土木工程中大体积混凝土结构施工技术的运用

陈 骞

（大同宏基工程项目管理有限责任公司，山西 大同 037003）

0 引言

随着城市化进程的加速，城市建筑工程的兴建规模与数量不断增长，土木建筑在城市发展中扮演着至关重要的角色[1]。其中，大体积混凝土结构的建造技术是城市建设中的关键环节。这种工程技术的应用和控制直接影响着工程的进度和质量。大体积混凝土结构在城市建筑工程中占据着重要地位，通常用于高楼大厦、桥梁和隧道等重要基础设施的建造。然而，这些结构的建造涉及混凝土材料的大规模使用，因而具有相对复杂的施工过程。混凝土浇筑的质量、连续性和稳定性对工程的安全性和可靠性有着直接的影响。科学地管理和控制大体积混凝土结构的施工过程至关重要，准确而严谨的施工过程管理能够最大限度地确保工程的施工质量和稳定性，从而保障工程的安全性和可持续性发展。本文旨在探讨大体积混凝土结构在施工过程中所面临的挑战、技术应用的关键问题及其解决方案。通过对混凝土结构施工的管理、控制和优化，提出一系列有效的建议和方法，以确保大体积混凝土结构工程在实践中取得最佳效果。

1 大体积混凝土结构施工技术

在建筑工程中，大体积混凝土承担着支撑和稳定建筑结构的重要职责。然而，在施工过程中，对大体积混凝土的工艺控制面临诸多挑战，需要细致关注各个方面。尤其值得重视的是混凝土开裂问题，裂缝的形成主要源于混凝土的比热容及采用的施工技术[1]。在施工过程中，水泥砂浆会发生化学反应，使得混凝土内部水分含量快速升高[1-2]。当温度升高到某一临界值时，由于内外温度差异较大，混凝土易出现裂缝。为解决大体积混凝土开裂问题，有必要加强施工工艺的优化和改进。

2 大体积混凝土裂缝问题成因

大体积混凝土的开裂问题对建筑物的使用造成了严重的影响。因此，深入研究其开裂原因能够为建设单位提供有效的参考，针对具体问题采取相应的预防和治理措施至关重要。

2.1 水泥水溶性散热

混凝土是由骨料和水泥混合而成的，在制备过程中，首先混合骨料，随后掺入适量水泥，形成所需的混凝土。水泥具有特殊性质，可与水发生放热反应，其体积较大时，容易导致内部应力积聚[2]。因此，在浇筑过程中，混凝土内部热量不易迅速散失，在有限的结构空间中热量持续积聚，引发内外温度差异的不断扩大，从而产生裂纹。

2.2 环境温度变化

在大体积混凝土的浇筑过程中，外部环境的温度波动会对混凝土的质量产生显著影响。当混凝土暴露在不断变化的环境温度下时，其与外界温度的差异可能会导致混凝土内部应力的变化，从而影响其结构完整性。温度的快速升高和急剧下降都会导致混凝土出现问题。这种急剧的温度变化可能导致混凝土表面和内部温度不均匀，引发内部应力的积聚，最终可能导致结构开裂和损坏[3]。特别是在大体积混凝土浇筑中，这种问题更加显著。目前有多种技术手段可以有效应对这一问题。例如可通过遮阳棚或喷水等方式对混凝土进行覆盖或保湿，以减缓混凝土的硬化速度。此外，也可采用预热水或添加缓凝剂等措施调节混凝土温度，使其保持在适宜范围内，减少内部应力的积聚。

2.3 混凝土收缩

在工程建设中，注水作业会导致混凝土产生收缩现象。在施工过程中，混凝土会释放大量热量，造成水分蒸发，从而降低混凝土中的水含量。此外，混凝土遇水时会发生结构变化，也会产生收缩。混凝土收缩程度与其水含量直接相关[4]。当混凝土的水含量达到特定临界点时，其结构会发生收缩。收缩的程度因含水量不同而异，进而产生不同的效果和问题。混凝土的收缩会引起其结构发生重要变化，导致结构稳定性下降。季节更替、极端气候等因素也会对混凝土结构的稳定性产生影响。

2.4 结构应力作用

混凝土结构分析中，结构应力对其影响愈发重要。结构应力是由外部荷载、温度变化、收缩和膨胀等因素引起的内部力的分布。这些应力在混凝土结构的不同部位产生，如梁、柱、墙等位置。结构应力的不均匀分布可能导致结构内部空间的变形和位移，从而引发裂缝的形成。

3 大体积混凝土的施工困难问题

3.1 施工规模较大

若运输时间过长或防护措施不足，可能导致混凝土凝固，影响其质量标准。同时，施工中使用的机械设备也对工程质量有着重要影响[5]。不正确的设备操作可能带来严重的施工隐患，甚至发生安全事故。大规模的施工作业也带来了诸多挑战，综合调度能力的欠缺和各环节管控不严可能影响施工质量，降低工程使用寿命，增加了维修和维护的成本。长时间的运输可能导致混凝土凝固，影响其流动性和均匀性，进而影响混凝土的质量标准。因此，在运输过程中需要采取适当的防护措施，例如使用绝热材料包裹混凝土以保持其温度，从而确保混凝土在抵达施工现场时仍具有良好的可施工性。

