淺談城市隧道大體積混凝土施工質量控制

江蘇省高郵市建設工程質量監督站,江蘇 高郵 225600

應用大體積混凝土開展城市隧道工程施工，不僅要確保結構的抗滲性、剛度、強度等性能符合要求，還要注意對混凝土硬化時內部材料水化放熱導致的溫差進行控制，避免由于溫度應力而出現裂縫、大體積混凝土要用的水泥較多，所以水化后引起的收縮應力與溫度應力也比較大，這正是裂縫產生的原因。施工單位要從選用原材料、控制施工環節等方面著手嚴格落實施工質量控制措施，減少混凝土的約束力與內外溫差，提高施工質量與施工安全性。

1 大體積混凝土及其應用范圍

1.1 大體積混凝土的定義

混凝土結構物實體的最小幾何尺寸再1m 以上的大體量混凝土，或者預測會由于凝膠材料水化造成的溫差與收縮而出現有害裂縫的混凝土就是大體積混凝土。

1.2 大體積混凝土的應用范圍

大體積混凝土并非指混凝土的總方量大，而是涉及邊長、厚度和體積三個方面。通常情況下，如果混凝土的厚度在1m以上，邊長在200mm 以上，且體積在400m3以上，那么就將其歸類為大體積混凝土。如果工程項目施工中采用的施工技術或現場的施工條件需要控制混凝土的凝結時間，那么也要當做大體積混凝土落實施工質量控制措施。目前大體積混凝土的應用范圍十分廣泛，包括隧道、承臺、大型橋梁結構、水利大壩、大型設備基礎、高層樓房基礎等都要用到大體積混凝土施工［1］。

2 城市隧道大體積混凝土的施工質量控制措施

2.1 科學選用混凝土原材料

在選擇大體積混凝題的施工材料時，首要條件就是水熱要低，如粉煤灰水泥、礦渣水泥等都比較適合，另外還要通過加入外加劑、加入混合料等途徑限制水泥使用量，避免產生過多水化熱，造成較大的內外溫差。在確保混凝土強度達標的基礎上，加入適量緩凝減水劑，少用一些水泥，緩解膠凝材料的水化放熱，可以促進混凝土內部溫度散發，從而降低內外的溫度差。施工人員可以在冷卻集料上澆水來控制溫度，尤其是冷卻粗集料效果更好，澆水后其溫度降低，形成的混凝土初始溫度也比較低，在水泥水化放熱時，粗集料可以吸收熱量，避免混凝土內部過熱。若施工在炎熱的夏季進行，施工單位要注意搭建棚子存放材料，或者用遮光布覆蓋，以免陽光直接照射導致溫度升高［2］。

2.2 嚴格控制各個施工環節

在大體積混凝土的澆筑施工中，合理控制澆筑厚度與施工進度能促進散熱。首先要將澆筑厚度減小，這樣方便散熱，還要精細施工、緩慢澆筑，有助于散發水化產生的熱量，避免由于混凝土內部與外部溫度差過大而產生裂縫。另外還要控制澆筑溫度，施工人員可以加入一些卵石、毛石等起到吸熱作用，而且還能減少材料用量，但要注意比例的控制，而且石塊的強度。抗凍性等性能要達標。可以用冰水作為拌合水，或加入一些冰塊，讓澆注溫度在10℃以下。降低溫度后，拌合物的用水量也會減少，所以有助于配合比，而且能使初凝溫度降低。若施工時天氣寒冷或氣溫驟降，需要做好保溫措施，注意養生，以免由于外界溫度降低導致內外溫差增加，造成混凝土裂縫［3］。

2.3 改善混凝土約束力條件

如果大體積混凝土的構件平截面太大，澆筑耗時過長，難以在前層混凝土可以重塑或者初凝前結束次層澆筑，施工人員應先劃分區塊再澆筑。首先，分塊必須合理，每一塊的面積都要在50m3以上，高度則最好再2m 以下，各區塊彼此間的豎向接縫要平行于平截面的短邊，并且垂直于長邊，上層與下層相鄰混凝土之間的豎向接縫要相互錯開，形成企口。而且要當做施工縫加以處理、再大型混凝土基礎的施工中，為避免受到嵌固作用的影響，可通過鋪設卷材、刷瀝青等形式將滑動層設在基礎混凝土和墊層或者巖石地基之間，將約束力釋放出來，降低其對混凝土造成的拉力。除此之外，要運用二次投料法進行澆筑，重視早期養護工作。科學控制骨料級配與混凝土的泥沙含量，加入適量膨脹劑，充分振搗，按照結構形狀在容易出現裂縫的位置添加構造配筋，使混凝土的抗拉能力提升。

2.4 控制溫度提高抗拉強度

外界溫度變化是影響大體積混凝土施工質量的一個重要因素。當外界溫度較高時，混凝土澆筑溫度也會比較高，隨著外界溫度降低，混凝土表面溫度也隨之降低，尤其是氣溫突然大幅下降時，混凝土外層和內層間會形成較大的溫度差，不利于后續施工。目前比較有效的控溫途徑就是控制混凝土中膠混材料的數量與種類，讓標號低的水泥1 周齡期的水化熱≯0.081w/g，5 周齡期水化熱≯0.093w/g。另外，選擇粉煤灰、火山灰的混合材料取代膠混材料能夠緩解溫度升高，具有降溫與延緩發熱的作用，只是要延長冷卻水管的使用時間。倘若可以將膠混材料在配合比中的使用量控制在140kg/m，那么大部分混凝土的溫度升高都能限制在19℃以下，同時可以大大減少裂縫的產生。在城市隧道大體積混凝土施工中，技術人員不能只根據自身經驗控制溫差來減少裂縫，而要注意溫差和溫度應力的雙重控制，通過雙管齊下從根本上杜絕裂縫的產生，尤其是貫穿性裂縫。施工單位在施工時要將質量控制措施落實于各個環節，在準備階段就要科學選擇原材料，合理控制外加劑的用量。必須注意不能加入過量的緩凝劑，這樣混凝土無法在預訂時間內終凝，強度也無法滿足要求，所以要加入適量緩凝劑，確保在工期內完工，增加經濟效益。

2.5 注重混凝土的定期養護

組成混凝土施工的重要部分之一就是養護，對于大體積混凝土施工而言，養護工作更是必不可少的。進行正常養護時，混凝土的齡期約長其強度也會隨之提高，這是因為膠凝材料一直在發生水化，濕度條件、溫度條件等都會影響水化速度。

3 總結

綜上所述，在城市隧道工程中，大體積混凝土的施工質量會受到多方面因素的影響，所以施工單位必須將質量控制措施貫徹于整個施工過程之中，科學選用混凝土原材料、嚴格控制各個施工環節、改善混凝土約束力條件、控制溫度提高抗拉強度、注重混凝土的定期養護。通過采取種種措施為工程質量提供保障，避免發生大體積混凝土危害，提升施工的安全性與工程的穩定性，延長城市隧道的使用年限，增強企業的經濟效益以及長遠的社會效益。