建筑工程建设中的大体积混凝土浇筑工艺

陈文达，范军，王译笙

（中交第三航务工程局有限公司江苏分公司，江苏连云港222000）

1 引言

随着建筑工程建设规模不断扩大， 大体积混凝土成为重点施工内容，在施工过程中，如不对大体积混凝土浇筑施工技术进行严格控制，极易导致裂缝出现，对建筑的承载力造成影响，从而影响建筑的使用寿命。 基于此，深入研究大体积混凝土施工工艺具有重要意义， 通过规范施工流程及各道工序的施工要点，保障大体积混凝土施工质量。

2 工程概况

某建筑工程地下建筑面积96 563.59 m2， 地上建筑面积133 423.16 m2，包含地上商业建筑面积5 968.69 m2、地上住宅建筑面积124 735.27 m2及地上服务配套建筑面积2 719.20 m2，整体建筑总面积达23 万m2。 工程建筑项目属于大体积混凝土施工，二级结构抗震级别，8 度抗震设防烈度，地下室为框架构造，地表各层均使用剪力墙构造，每层高度为3.9 m。

3 原材料及配合比

1）水泥：安定性合格、未受潮结块、未超出保质期的42.5级普通硅酸盐水泥，水泥进场时进行质量检验。

2）粉煤灰：为削弱施工阶段大体积混凝土产生的水泥水化作用，粉煤灰用量为30%的水泥掺量，用以替代部分水泥，避免因水化剧烈放热而开裂， 且合理应用粉煤灰还可缓解混凝土泌水现象。粉煤灰采用烧失量＜8%、SiO2含量＞40%、SO2含量＜3%的电厂Ⅱ级粉煤灰，对水泥无不良反应[1]。

3）粗骨料：连续级配的卵石或碎石，骨料整体需确保最大粒径小于最小钢筋净距的75%，低于1%的含泥量且不得掺有机质杂质。

4）细骨料：含石率＜8%、含泥量不超过3%、细度模量为2.3～2.6 的黑河中砂。

5）外加剂：初凝时间为10～12 h、终凝时间为14～16 h 的HS-Ⅱ和STYUI 微膨胀剂，外加剂的复合性能良好。

6）配合比：配料比的制定基于60 d 强度设置，并在符合工程强度标准的条件下力求降低水泥用量。 经过试验检验与分析后确定混凝土的配合比， 砂率控制在0.4～0.45， 水灰比＜0.6，精准控制坍落度，例如，通过掺入减水剂或调整砂率的方式控制大体积混凝土的坍落度， 但禁止在未经许可时便以加水的方法提高坍落度。 本工程C40 混凝土配合比见表1。

表1 大体积混凝土配合比（以C40 混凝土为例）

4 施工准备

1）基坑边布置泵机，检验泵机的位置、平稳性及运行性能。

2）根据建筑工程大体积混凝土施工要求配置运输车辆，各车辆均要挂设标识牌，注明混凝土的强度等级。

3）大体积混凝土浇筑施工量大，应由专员在现场进行内外交通疏导，优化施工秩序，保障车辆正常通行和人员正常施工。 混凝土供应商派驻1 名调度员至施工现场，加强管理与协调。 各台泵机均有1 台搅拌车等候卸料，保证混凝土供应的及时性[2]。

4）混凝土运输时间需在1 h 以内，在拌和站拌制完成且确认无质量问题后， 随即用混凝土搅拌运输车装车外运。 装料前，清理车辆的料斗，均匀涂刷隔离剂。 装料后，司机按照提前规划好的路线平稳驾驶车辆。 混凝土运输车的数量需充足，并与当地交通指挥部门及时沟通，创设良好的运输条件，及时有效地将混凝土运送到场。

5 大体积混凝土施工工艺

5.1 温度计算

温度控制是防止大体积混凝土开裂的重要前提， 需在浇筑前进行温度计算，根据计算结果采取温度控制措施。 大体积混凝土浇筑温度Tj的计算方法如下：

式中，Ti为混凝土出罐温度， 取20.8 ℃；Tq为室外平均气温用表示， 设置为30 ℃；A1为混凝土装卸温度损失系数， 共有3 次装卸，每次均取0.032，相加得0.096；A2为混凝土运输过程中温度损失系数，A2＝θτ1（θ 为混凝土运输过程热损失值，θ＝0.004 2；τ1表示运输时间，τ1＝30 min），经计算得A2为0.126；A3为混凝土浇捣过程温度损失系数，A3＝0.003τ2（τ2为浇捣时间，τ2＝20 min），计算得0.06。

ΣA＝A1＋A2＋A3＝0.282， 结合前述公式和取值进一步计算，得Tj＝30.1 ℃。

5.2 混凝土浇筑

为预防冷缝产生，大体积混凝土通常采用分层式浇筑，每层宽保持在1.0 m，600～1 000 mm 的层厚，50 m3的浇筑量，每层浇筑耗时保持在1 h 左右， 能够实现快速浇筑混凝土目的。根据“一个坡度、由远到近、由低到高”的原则浇筑混凝土，以后浇带为界，分别为南部与北部，依次施工，前者浇筑施工按自东南向西顺序进行， 后者按照从西北角开始向西的顺序进行浇筑。 建筑地下车库也以后浇带为界，分东、西两部分进行，每处均遵循南北同步浇筑的原则[3]。图1 为浇筑大体积混凝土时的顺序（1～3）示意图。

