探討大體積混凝土的施工技術

陳建偉

（廣東 湛江 524000）

隨著我國建筑業不斷擴大，高層建筑與大型設備基礎日益增多，大體積混凝土的應用也日益廣泛。建筑工程所言大體積混凝土，是指混凝土結構中實體最小尺寸大于或等于1 m。國內研究混凝土裂縫的專家最近又給大體積混凝土以新的含義：任意體系的混凝土，其尺寸是以要求采取措施，控制由于體積變形（溫度及收縮作用）引起的裂縫者稱為“大體積混凝土”。大體積混凝土與普通鋼筋混凝土相比，具有結構厚、體形大、鋼筋密、混凝土數量多、工程條件復雜等特點，因此掌握大體積混凝土的施工技術要點就顯得尤為重要。

1 減小施工期溫度應力的主要技術措施

大體積混凝土結構的幾何尺寸較大，且必須采取技術措施以避免水泥水化熱及體積變化引起的裂縫，大體積混凝土施工期的溫度應力，包括外約束即地基約束引起的應力，通常稱為外約束應力；混凝土內部對外部約束引起的應力，通常稱為內約束應力。要減小溫度應力就要：

（1）降低混凝土的澆筑溫度，混凝土的澆筑溫度是指在分層澆筑時，上層混凝土即將覆蓋時下層混凝土表面以下3～5 cm處的溫度。

（2）降低混凝土最高溫升，是指混凝土澆筑后3～7 d混凝土內部實測最高溫度的平均值。

（3）減緩混凝土的降溫速率，即混凝土每天平均溫度的降低值要小。目前施工單位較多采用冷水或加冰屑拌合混凝土及骨料預冷等方法降低混凝土澆筑溫度；采用減少水泥用量、使用低熱水泥或在混凝土結構內部埋設冷卻水管等措施降低混凝土的最高溫升；采用混凝土表面覆蓋保溫材料的辦法來減緩混凝土的降溫速率。減緩混凝土的降溫速率既可以減小外約束應力，同時也可減小混凝土的內外溫差，從而減小內約束應力，因此混凝土早期表面覆蓋保溫措施對減小溫度應力尤為重要。混凝土澆注后，何時開始覆蓋保溫材料對保溫最為有利呢？目前施工單位大都在混凝土表層終凝后就開始覆蓋保溫，這無疑偏早，合理的保溫時間應從混凝土降溫時開始，究其原因：①混凝土在升溫階段是處于受壓狀態，混凝土不可能出現裂縫；②如果在升溫階段開始保溫，這實際上是進行混凝土蓄熱，勢必增加混凝土的最高溫升，這對減小外約束應力是不利的；因此，除冬季施工或遇有氣溫驟降外，混凝土保溫時間應至少在混凝土澆筑3 d后進行。

2 混凝土薄層澆筑技術

為了降低混凝土基礎板的最高溫升，目前一些施工單位較多采用薄層澆筑，即將底板分成幾個施工層，施工層之間的結合按施工縫處理。底板厚度超過1.3 m時，分層厚度在0.6～1 m為佳。一些工程實踐說明，選擇合理的層間間歇，對保證施工縫的結合強度及防止裂縫的出現十分重要。層間間歇時不宜過短也不宜太長，如果間歇時間太久，下層混凝土的彈性模量已增長得很高，甚至超過地基的彈性模量，這樣下層混凝土對上層混凝土的外約束就大于地基對下層混凝土的約束，很可能在上下層的結合面上出現垂直裂縫。如果層間間歇時間過短，下層混凝土還處于升溫階段，上層混凝土就已覆蓋，這不僅不利于下層混凝土的散熱，還會由于上層混凝土的水化熱溫升影響下層混凝土，而使整個混凝土結構的最高溫升增高，從而加大外約束應力。因此，上層混凝土覆蓋的適宜時間應選擇在下層混凝土最高溫升已降低到一定值，即上層混凝土溫升倒加到下層后，下層混凝土溫度回升值不大于原最高溫升，且下層混凝土彈性模量較小時較為有利。

