土木工程中大體積混凝土結構施工技術淺析

邱新剛　梁肇豐

摘 要：隨著我國社會經濟的飛速發展，城市化進程也加快了步伐，使得高層建筑成為現代城市的重要標志之一。而現代建筑規模也越來越大，其所擁有的體積和厚度也越來越大，這就對建筑基礎的載荷造成了重大的壓力，而大體積混凝土結構廣泛的應用在土木工程中，有效的緩解了基礎機構的承重壓力。但大體混凝土結構在應用中容易出現裂縫等問題，反而有對整個工程造成了嚴重的安全問題。

關鍵詞：土木工程；大體混凝土結構；裂縫；施工技術分析

近年來，隨著我國經濟的發展，建筑行業也取得了巨大的發展，建筑土木工程施工技術和質量也都不斷地提高，在一定程度上滿足了人們的需求。從目前來看，大體積混凝土結構在土木工程中廣泛應用是必然趨勢。大體積混凝土結構作為一種新的混凝土材料，與傳統的混凝土相比，通常其水灰比例較小，并且具有相對較高的強度，持久性也較強，受到人們的青睞，使得其廣泛應用于土木工程建設中。雖然大體積混凝土結構受到外界承載影響較小，但是，其自身的干燥會引起自縮等問題，導致出現裂縫，進而影響整個土木工程的質量。因此，為了保證大體積混凝土結構在土木工程中應用時施工的質量，我們有必要進一步分析其施工技術。

1 大體積混凝土結構裂縫產生的原因分析

1.1 外界溫度變化的影響

溫度是造成大體積混凝土裂縫重要原因之一。在大體積混凝土澆筑施工過程中，澆筑的溫度往往隨著外界的溫度變化而發生變化，當溫度差異較大時，就會增加混凝土內外溫差，從而形成溫度應力，溫差越大，所造成的溫度應力就會越大，這樣裂縫產生的幾率就會增大，進而增大了整個工程施工質量問題的幾率。因此，在施工中應當控制這種溫差造成的溫度應力，從而盡可能降低大體積混凝土裂縫產生的概率，保證整個工程的安全性。

1.2 水泥水熱化的影響

這主要是指在水泥水化過程中，會放出一些熱量，而大體積混凝土結構的斷面相對較厚，具有相對較小的表面系數，這樣就會導致水泥水化產生的熱量不容易擴散，而是大量聚集在混凝土結構內部，從而導致其內部溫度越來越高，與外界形成一定的溫差，隨著溫差的加大，形成溫度應力，導致裂縫問題的出現。該影響因素與外界溫度變化的影響因素具有一定的共同點，即造成裂縫的原因都是由于溫差而引起的。但后者是受自然因素影響，前者是受到物理特定影響，具有本質的區別。

1.3 混凝土自縮的影響

自縮是造成裂縫的主要因素。一般來講大體積混凝土結構中水泥硬化會需要20%左右的水分，其余都會被蒸發，若蒸發的水分超過應該蒸發的量（即自縮值）時，就會引起混凝土自縮現象。顯然，大體積混凝土自縮與自縮值具有必然的聯系，一般情況下，所選用的材料對自縮值具有很大的影響因素，自縮值越大，混凝土發生自縮可行就會越大。例如，用礦渣制成的混凝土后期的自縮值較大，而相對細的材料制成的混凝土早期自縮值較大。此外，混凝土中的添加劑和摻和物等也是影響混凝土自縮的重要因素。

1.4 約束力較強

大面積混凝土的在土木工程中往往都是對厚重等物體進行整體澆筑的結構，這樣會導致地基對其的束縛力，這樣也可能會導致混凝土產生嚴重的裂縫問題，除此之外，混凝土內部也具有很強的約束力，亦即溫度應力。在施工時，也應當考慮外力和內力的約束情況，才能充分保證其質量。

2 土木工程中大體積混凝土結構的施工技術分析

2.1 溫度應力的控制

產生溫度應力主要有內部和外部的因素。因此我們可以從這兩個方面入手。第一，水泥的用量適當減少。由于水泥水化放熱現象時造成混凝土內部溫度應力的主要原因，因此，可以控制水泥的用量，從而減少水泥水化所產生的熱量，從而降低內部溫度應力產生的可能性。但在降低水泥用量的同時，為保證混凝土強度符合設計的標準，需要摻入一些如減水劑、混合材料等添加劑，還可采用較為先進的攪拌技術，從而使水化放熱充分擴散，從而到達有效控制溫度應力的目的。此外，還可積極的選用新的水泥材料，如粉煤灰硅酸鹽水泥等，可有效地降低混凝土內部水化熱的溫度變化。第二，澆筑溫度的控制。由于混凝土澆筑溫度隨著外部的環境溫度變化而變化，過大溫差就會造成溫度應力的發生，是外部因素的主要原因。因此，在大體積混凝土澆筑中，需要避免外部環境溫差過大的地區施工，避免在炎熱夏天進行，若非要在溫差較大、炎熱夏天施工，則需要采取一定的措施來降低混凝土澆筑的溫度，對混凝土進行冷卻處理。第三，強制降溫。在必要時，就需要對混凝土進行強制降溫，例如，可向混凝土內預埋的水管排入冷水來降低混凝土內部的溫度。從而減低大體積混凝土結構裂縫現象的發生。

2.2 抗裂性能的提高

在施工中除了加強溫度應力的控制，還應當采取一定的措施來提高大體積混凝土抗裂性能，從而保證整個土木工程建設的質量。通常，我們可以通過以下措施來增強其抗裂性能：

2.2.1 摻加添加劑

為了有效的控制混凝土的自縮值，在施工時就需要摻入一定量的添加劑來補償收縮混凝土，從而將自縮值控制在設計的標準范圍內。因此，在施工前就需要進行限制膨脹實驗，然后得到準確的限制膨脹率，從而按照嚴格的要求來進行補償措施，以保證大體積混凝土具有良好的抗裂性能。

2.2.2 添加增強材料

亦即添加增強混凝土抗拉的材料，常用的主要有有機和無機纖維、金屬纖等材料，能夠有效地提高混凝土的抗拉性和抗裂性。

2.2.3 增加配筋

合理添加配筋能夠有效地增強混凝土抗裂的性能。一般來講，直徑較小、分部間距較小的配筋使得混凝土抗裂效果更加理想。鑒于土木工程中大體積混凝土結構中間的配筋相對較少，可在相對薄弱的部位合理的布置配筋，從而有效的提高混凝土的抗裂性能。

2.3 約束力的控制

一方面，要減少內部的約束力。這就需要減少內部的溫度應力。除了上述的方法外，還可以使用保溫法，采用蓄水或覆蓋法等來有效的控制溫度，從而減低溫度應力發生的概率，在實踐中，這些方法都取得了很好地效果。另一方面，要減少外部的約束力。它主要是從地基對混凝土約束力的角度出發，目前常用的施工技術是采用設置滑動分層的方法，在兩者之間設置砂墊層或瀝青油氈，以減少地基對混凝土結構的約束，從而保證大體積混凝土結構能夠任意變形，降低裂縫發生的幾率。

3 結語

總之，隨著大體積混凝土結構在土木工程中的應用，其裂縫是施工中常見的通病，在實踐中，應當充分考慮到溫度應力和自縮性兩個主要因素，從而采取一定的措施，降低大體積混凝土結構裂縫發生的幾率，保證整個土木工程的質量。

參考文獻

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