淺談大體積混凝土施工技術在水利工程中的應用

劉中寬，周 歡

（廣西水利電力職業(yè)技術學院，廣西 南寧 530023）

近年來，大體積混凝土施工以其混凝土設計強度高，單方水泥用量較多，水化熱引起的混凝土內部溫度較一般混凝土高，結構斷面內配筋較多，整體性要求較高的特點，在水利工程建設中的運用越來越廣泛。但是，大體積混凝土結構的施工技術和施工組織都較復雜，難度較大，施工時應十分慎重，否則易出現(xiàn)混凝土裂縫質量事故，造成不必要的損失。因此，筆者結合實際工作經(jīng)驗，探討了水利工程中大體積混凝土施工技術的應用。

1 大體積混凝土施工的主要技術難點

大體積混凝土一般為一次澆筑量大于1000 m3或混凝土結構實體最小尺寸等于或大于2 m，且混凝土澆筑需研究溫度控制措施的混凝土。大體積混凝土的施工技術難點主要表現(xiàn)在如何有效控制裂縫的問題。裂縫的產(chǎn)生原因主要有收縮應力過大、溫差、水泥安定性差問題。

1.1 收縮裂縫

收縮引起裂縫主要包括塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等。收縮裂縫，主要指混凝土在逐漸散熱和硬化過程中引起的收縮應力，特別是大體積混凝土結構物，超過了混凝土本身的限抗拉強度之后，在混凝土中產(chǎn)生收縮不均的裂縫。

1.2 溫差裂縫

溫差可分為混凝土澆注初期，產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導體，水化熱積聚在混凝土內部不易散發(fā)，常使混凝土內部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成了內外溫差，這種內外溫差在混凝土凝結初期產(chǎn)生的拉應力當超過混凝土抗壓強度時，就會導致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導致裂縫的產(chǎn)生；當混凝土內部達到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)而達到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內部溫差，這3種溫差都會產(chǎn)生溫度裂縫。在這3種溫差中，由水化熱引起的內外溫差較為主要。

1.3 安定性裂縫

水泥安定性差，達不到國家標準，從而引起的裂縫叫安定性裂縫，其表現(xiàn)主要是龜裂。

此外，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產(chǎn)生；建筑物基礎的不均勻沉降也會產(chǎn)生裂縫?；炷僚浜媳炔涣紩斐苫炷了苄猿两盗芽p；水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學反應也會產(chǎn)生裂縫?；炷恋慕Y構物的應力集中、基礎部均勻沉陷、鋼筋質量問題等，都是產(chǎn)生裂縫的原因。

2 大體積混凝土施工質量控制要點

2.1 原材料選用控制

（1）采用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣水泥，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當減小。

（2）選用級配良好的骨料，嚴格控制砂、石子含量，細骨料盡量用干凈的中粗砂，為了保證混凝土品質，提高混凝土抗拉強度，應嚴格控制砂石原材料的含泥量，避免使用過量粉砂。

（3）在混凝土配合比的選擇上，在滿足強度的前提下，減少水泥用量，摻用適量粉煤灰、外加劑、減水劑，通過試驗確定其摻入量，以降低水灰比和水泥用量，達到提高混凝土和易性、密實性，減少發(fā)熱量增強混凝土抗拉強度。適當減少砂率，提高粗骨料含量，以降低干縮量。

（4）混凝土中摻入緩凝劑、抗裂防滲劑，降低以熱峰值，增強抗裂性能。

2.2 施工工藝控制措施

（1）確保混凝土澆筑連續(xù)進行，避免形成冷縫、縱向施工縫，提高結構整體性和抗剪性能。

（2）控制混凝土施工工藝，對混凝土的拌和、運輸、平倉振搗等施工工序嚴格按照工藝操作規(guī)程施工。

（3）確?；炷僚淞蠝蚀_、拌和均勻，保證混凝土良好的和易性。

（4）做好平倉、振搗操作，以保證混凝土的均勻性，通過工藝控制，使混凝土品質達到優(yōu)良標準，以提高混凝土抗裂能力。混凝土振搗要密實，澆注過程中振搗時間應均勻一致，以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊1/2為宜，為了避免表面裂縫，澆注完畢后，表面要壓實、抹平。混凝土澆筑結束后，清除多余灰漿，排除泌水，待定漿后進行二次復振、二次抹壓，防止產(chǎn)生松頂和表面干縮裂縫。