3 水平施工縫的處理

大體積混凝土底板常采用分層施工，為了保證上下層的混凝土結合好，施工單位一般都比較重視水平縫面的處理，有些工程除按照施工縫的技術要求處理外，還增加一些附加的技術措施，如：①在施工縫面的外沿一周埋設止水片；②在縫面插垂直短鋼筋；③施工縫面鋪設水平鋼筋網等。

大體積混凝土水平施工縫的受力狀況與混凝土梁、板水平縫受力狀況有很大的不同，大體積混凝土基礎水平面主要是壓應力。在大體積混凝土施工中，水平施工縫只要嚴格按照鋼筋混凝土施土規范中附施工縫的技術要求去做，上下結合面的強度就有保證，施工縫也不會滲水。如果水平施工縫面正好設在預留溝道的底面或頂面：在溝道四周設置止水片尚有必要，否則就沒有必要增設止水帶。在施工縫上埋設垂直錨固短鋼筋，除承受強烈振動荷載的基礎需埋設外，一般情況下也沒有必要，垂直錨固鋼筋對提高水平結合面的粘結強度微乎其微。在施工縫面鋪設水平鋼筋網同樣值得研究，除非在下層混凝土表面已出現垂直裂縫，才需要在下層裂縫表面鋪設鋼筋網片以限制裂縫往上層混凝土發展，其余縫面沒有必要鋪設水平鋼筋網。

4 大體積混凝土的澆筑方法

大體積混凝土結構整體性要求高，混凝土必須分層連續澆筑，由于受到混凝土供應條件的限制及振動器插入深度的控制，每層混凝土澆筑時常需再分成幾小層澆筑搗實。根據結構體型大小、鋼筋疏密程度及混凝土供應情況，分為全面分層、分段分層、斜面分層3種澆筑。從保證結構整體性及混凝土內部振搗密實的角度考慮，當混凝土小時拌和、運輸能力能滿足全面分層的澆筑強度要求時，以全面分層澆筑的質量最好，因為全面分層澆筑層次清楚，振動器可嚴格按照技術要點振動混凝土，不會出現漏振，混凝土的整體性、密實性易得到保證，但對于使用泵送混凝土、布料機布料時，設備搬移工作量較大；當混凝土小時拌合、運輸能力不能滿足全面分層的澆筑強度要求且結構尺寸呈條形時，采用分段分層澆筑也能保證結構整體性和混疑土的內部密實，且便于采用泵送混凝土、布料機布料，設備搬移次數少，但在施工時要注意各小層臺階分明：垂直與水平接頭要處埋好。斜面分層施工只適宜于結構分層厚度較薄的情況，層厚一般不宜超0.5～0.6 m，如分層厚度較厚時，斜面分層施工就難以保證混凝土的澆筑質量。因為混凝土斜面所需的密實坡度隨混凝土坍落度的變化而變化，現場操作工人難以掌握合適的大斜面坡度，也難以將混凝土振實，大斜面結合處極易漏振，以致混凝土的密實性較差，因此在水工結構中禁用斜面分層澆筑。

5 大體積混凝土養護時的溫度控制

大體積混凝土的養護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。溫度控制就是對混凝土的澆筑溫度和混凝土內部的最高溫度進行人為的控制。在混凝土養護階段的溫度控制應遵循以下幾點：

（1）混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應小于 20 ℃；當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25～30 ℃。

（2）混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20 ℃。其溫差應包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。

（3）采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差。內部降溫法是在混凝土內部預埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內部最高溫度。冷卻在混凝土剛澆筑完時就開始進行，還有常見的投毛石法，均可有效地控制因混凝土內外溫差而引起的混凝土開裂。

（4）保溫法是在結構物外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料，在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強度，以控制混凝土的內外溫差小于20 ℃。

（5）混凝土表層布設抗裂鋼筋網片，防止混凝土收縮時產生干裂。

6 結束語

總之，大體積混凝土是目前施工中應用較多的一項新技術，在大體積混凝土施工時掌握它的基本知識，并根據實際采取有效措施，仔細落實每一個施工環節，會使施工質量得到很好的保證。