淺析建筑工程大體積混凝土無縫施工技術(shù)

吳虹錦

（四川蜀能電力有限公司，四川 成都 610000）

前言

在大體積混凝土施工中，由于大量的水泥水化熱不易散發(fā)，在混凝土內(nèi)部溫度過高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應力，表面產(chǎn)生拉應力。當表面拉應力超過早期混凝土抗拉強度時就會產(chǎn)生溫度裂縫，因此，控制溫度裂縫的產(chǎn)生是保證大體積混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

1、大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中通常都會不同程度、不同形式的裂縫，根據(jù)全國調(diào)查顯示，建筑地下底板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象占總數(shù)的20%左右，外墻混凝土出現(xiàn)裂縫的占調(diào)查總數(shù)的80%左右。因此，在建筑工程施工中，混凝土結(jié)構(gòu)長期受到裂縫的困擾，在技術(shù)上一直未能得到很好地解決。

在大體積混凝土工程施工中，由于水泥水化熱引起混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應力劇烈變化，從而導致混凝土發(fā)生裂縫。因此，控制混凝土澆筑塊體因水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差及降溫速度，防止混凝土出現(xiàn)有害的溫度裂縫(包括混凝土收縮)是其施工技術(shù)的關(guān)鍵問題。大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產(chǎn)生的主要影響因素有幾種：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，由外荷載引起的。二是材料型裂縫,主要由溫度應力和混凝土的收縮引起的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導致變形不同的結(jié)果:混凝土受外部條件的影響,表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，寬度多在0.05~0.2mm之間，大體積混凝土中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。

2、無縫施工方案設(shè)計

2.1．設(shè)計機理

根據(jù)“混凝土外加劑應用技術(shù)規(guī)范”的規(guī)定，產(chǎn)生0.2至0.7MPa以下自應力混凝土為補償收縮混凝土。為了實測出限制膨脹率,實驗室進行了摻加ZY試件的限制膨脹率試驗,試驗證實摻加ZY確實可獲得微膨脹性，摻量的大小對膨脹率的大小是有直接影響的。以摻加ZY膨脹劑的補償收縮混凝土為基本材料,以加強帶取代后澆帶連續(xù)澆筑超長混凝土結(jié)構(gòu)。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)無縫設(shè)計的要求，將廣場的底板進行了分塊：后澆帶將整個底板分成4塊，形成4個澆筑單元，塊中又設(shè)有膨脹加強帶，將其再分成4塊，整個底板分成了16塊。底板的分塊確定后，墻板與頂板與底板相同的部位留設(shè)后澆帶及加強帶，其留設(shè)的方法與底板相同。膨脹加強帶寬2米，邊緣每側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)用鋼筋加固，防止加強帶外混凝土流入加強帶內(nèi)。混凝土澆筑時先澆帶外混凝土，澆到加強帶時改用摻量ZY膨脹劑混凝土施工。考慮到膨脹作用會使強度降低，膨脹加強帶的混凝土強度等級應該提高，并加大膨脹劑用量，用這樣的方法循環(huán)施工達到超長無縫結(jié)構(gòu)的目的。

2.2．施工技術(shù)措施

建筑施工過程中，在墻板混凝土配合比設(shè)計試配，確定設(shè)計配合比階段，采取了降低水灰比的措施。底板與墻板同為C30P12，而底板的水灰比為0.47。而墻板的水灰比為0.41，混凝土的坍落度指標底板為18～20厘米，墻板坍落度指標控制在14～16厘米。采取該措施的目的在于減少用水量、降低混凝土的收縮。在混凝土澆筑階段，采用二次振搗的工藝，即在混凝土初凝前進行二次振搗。避免混凝土因沉降收縮而引起的裂縫。這些措施的實施對控制墻體裂縫的出現(xiàn)是非常有必要的。在澆筑過程中其他方面的控制均與底板的控制措施方法相同。按照房屋無縫混凝土的施工方案，房屋頂板的澆筑順序是澆筑完地下一層墻板至房屋頂板梁下口后進行房屋頂板的混凝土澆筑。在頂板的澆筑過程中主要是要控制好早期裂縫的產(chǎn)生，從混凝土收縮裂縫的形成時間看，裂縫往往發(fā)生在混凝土初凝到終凝這段時間內(nèi)，在施工方案討論過程中，將頂板二次或三次搓平、抹壓，特別是初凝抹壓作為控制早期收縮裂縫的一項重要控制措施，這對于彌合部分早期裂縫是不可缺少的工藝。由于該項工藝在施工中得到了有效的應用，因此對避免頂板發(fā)生早期裂縫起到了很好的作用。