（5）混凝土養(yǎng)護是大體積混凝土施工中一項十分關鍵的工作。應加強早期保溫養(yǎng)護，提高抗拉強度。如是冬季，混凝土澆筑完成后，混凝土表面及時用聚乙烯薄膜覆蓋，覆蓋草袋保溫，并灑水養(yǎng)護，保持混凝土表面濕潤，控制混凝土內外溫差不大于 20 ℃，在混凝土拆模后，特別是低溫時，立即采取表面保護，防止表面降溫過大，引起裂縫。

3 工程實例

3.1 工程概況

某防洪閘新建工程，底板為30 cm×30 m的1.8 m厚的鋼筋混凝土底板，加強帶采用抗?jié)B等級P8補償收縮混凝土，寬度為2 m。

3.2 施工工藝流程

作業(yè)準備→混凝土的運輸→混凝土澆筑→混凝土振搗→找平→混凝土養(yǎng)護。

3.3 施工準備

大體積混凝土施工前必須進行物料、機具、技術和現(xiàn)場準備，同時，還應根據(jù)其施工的特殊性做好附屬材料和輔助設備的準備工作，如水泵、測溫設備等。結合每段混凝土施工的工程量，本工程擬選用5臺HBT－80混凝土泵進行混凝土的澆筑。

3.4 確定混凝土配合比

該工程混凝土采用商品混凝土，混凝土公司負責配合比試驗?；A底板采用的混凝土配合比，見表1。

3.5 混凝土的澆筑

該工程底板混凝土的澆筑嚴格按照澆筑順序進行，施工縫留在后澆帶處（后澆帶寬1 m），外墻吊模部分高出底板面0.3 m留水平縫，底板梁地模低于底板面150～200 mm，該部分待底板澆筑振搗密實2 h后澆筑，用φ16鋼筋人工振搗，每段混凝土的澆筑應連續(xù)進行，根據(jù)振搗棒的有效震動長度，分排進行施工澆筑，不得出現(xiàn)施工冷縫。

膨脹加強帶的澆筑，按順序澆筑至膨脹帶位置時采用 C35內摻27 kg/m3PNF的膨脹混凝土進行澆筑。膨脹帶采用密目鋼絲網(wǎng)隔離，鋼絲網(wǎng)加固豎向采用φ20@600，厚度＞0.9 m以上時在豎向筋中部增加一道φ22腰筋。

表1 混凝土配合比（kg/m3）

3.6 混凝土的振搗

該工程施工采用機械振搗，使用泵送混凝土時坍落度大和流動性好，采用“一個坡度，分層澆筑循序漸進，一次到頂，不出冷縫”的方法澆筑，振搗至混凝土表面產(chǎn)生浮漿、無氣泡、不下沉才能停止操作。為了避免鋼筋及預埋件的走動，不可漏振或過振，攤灰與振搗應在對稱位置開始。對于基梁交叉部位，由于其中鋼筋十分密集，振搗時應特別注意，交叉部位面積較小處，應從四周插振搗棒；對于交叉部位面積較大處，應在鋼筋幫扎時注意間隔500 mm左右，預留插棒孔（可在綁扎鋼筋時，插管徑48 mm的鋼管，鋼筋綁扎完畢后拔出）。要嚴格按分層澆筑分層振搗的規(guī)程操作。

3.7 混凝土的找平

底板混凝土找平用木抹子或長木杠將表層附漿集中趕到一處，人工清走，然后進行第一次找平，平整度要求在規(guī)范要求以內，混凝土初凝后終凝前，第二次找平，目的是消除混凝土表面微小的收縮縫。

3.8 混凝土的養(yǎng)護

為了保證新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫，大體積混凝土澆筑后，要在12 h內加以覆蓋，蓄水20 cm養(yǎng)護至少3 d。

3.9 混凝土的測溫

為了掌握大體積混凝土的溫升和溫降的變化規(guī)律，應對混凝土進行全過程的監(jiān)測控制。該工程整個底板測溫導線的布置共48處，混凝土初凝后72 h內每2 h測溫1次，以后每4 h為1次，并做好測溫測量記錄，測溫工作持續(xù)到混凝土與環(huán)境溫度差小于15 ℃時結束。測溫采用UJ36型電子測溫儀。

為了嚴格控制混凝土質量，滿足設計對工程特殊部位的要求，防止混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生，對測溫記錄數(shù)據(jù)進行分析，針對分析結果及時采取相應措施：在底板范圍內，下鋪一層塑料薄膜，上部覆蓋二層毛氈被，若混凝土內外溫差接近 25 ℃時，繼續(xù)在混凝土上加蓋草簾被，直到溫差小于25 ℃為止。

4 結束語

經(jīng)多方觀察，該工程混凝土外觀質量良好，未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫現(xiàn)象，達到了設計要求。