建筑工程大體積混凝土結構施工技術

文/陳凱明 廣東省勃誠建設有限公司 廣東韶關 512000

目前，我國的經濟發展勢頭良好，人們的物質生活水平大幅提升，因此，人們對于生活、工作以及娛樂環境的要求越來越高，這客觀上就對建筑行業的建筑施工提出了更高的要求。大體積混凝土施工技術在建筑工程施工中是一項極為重要的部分，雖然其應用在建筑工程中已有相當長的時間，施工技術逐漸趨于完美，但是仍存在一些問題，譬如混凝土裂縫控制。因此，就需要嚴格把控施工過程，保證施工質量，確保建筑工程項目整體的穩定性。

1、工程概況

某建筑工程是一座集商業和辦公為一體的現代化建筑，建筑設計地下一層，地上裙樓為四層，共兩座建筑，a座建筑設計為26層，b座建筑設計為31層，總建筑面積為76700余平方米。建筑結構設計為框式剪力墻結構，建筑設計負一層建設為停車場，并配備消防水池、水泵室、配電室以及發電室，四層裙樓計劃為商業場所，五層及以上為辦公場所。負一層建筑設計使用C40防滲混凝土，抗滲等級需要達到0.8Mpa，基礎底板施工需要混凝土大約4000立方米。水泥按照設計要求計劃使用礦渣硅酸鹽水泥，標號525#，粗骨料使用粒徑10～20mm的碎石，細骨料采用平均粒徑0.5mm左右的中砂。

2、建筑工程大體積混凝土概述極其特點

2.1 建筑工大體積混凝土概述

《JGJ55-2000普通混凝土配合比設計規程》定義大體積混凝（mass concrete）土為：混凝土結構物實體最小尺寸等于或大于1m，或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致裂縫的混凝土[1]。大體積混凝土與普通混凝土有所區別，主要是由于大體積混凝土中水泥水熱化會釋放熱量，由于體積較大，其內部熱量散失相對較慢，內外溫差過大，就極易導致混凝土開裂，因此在大體積混凝土施工過程中需要采用相關的溫度控制措施。

2.2 建筑工程大體積混凝土的特點

建筑工程大體積混凝土的特點主要表現為兩個方面，其一是其體積大，按照《JGJ55-2000普通混凝土配合比設計規程》中規定，建筑工程大體積混凝土中最小的結構需要等于或大于1m。這就導致其施工過程中混凝土內部產生的熱量很難散失，混凝土內外部溫差大就會形成溫差感應力，極易造成混凝土裂縫。其二是施工難度大，通常需要使用大體積混凝土結構施工的都是規模較大的工程，因此其質量要求極為嚴格。在本工程中，高層建筑中大體積混凝土結構通常都是承重結構，其重要性不言而喻，因此施工過程中質量要求就更加嚴格，這就造成了其施工難度相對較大。

2.3 建筑工程大體積混凝土產生裂縫的原因

建筑工程大體積混凝土施工產生的裂縫主要有貫穿裂縫、深層裂縫以及表面裂縫這三種情況。造成混凝土出現裂縫的主要因素課分為內部因素和外部因素，內部因素主要包括水泥水化熱和混凝土干燥收縮，外部因素主要是外部其他約束條件的影響。下面具體進行分析：

2.3.1 水泥水化熱

水泥在凝固過程中是一個緩慢釋放熱量的過程，在此過程中一克水泥大約會釋放350～460J的熱量，這些熱量聚集在大體積混凝土內部難以得到散發。這就會導致大體積混凝土內部溫度逐漸上升，一般會達到20～30℃，如果混凝土體量大，其溫度甚至會更高。在進行完混凝土澆筑后的3～5天內，混凝土內部溫度會逐漸上升，導致混凝土內外部形成較大的溫差，降溫過程中，混凝土內部就會對混凝土外部的收縮形成一種約束，導致混凝土表面會產生極大的拉應力。如果混凝土在初期的凝結強度不能有效的抵抗混凝土表面產生的拉應力時，就會導致混凝土產生裂縫。