图1 混凝土浇筑顺序示意图

5.3 混凝土振捣

1）基于快插慢拔的基本准则进行混凝土振捣作业，对振捣点使用振动棒按顺序完成振捣， 各插点分布形式通常为交错或列式，维持300～400 mm 的间距。

2）大体积混凝土分层施工，在振捣本层时适当将振动棒插入下层50～100 mm 且必须在下层混凝土未初凝时完成。 振捣过程必须循序渐进，不得跳跃式振捣。振捣持续时长约30 s，实际持续时长需基于现场混凝土状态灵活调控，保证其表面不发生下沉，不出现气泡。

3）基于整体浇捣量，灵活指挥搅拌车至各泵位，迅速浇筑。 每台泵车进料量需反映至调度室，以便调度人员分析现状以及采取管控措施。

4）所有混凝土泵的出料口均布置3 台振捣棒，具体布置形式如图2 所示，设置位点分别在出料口、坡脚及斜面中部。出料口振捣能够使混凝土出现自然流淌坡度； 坡脚振捣有助于提升混凝土下部整体密实度。

图2 振捣棒布设位置示意图

5）混凝土由大斜面分层下料，每层厚度约为500 mm，每结束一层的下料后随即采取振捣措施。 为避免混凝土出现冷缝，施工过程需严格按照相关标准进行，以保障施工各部分的连续性与完整性。

5.4 混凝土表面处理

考虑到大体积混凝土的表层水泥浆具有厚度大、 易泌水等特点，应当使用三压三平技艺对其表面进行处理。 首先，使用拍板对混凝土表面进行压实处理，并利用长刮尺使其平整；随后，用铁滚筒碾压、滚平，操作次数根据处理效果而定，但必须在混凝土初凝前完成；最后，在混凝土终凝前，利用木楔进行压实与整平处理， 施加适宜程度外力使其上的收水裂缝闭合。 处理混凝土表面泌水需要人工将水引至低洼部位，待汇聚后利用小变频水泵， 将水排至附近排水井。 混凝土浇筑完毕后，利用长刮尺、木抹子等工具对其进行平整化处理，确保在4～8 h 内清理其上浮浆，避免其产生龟裂纹。 混凝土表面处理应及时进行，禁止混凝土初凝后仍存在裂纹或其他缺陷[4]。

5.5 混凝土的测温

1）大体积混凝土浇筑体测温点布设：测温点基于浇筑体几何结构进行布设，要求每处测试轴上测温点数目多于4 处；测温点沿浇筑体厚度方向进行布置，即分别在中部、底面及外表面设置对应测温点，保持各测点相距小于60 cm；测温点设置在浇筑体底面往上的50 mm 处，用以量测底面温度；测温点设置在浇筑体外表面往内50 mm 处，用以量测外表温度。

2）测试元件进行安装之前，需提前在水深1 m 处浸泡测试24 h；为各测温点布设测试元件，采取固定措施，与金属体绝热，所有测试元件必须稳定可靠；对测试元件的引出线布置方式采用集中化，便于防护。 混凝土浇捣时加强防护，避免测温元件及引出线偏位、受损。

3）测温频率为每昼夜不少于4 次，实测数据表明温度有异常变化的发展趋势或遇到现场环境温度偏高等特殊施工条件时，增加测温频率；入模阶段，每台班确保进行2 次以上的测温。 为更好呈现温度变化走势，可基于所得测温数据，进行各点及各断面相应温度曲线绘制。 测温工作人员建立温度记录台账及交接班制度，保证测温信息的完整性，根据测温信息判断大体积混凝土施工情况，若内外温差超过25 ℃或内部温度超过65 ℃，随即报警，采取保温措施放缓外表温度降低速度，或加大循环水量以降低内部温度，并在此期间增加测温次数，最终将各项温度指标控制在合理范围内。

5.6 大体积混凝土养护

1）大体积混凝土内部温度偏高，同时施工现场天气干燥，水分蒸发量大，在浇捣后可能开裂。 因此，在浇捣结束后随即采取养护措施，例如，混凝土终凝后在表面覆盖塑料薄膜、双层土工布、彩条布，利用其保温保湿特性，使混凝土表层始终湿润，以确保混凝土顺利成型。 对于承台四周采用钢模板的情况，可采取覆盖棉被和土工布保温养护的方法。

2）大体积混凝土面保湿养护时间不短于14 d，养护全程需由专员加强现场管理，强化保温养护效果，若发现温度异常或其他不利于大体积混凝土成型的因素，随即商讨应对措施。加强对混凝土面的防护工作，预防人为因素造成的磕碰。

3）遵循动态养护原则，根据大体积混凝土测温数据灵活优化养护方法。 例如， 大体积混凝土内外部温差在25℃以上时， 增加循环水流量以加快混凝土内部降温， 增加养护层厚度，避免混凝土表面快速散热而导致内外部温差过大；当混凝土降温速度过快时（＞1.5℃/d），需采取必要的保温举措，如减少循环水流量；当混凝土内外温度较高且存在较大温差时，需采取必要的降温举措，如增加循环水流量、增设遮阴棚等。

4）拆除混凝土保温覆盖层需逐层进行，并基于混凝土表层温度与周遭气温的差值判断拆除量，若气温差值在20 ℃以内且养护时间达到要求、养护期间无异样，则可全部拆除。

6 结语

综上所述，近年来我国建筑业迅猛发展，高层建筑也越来越多，大体积混凝土施工对于现代建筑工程而言非常普遍，大体积混凝土施工技术与建筑工程的整体质量息息相关，因此，对于该施工方式的要求也非常严格。 本文以具体工程为实例，详细探讨了大体积混凝土施工技术要点， 以确保大体积混凝土无缝技术实施效果， 最大限度地减少大体积混凝土在后续使用过程中出现裂缝的概率，提升项目整体施工质量。