2.3．房屋混凝土的養(yǎng)護

房屋底板、墻板、頂板全部采用了摻加ZY膨脹劑的混凝土。按照養(yǎng)護制度，在混凝土抹壓后，能上人時即鋪上麻袋片或草席，用水澆濕保養(yǎng)，混凝土硬化3～4小時后，底板與頂板均筑堰蓄水3～5厘米進行養(yǎng)護，墻板采取不間斷淋水保溫，采用這些養(yǎng)護方法不得少于14天，墻板側(cè)模的拆除也不少于7天。以上養(yǎng)護措施的實施對房屋應用超長無縫結(jié)構(gòu)的成功起到了非常重要的作用。

3、裂縫的防治措施

3.1．嚴格控制骨料級配和合泥量

選用10.40mm連續(xù)級配碎石(其中10.30mm級配含量65%左右)，細度模數(shù)2.80-3.00的中砂(通過0.315n凹篩孔的砂不少于15%，砂率控制在40%-45%)。砂、石含泥量控制在1%以內(nèi)，并不得混有有機質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂。

3.2．選擇適當外加劑

可根據(jù)設(shè)計要求，混凝土中摻加一定用量外加劑，如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20%左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長到5h左右。

3.3．選擇優(yōu)化配合比

選用良好級配的骨料，嚴格控制砂石質(zhì)量，降低水灰比，并在混凝土中摻加粉煤灰和外加劑等，以降低水泥用量，減少水化熱，以降低混凝土溫升，從而可以降低混凝土所受的拉應力。

3.4．采用切實可行的施工工藝

根據(jù)泵送大體積混凝土的特點，采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應泵送工藝，避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長，從而提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。根據(jù)混凝土泵送時自然形成一個坡度的實際情況，在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器，第一道布置在混凝土出料口，主要解決上部混凝土的振實；由于底層鋼筋間距較密，第二道布置在混凝土坡腳處，以確保下部混凝土密實。隨著澆筑的推進，振動器也相應跟上，以確保整個高度上混凝土的質(zhì)量。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚，故澆筑結(jié)束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍,打磨壓實，以閉合混凝土的收水裂縫。

3.5．嚴格控制混凝土入模溫度

大體積混凝土最好選在春秋季施工，以降低入模溫度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模溫度，再者澆筑混凝土時最好不要讓混凝土在太陽下直接爆曬。施工過程中應對碎石灑水降溫，保證水泥庫通風良好，自來水預可先放入地下蓄水池中降溫。

3.6．改進施工技術(shù)

施工時加強插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護。由于鋼筋是熱的良導體，易產(chǎn)生大的溫度梯度，這是裂縫產(chǎn)生的一個主要環(huán)節(jié)。同時加強初凝前的抹壓，以消除初期裂縫，并加強早期養(yǎng)護，提高混凝土抗拉強度。

3.7．加強技術(shù)管理

加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴格按照方案及交底的要求指導施工，明確分工，責任到人。加強計量監(jiān)測工作，定時檢查并做好詳細記錄，認真對待澆筑過程中可能出現(xiàn)的冷縫，并采取措施加以杜絕。在變截面施工前，一定要加強預測，并保證預測的科學性。同時在實施過程中，要切實落實施工方案。

3.8．加強混凝土澆筑后的養(yǎng)護

混凝土澆筑后，應盡快回填土--土是混凝土最好的養(yǎng)護材料之一。目前這是混凝土保溫保濕養(yǎng)護的最有效方法，對預防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養(yǎng)護，在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水，以便加快承臺內(nèi)部熱量的散發(fā)。如采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護措施，可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養(yǎng)護周期，對于超厚大體積混凝土施工尤其適用。

3.9．加強混凝土的測溫工作

為及時掌握混凝土內(nèi)部溫升與表面溫度的變化值，在承臺內(nèi)埋沒若干個測溫點，采用L形布置，每個測溫點埋設(shè)溫管2根01根管底埋置于承臺混凝土的中心位置，測量混凝土中心的最高溫升，另一根管底距承臺上表面100mm，測量混凝土的表面溫度，測溫管均露出混凝土表面100mm。用100的紅色水銀溫度計測溫，以方便讀數(shù)。第l-5d每2h測溫1次，第6d后每4h測溫1次，測至溫度穩(wěn)定為止。

4、結(jié)束語

大體積混凝土采用無縫施工技術(shù)已經(jīng)在多個工程施工中進行了嘗試，經(jīng)過嚴格按照制定的施工方案進行施工，所有已建或在建工程至今都未發(fā)現(xiàn)裂縫。

［1］劉秉京.混凝土技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2004.

［2］李兵，任延波.淺談大體積混凝土裂縫成因及控制［J］.中小企業(yè)管理與科技，2009，(21).