2.3.2 干燥收縮

在混凝土凝固的過程中，有75%以上的水分需要蒸發，這個過程通常不會引起混凝土收縮，但是如果混凝土過干燥，從而形成吸附水脫水時，所造成的收縮會造成極為嚴重的影響。大體積混凝土的表面收縮較快，內部干燥收縮相對較慢，因此，表面的干燥收縮將受到內部干燥收縮的影響，這會在混凝土表面形成一種拉應力，從而會導致混凝土產生裂縫。

2.3.3 外部的約束條件

大體積混凝土結構在出現裂縫的過程中往往會受到外部的一些約束條件的影響。譬如，在大體積混凝土澆筑在地基或者老混凝土上時，若沒有采取相應的隔離層之類的放松約束的措施，在混凝土冷卻收縮時，受地基的影響，混凝土內部會產生巨大的拉應力，從而導致混凝土出現裂縫。此外，這種裂縫的出現往往在混凝土澆筑之后的2～3個月左右，甚至更長的時間內，而且這種形式的裂縫通常比較嚴重，甚至可能是貫穿裂縫，這會對工程整體的質量和穩定性造成極大的影響。

3、建筑工程大體積混凝土結構施工技術

3.1 大體積混凝土配置

大體積混凝土施工與普通混凝土施工一樣，在施工之前都需要按照設計要求準備原材料。為了控制混凝土裂縫，通常都會選擇水化熱相對較低的混凝土，同時還需要加入一些粉煤灰和外加劑，這樣水泥就不易結塊，可以有效保證施工質量。骨料用量大致需要占到混凝土總體積的80%～83%，由于還需要加入外加劑，因此混合混凝土時使用的水也要符合使用標準，水中不能含有有害物質，以免影響外加劑的效果。需要注意的是各種材料的選用都需要嚴格保證其質量，針對水泥和外加劑都嚴格復查檢驗單，嚴格控制其用量。本工程中混凝土用料具體如下表1：

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3.2 大體積混土澆筑

大體積混凝土結構澆筑技術目前常用的主要有兩種，分別是分層連續澆筑法、推移連續澆筑法，在施工過程中無論采用哪一種施工方式，都需要嚴格按照施工流程和要求進行施工，保證施工過程中不要出現縫隙，從而影響施工質量。被本工程中主要采用的是分層連續澆筑的施工方式，這種施工方式方便進行振搗，可以有效保證施工質量，同時還可以利用混凝土各個層面進行散熱，降低因水泥水化熱導致混凝土內部溫度升高對混凝土質量造成的影響。施工過程中主要需要注意這幾點，其一是對于混凝土表面的浮漿和松動的石子要進行徹底清除。讓粗骨料均勻的漏出；其二是在進行下一層混凝土澆筑前，要將當前混凝土層表面沖洗干凈，使其保持濕潤的狀態，但是必須確保沒有積水；其三是如果采用的是非泵送和流動度相對較低的混凝土，進行下一層澆筑時，需要利用接漿的方式。

3.3 混凝土養護與測溫

在完成混凝土澆筑后，需要做好測溫工作，本工程中采用的是在混凝土內部埋設測溫線的方式（如下圖所示），通過對混凝土內部的溫度進行實時監測，從而有針對性的采取一些養護措施。通常具體的養護措施主要分為兩部分，一是進混凝土行外部保溫，二是加快混凝土內部散熱。混凝土外部保溫主要是通過在混凝土表面覆蓋草簾之類的東西，保證混凝土表面的溫度不會過低，從而與混凝土內部溫度形成較大的溫度差；加快混凝土內部散熱主要是通過在混凝土澆筑前埋設冷卻水管道，在澆筑完成后利用水循環的方式，使混凝土內部產生的熱量加快散失，保證混凝土表面和混凝土內部的溫度差不超過20℃。

圖1 混凝土測溫線

結語：

綜上所述，隨著社會經濟的發展，人們對于建筑的要求必然是越來越高的，因此，在建筑工程中采用大體積混凝土結構施工技術是必然的選擇。但是鑒于其施工難度相對較高，因此在施工過程中需要嚴格管控，最大程度的避免出現混凝土裂縫，保證工程質量。在施工過程中從施工前材料準備到施工過程中的技術選擇，以及后期的養護與測溫，都需要嚴格按照相關的流程執行，尤其在后期養護與測溫過程中，要密切關注混凝土內部溫度變化，發現異常情況，及時采取措施。