同于内部温度，温差往往超过25℃。由于内外温差较大，造成混凝土体积出现温度变形。在这种条件下，大体积混凝土无法随意伸缩，拉应力增加，导致结构开裂，同时也会降低混凝土结构抗拉强度，破坏结构完整性，给建筑工程施工带来严重的安全隐患，影响施工质量。

1.2 大体积混凝土结构较为复杂

在建筑施工过程中，要合理设计大体积混凝土，必须充分对其断面尺寸、受力情况、基坑情况等作全面了解，避免最终设计方案不符合实际。由于大体积混凝土的刚度和使用的钢筋量不同，导致混凝土内部温度应力差异较大，在各个构件不同的部位出现断裂问题[2]。

1.3 大体积混凝土硬化情况较为复杂

使用大体积混凝土涉及多种材料，包括水、水泥、砂石、骨料和外加剂等，这些材料都属于非均质材料，也较为复杂。在硬化过程中，混凝土所处的环境因素不同，温度和湿度等存在差异，致使其硬化变形的分布不均。若水泥出现严重的硬化收缩，但砂石等骨料基本不变，由于受温度影响，水泥热膨胀系数较高，变形显著。混凝土在硬化过程中可能会出现不同的形变，在各种材料间产生约束应力，造成大体积混凝土粘着微裂，且同时骨料还会导致水泥微裂。

1.4 大体积混凝土水化反应导致内外温差较大

水泥材料和水会产生水化反应，进而散发大量热量。在混凝土硬化时水化反应会不断发生，大体积混凝土结构内部会受到热量产生的温度应力的持续影响。在高层建筑施工中使用大体积混凝土时，普遍会在上部进行荷载施工，由于重力的影响，加剧了上下部混凝土結构间的应力。当受到温差和应力影响时，混凝土拉应力发生较大改变，进而出现裂缝。

1.5 高层建筑对大体积混凝土的强度要求较高

高层建筑一般在地基等重要承重部位使用大体积混凝土，对其结构强度等级要求较高。高层建筑施工中在建筑基坑使用大体积混凝土时，因而所形成的条件不利于其内部散热。在施工中，这类混凝土结构复杂，大多数使用的是直径较大的钢筋，且钢筋数量较多，极大改变了混凝土的变形模量，造成混凝土在收缩和固化时，钢筋骨架表面上极易开裂。其形成的裂缝呈辐射状，不利于整体结构强度的提升[3]。

2 大体积混凝土施工技术管理在建筑工程中的应用要点

2.1 建筑工程大体积混凝土施工准备工作

第一，按照大体积混凝土施工要求，选择合适的水泥、骨料和外加剂等材料。使用的水泥必须满足施工强度等级要求，经过质量检验后进场，并做好试验调配。为提高工程经济效益，可在水泥中添加适量粉煤灰。选择直径不超过40 mm的粗骨料砾石和直径不超过30 mm的碎石，同时对骨料进行清洗，将泥土去除。粗骨料砂石要保证含泥量不超过3%[4]。

第二，做好现场技术交底工作。严格按规定设计混凝土材料的配比，结合现场实际确定试验配合，对混凝土水灰比进行合理调整，对混凝土坍落度进行有效控制。提前准备混凝土测温仪器和气象资料，搭建好浇筑平台和基坑脚手架。

第三，严格检查、验收大体积混凝土模板、钢筋。将模板、钢筋上的油污去除，清理杂物，并将标高线引测到竖向钢筋上，标记醒目的油漆字样。测量标记模板上的轴线，如存在问题立即做好加固。

2.2 建筑工程大体积混凝土分段、分层浇筑

高层建筑往往使用到的是几何结构较大的混凝土，为确保施工质量，大体积混凝土浇筑施工必须分层分段进行。每层浇筑1 m以内的混凝土，且每段混凝土浇筑50 m?。为确保混凝土温度稳定性，每次应当控制约1 h的浇筑时间，避免出现冷缝[5]。按照从低到高、由远及近的顺序进行浇筑，确保浇筑施工有条不紊进行。比如，在施工过程中第一次浇筑按照从后浇带东面开始，第二次浇筑从西面开始的顺序浇筑。或者第一次浇筑按照从南到北循环推进浇筑，第二次按照从南至北循环浇筑，保证浇筑施工从东西两面同时进行，直到完成最后施工。

2.3 建筑工程大体积混凝土振捣

为增加大体积混凝土强度，必须选派专业人员承担大体积混凝土振捣工作，充分考虑现场施工需求，准备插入式振动棒，并配合混凝土输送泵，将振捣带设置于浇筑带前后部位。在混凝土卸料点配置振捣带和坡脚处配置振捣带，分别用于上下部混凝土的振捣工作。为保证顺利完成混凝土浇筑施工工作，应当在卸料口部位振捣，振捣处应呈自然流淌的坡度，以避免混凝土出现堆积。同时对各项振捣参数进行严格控制，注意保持合理的间距和深度，控制好时间，防止混凝土和模板、钢筋等材料触碰。大体积混凝土振捣示意图如图1所示。