3.2 人员专业技术问题

大型混凝土浇筑过程中，操作人员的技术水平对浇筑效果至关重要。建筑企业中，若技术人员的专业素质有限，可能无法有效控制混凝土浇筑的质量。在大体积混凝土施工中，人员的专业技能一直是重要问题。如果建筑公司无法有效控制工人的技术水平，就可能对整个施工过程造成影响。另外，一些建筑企业的工人主要是劳务派遣，他们未接受系统的技术培训，只经过短期训练就开始工作，由于缺乏对施工技术规范的深入了解，容易发生操作失误，这可能会影响施工的效果和质量。

3.3 气候变化的影响

由于混凝土在浇筑过程中不断放热并发生一系列物理化学反应，因此混凝土的施工对气候变化非常敏感，温差过大会影响混凝土的释热进程，从而加大施工难度。对于建筑公司来说，温度控制是一个非常重要的问题，通常来说，建筑公司都会在温度比较稳定的时候进行施工，这也是一种解决办法。从全过程来看，由于气候变化引起的结构性问题可以得到有效的控制，但同时也要加强对温度的控制，以保证浇筑工作的可行性。

4 大体积混凝土结构施工技术应用

在进行大体积混凝土浇筑时，选择适当的施工手段至关重要。这一过程需要确保浇筑的合理性和严格控制技术应用方法，以保证结构的稳定性和质量。建筑区域的清理至关重要，清理过程不仅有助于确保施工区域干净整洁，防止杂物影响混凝土质量，同时也能避免可能导致的安全隐患。清理过程中需要移除残留的物体、障碍和杂物，以确保施工区域的整洁和安全。在施工中，浇筑过程需要维持一定的连续性。连续性可以减少浇筑断层的风险，确保混凝土的一致性和完整性，并确保其质量达到标准[6]。特别是对于大体积混凝土结构，断层可能会导致结构的不稳定性和不均匀性，进而影响其整体质量和性能。

4.1 设计施工方案

首先，在混凝土结构设计阶段，必须确保其稳定性，并与实际应用要求相匹配，以减少潜在的问题和损害。这意味着设计必须经过精心考虑，以避免结构隐患。其次，施工数据采集与控制至关重要。在设计施工方案之前，必须收集相关数据，并综合考虑各种因素，采用较为完善的控制方法来确保施工的有效进行。再次，材料选择和工艺应用也是关键步骤。重视材料质量，合理选择混合料，特别是对于混凝土强度设计来说，使用优质的混合料至关重要。

结构设计与强度模型评估的整合也是确保混凝土结构强度与设计要求相符的重要手段。通过整理受力特点数据并建立强度模型，考虑温度的影响，采取相应降温措施以控制水泥的自热反应，并科学使用水泥，以确保混凝土质量。最后，混凝土结构的养护是不可或缺的。在浇筑完成后对其进行养护，以改善结构质量，使其符合施工要求。这些措施涵盖了设计、施工和维护过程中需要重视的关键方面，确保了大体积混凝土结构的稳定性和高质量。这些策略的应用可以最大程度地减少潜在问题和结构损害，确保了混凝土结构的可靠性和持久性。

4.2 优化搅拌工艺

在土木工程中，混凝土施工对工程质量有着巨大的影响，而搅拌工艺则是至关重要的环节，需要不断加强研究与技术提升。为确保工程达到标准质量，施工过程中必须约束相关人员行为，严格遵循搅拌工艺流程。其中配合比是关键，需结合结构要求通过多次试验确定最佳方案，并设计出有效的控制方法。搅拌质量直接关系到施工成果，一旦出现缺陷，就会影响混凝土达标，甚至引发更多问题，因此必须不断优化搅拌工艺流程。

在水泥原料混合过程中，先投入少量水泥，然后再加入骨料，并依据标准进行搅拌，以最大限度地保证混凝土的质量。此外，搅拌机在使用前应确保清洁，新型机器的时间和速度设置对作业控制至关重要。这些步骤和注意事项对于确保混凝土施工质量至关重要，对于工程的安全性和可靠性有着不可或缺的作用。

4.3 混凝土浇筑技术

在浇筑过程中，清理建筑区域的杂物也是至关重要的，这有助于防止杂物对混凝土质量的影响，并且避免潜在的安全隐患。因此，优化浇筑工艺对施工质量具有重要影响。而建立严格的技术标准是确保浇筑质量的关键所在，同时也是不断提升施工质量的有效途径。这种技术控制和标准化的方法有助于保证施工的稳定性和一致性，对于大体积混凝土结构的建设具有非常重要的意义。在混凝土浇筑过程中，清理建筑区域的杂物是必要的。杂物可能对混凝土的质量产生负面影响，并且可能导致安全隐患。因此，在开始浇筑之前，需要将建筑区域清理干净，确保没有杂物和障碍物。通过不断优化工艺，可以确保浇筑的可行性，提高施工效率，并降低质量问题的风险。

5 结语

总而言之，土木建筑工程的建设就是要建造大体积混凝土结构，这在土木工程建设中起着举足轻重的作用，确保了城市的基础设施以及建筑物的安全性和稳定性。大体积混凝土结构道路、桥梁、隧道、水坝、港口和建筑物等，它需要综合考虑材料的选择、结构设计、施工技术和工程管理等方面的因素。此外，大体积混凝土结构还需要考虑环境因素和可持续性。在设计和建造过程中，需要充分考虑节能、环保和资源利用的问题，以减少对环境的影响并提高工程的可持续性。总之，大体积混凝土结构对于城市和社会的发展至关重要。

通过建造安全稳定的结构和完善的基础设施，可以帮助人们实现现代化的城市生活和经济发展。同时，大体积混凝土结构也需要不断创新和发展，以适应不断变化的社会需求和技术进步。