大體積混凝土結構施工質量控制和技術分析

王伊立 蕭燦強

[摘要]本文基于廣州某公寓項目大體積混凝土結構施工經驗，詳細分析了大體積混凝土結構施工質量需要注重的問題，介紹了在施工過程中需要控制的要點和實施的技術要素，全面采取措施以保證混凝土質量。

[關鍵詞]大體積混凝土；施工質量；控制措施；溫度應力

文章編號：2095-4085（2016）07-0086-02

對于斷面最小尺寸超過1m的大體積混凝土結構施工，存在裂縫控制困難等工程難點，采用綜合方案控制溫度差以限制溫度應力[1-2]。實際施工過程中需要注重的細節較理論更為復雜，必須強化全面細致管理，綜合現有經驗，做到施工前、施工過程中、施工后精細化控制[3-4]。

1工程概況

廣州某公寓工程位于城市中心區，占地面積7.8×104m2，基本設防烈度是8度，設計風壓值是0.5KN/m2。該項目兩座公寓樓為商住兩用設計，地下室設置兩層車庫、物業管理及設備用房；地上部分有三層商業使用裙房；主樓為公寓建筑，面積8.3×104m2。

2大體積混凝土結構施工質量分析

本項目中地下室底板設計厚度1.6m，需要澆筑總混凝土體積約7.6×104m3，底板設計混凝土強度等級為C30，場地地下水豐富，設計抗滲等級為P8。受當地夏季炎熱氣候和大體積混凝土自身因素影響，本項目中地下室底板混凝土質量控制（尤其是裂縫防治）成為施工重點和難點。

大體積混凝土結構需要較高的整體性，因此以連續澆筑為主。由于體量較大，完成混凝土澆筑會產生一定的內外溫度差以及較大的溫度應力，因此，在常規的強度、剛度、耐久性以及整體性的同時，防止與控制溫度應力及變形裂縫是此類項目的關注重點。大體積混凝土的裂縫控制問題于上世紀三十年代被工程技術人員發現，美國最早開始投入相關的研究，其采取的低熱水泥、混凝土施工新工藝、減少水泥用量、表面溫度保持以及減少澆筑時溫度等方法，得到了較為廣泛的應用和推廣。

經驗公式法和計算機模擬法為當前大體積混凝土計算主要方法。經驗公式法以簡化計算方式提供施工中的使用價值，忽略了內部溫度變化是連續性的同時無法考慮在此連續變化過程中的外部影響。計算機模擬法是使用計算機應用有限單元法或者有限差分法，解析溫度場，進而得出溫度應力分布、裂縫控制方案和計算方法等成果。

3施工控制要點及技術分析

混凝土裂縫是由其不連續性固有屬性、材料等內在原因和澆筑、振搗、養護等外部原因共同影響造成的，控制大體積混凝土結構施工質量就必須綜合考慮、全面部署。混凝土無裂縫僅為相對概念，裂縫絕對存在，控制施工質量的目標在于將混凝土裂縫控制在不超過0.05mm寬度，即微裂縫范疇。施工現場觀察發現，施工因素決定了80%早期裂縫的發生，而有約15%早期裂縫取決于材料因素，再次就是設計原因會導致5%裂縫發生。

部署階段的質量控制重點在于關注混凝土硬化前、硬化時到硬化后的體積變化，針對不同收縮形式針對性的制定預防或收縮補償方案，將俆變因素考慮到設計環節，通常俆變所產生的最終變形約為瞬時彈性變形的1～3倍。設計階段重點把控水泥、骨料和外加劑等材料用量和配合比設計，確定合理適用的拌制和澆筑方案。控制水泥種類、確定適當的水泥用量、對比不同的拌制方案，從而既保證混凝土所需要強度，又降低混凝土收縮值和產熱量。此外，水泥的細度越細，其開裂越明顯，水泥細度的影響需要著重關注。結合本項目特點，水泥選用7d化熱低于240kJ/kg，對鋁酸三鈣等比例嚴格限定。骨料含泥是開裂的常見原因之一，必須嚴格控制含泥量，減少泥份對骨料同水泥漿咬合作用的不利影響，提高混凝土抗拉性能。近些年來，混凝土外加劑研究廣泛，性能也逐漸提升，大體積混凝土外加劑選用必須考慮其造成的混凝土干縮值盡量要低，利于早期養護。

本項目中考慮到設計規范、結構要求、生產單位的技術力量、廣州當地材料供應情況及氣候條件等，在大體積混凝土中配置了構造鋼筋，以承受溫度應力并控制與限制裂縫，盡量降低對大體積混凝土可能造成的外部約束，測試溫度場和應變監測，在變形縫、豎向施工縫及水平施工縫處理方面制定專項控制方案。由于項目在夏季施工，廣州氣候炎熱，施工過程中要求加強對攪拌場、攪拌站中砂石等材料執行遮陽和降溫的措施。提前部署混凝土攪拌運輸車的數量和工作強度，確保運輸時間和澆筑時間在要求范圍內。施工過程中加強振搗、及時清除泌水、合理規劃操作時間。

保溫保濕養護是大體積混凝土質量保證的另一個重點，要確保內外溫差及溫度降低速率均在指標限定范圍內。本項目在澆筑后4h左右進行二次壓光，避免塑性裂縫發生，用塑料薄膜養護，時間嚴格要求在15d以上。

4結語

嚴密的施工前期管理部署、全面的設計考量、精細的施工管理和有效的養護措施，保證了本項目大體積混凝土結構施工質量，達到了預期的控制要求。本項目大體積混凝土底板施工入模溫度的溫升值控制在25℃以下，內外溫差沒有超過20℃，溫度下降速度控制在2℃/d條件下，實現了良好的溫度控制效果；驗收結果得到各方的肯定，沒有出現有害裂縫。

參考文獻：

[1]才素平.大體積混凝土施工技術及其應用[D].西安：西安建筑科技大學，2009.

[2]李宗才.大體積混凝土裂縫控制與工程應用[D].青島：青島理工大學，2014.

[3]JGJ 3—2010.高層建筑混凝土結構技術規程[S].

[4]賈淑明.某工程地下室底板大體積混凝土施工技術[J].施工技術，2012，41（10）：29-31.