2.4 建筑工程大体积混凝土表面处理

高层建筑大体积混凝土高度较大，在做好振捣工作之后，其表面往往会覆盖一层水泥浆，导致混凝土结构表面存在凹凸不平，必须使用长刮尺，根据大体积混凝土标高，刮平结构表面，达到设计要求。在混凝土初凝前还要用木抹子搓平和模压，增强其表面强度，避免因固化而造成混凝土表面出现干裂纹。

2.5 建筑工程大体积混凝土沁水处理

在浇筑混凝土时若采用的是分层分段法，需要间隔一段时间进行浇筑，且振捣会导致混凝土浮浆或沁水。针对此，必须在混凝土的模板侧面底部设置排水孔，从该孔排出沁水产生的水分，同时利用污水泵等方法排除后浇带内多余的水分。大体积混凝土沁水处理示意图如图2所示。

2.6 建筑工程大体积混凝土保温养护

在浇筑施工之后2 h内，必须混凝土表面盖上塑料薄膜，再盖上一层厚实的棉毡[6]，进而为混凝土凝固和硬化奠定良好基础。在覆盖时，要确保全面盖住且不存在漏缝，再用一层塑料膜与三层棉毡覆盖于后浇带、筏板等边角部位。

2.7 建筑工程大体积混凝土测温

测温方案如下：底部用钢管封住，并将其埋进混凝土内，管头露出约30 mm，注意不得碰到钢筋等物体。监测混凝土内部温度升降情况，每2 h使用测温仪测量一次，当降温时，延伸时间到每4 h一次[7]。当内外温差逐渐扩大，则必须有效处理好保温养护设施，多次进行测温，待温差缩小后恢复正常。

2.8 建筑工程大体积混凝土后浇带处理

为使后浇带符合设计需求，可采取使用双层钢板网封堵两侧，再使用竖向钢筋和筏板钢筋在钢板网外侧进行点焊固化方式处理，保证在混凝土浇筑施工中避免发生漏浆现象。

2.9 建筑工程大体积混凝土温度、裂缝控制措施

水泥与水融合会产生化学反应，形成水化热，导致大体积混凝土出现裂缝，因此，必须严格控制温度避免这类问题。具有以下3点措施。

第一，严格选择水泥。混凝土混合料因尽可能选择水化热较低且具有良好稳定的水泥。为减少水泥用量，可掺加适量的粉煤灰，避免水化热现象的发生。在混合料配置过程中，还必须对粗骨料的级配进行严格控制，从而发挥外加剂的作用，以此减少混合料中所含的水分和水泥使用量，有效防止水化热问题。此外，在混凝土浇筑施工过程中，要掌控其入模温度，避免内外温差过大。可以通过低碱膨胀剂提高混凝土收缩量，降低温度应力带来的影响。为缩小大体积混凝土单体体积，可通过分块或分层等方式进行。使用后浇带时，应减少平均每次浇筑施工过程中混凝土蓄热量，进而降低热量继续，更好地控制温度。

第二，配置混凝土之前，要对粗、细骨料进行筛选。选定后的材料要进行清洗，使其混合充分，提高混凝土的抗拉强度和密实度，保证混凝土在硬化时减少收缩变形。采用二次投料等方式进一步增强混凝土结构强度和抗裂性能，确保在初凝之前，充分融合各个层级的混凝土，提升大体积混凝土整体性能。

第三，结束浇筑混凝土后必须对混凝土进行充分养护。采取有效的保湿保温手段，循序渐进降低大体积混凝土的温度和应力变化。当遭遇雨雪天气时，室内外温差较大，要将棉毡、塑料布等覆盖于混凝土之上，对温差进行有效控制，避免出现裂缝问题[8]。

3 结束语

在大体积混凝土施工过程中，面对各种复杂情况，必须充分结合现场，严格控制好材料、温度和裂缝，采用标准化施工技术，实现高质量施工。具有以下5个施工要点。

第一，对于大体积混凝土筏板基础，应当严格检查原材料质量，确定合理的配合比，选择双掺技术，将复合纤维膨胀剂添加其中，对混凝土收缩进行补偿，增强其抗拉性能避免出现开裂。

第二，合理布置场地，安排好人员分工，明确浇筑顺序。做好各项准备工作后，有条不紊按照顺序完成浇筑作业，以有效避免浇筑过程中出现不稳定事件。

第三，在施工之前，准确计算热工，对混凝土入模温度和内外温控进行严格控制。为更好养护混凝土，避免因温度问题而出现裂缝，必须充分结合现场温控情况进行有效养护。

第四，以分层浇筑方式，进行混凝土浇筑，增强混凝土在施工中的散热作用，避免在浇筑混凝土过程中增加对模板的侧压力。

第五，采取一定的措施缩小混凝土内外温差，有效进行保温保湿养护。结合现场天气情况，分析现场测温实时数据等，做好覆盖和洒水养护等，保温保湿工作必须建立在测温工作的基础上，以信息化手段为施工提供有效指导。

参考文献

[1] 田春明.房屋建筑工程大体积混凝土施工技术[J].四川建材， 2022，48（10）：139-140.

[2] 彭丹阳.筏板基础大体积混凝土项目施工质量控制研究[D].吉林：吉林大学，2017.