大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術分析

周姝航

（太原學院，山西 太原 030032）

1 引言

大體積混凝土施工技術是影響整個建筑質(zhì)量的重要因素，因此，在施工過程中必須選擇適當?shù)氖┕ぜ夹g，并嚴格按照標準操作，以防止施工過程中出現(xiàn)混凝土裂縫。同時，要積極引進先進施工技術，提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術水平，確保高效、優(yōu)質(zhì)、安全地完成土木工程施工，促進土木工程的可持續(xù)發(fā)展。

2 研究意義

混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程中使用最廣泛的一種建筑形式，影響土木工程整體施工質(zhì)量，決定著土木工程整體后期使用價值。就土木工程實際施工而言，由于結(jié)構(gòu)特性不同，對混凝土結(jié)構(gòu)形狀和體積的要求也有所不同。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)類型，有些混凝土體積相對較大，并且比現(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)的體積標準要高得多，因此，要合理應用施工技術，嚴格控制施工過程，有效改善土木工程中混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和安全性。

3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)的特點

大體積混凝土是指在第一次混凝土澆筑時，澆筑的總量大于1 000m3的混凝土結(jié)構(gòu)。大體積混凝土結(jié)構(gòu)相對較厚，水泥的水化熱現(xiàn)象會更加嚴重，具體施工條件也更加復雜，容易發(fā)生溫度變形或建筑結(jié)構(gòu)開裂，如不能妥善處理，將直接影響整個建設項目的施工質(zhì)量。建筑過程中大體積混凝土建筑結(jié)構(gòu)的截面厚度至少要達到80cm，混凝土的使用總量相對較大，對施工工藝的要求更高。

4 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的種類

4.1 溫度裂縫

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因之一是施工過程中的溫度應力問題。在施工過程中，如果溫度發(fā)生顯著變化，則混凝土結(jié)構(gòu)會膨脹或收縮，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生溫度應力。混凝土的內(nèi)外溫度差越高，溫度應力水平越高。當澆注大體積混凝土時，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部水泥會發(fā)生水合反應，產(chǎn)生大量熱能使混凝土內(nèi)部溫度急劇上升。但由于混凝土外部溫度變化不大，內(nèi)部與外部之間的溫差變大，如果該溫度差超過25℃，則會出現(xiàn)混凝土裂縫。

4.2 收縮裂縫

裂縫本身會因為溫度變化而自行收縮。如果在澆筑混凝土后未正確固化混凝土，水合作用會消耗大量水分，使水泥凝膠孔減少，干燥效果隨之降低，出現(xiàn)嚴重的自收縮現(xiàn)象。浸沒混凝土內(nèi)部的水分不斷減少，會在結(jié)構(gòu)孔隙中產(chǎn)生很大負壓，導致混凝土出現(xiàn)裂縫。大體積混凝土在硬化完成后，表面水分的揮發(fā)快于內(nèi)部水分，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部的收縮率和變形率不同，產(chǎn)生特定的張應力，導致收縮開裂現(xiàn)象。

5 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的特殊性，在施工過程中容易出現(xiàn)裂縫，從而影響混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量并影響整個建筑物。在土木工程中，混凝土結(jié)構(gòu)施工產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾個方面。

5.1 地基因素

如果地基中存在不穩(wěn)定因素，施工過程中將難以保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。混凝土施工中使用的材料通常較重，如果地基下沉，一定會影響混凝土結(jié)構(gòu)，導致其產(chǎn)生裂縫，致使施工受阻，影響施工進度。

5.2 溫度因素

土建工程中應用大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術時，施工質(zhì)量容易受到溫度的影響。在大體積混凝土施工過程中，溫差較大時，溫度應力會增加，出現(xiàn)混凝土裂縫。

5.3 技術因素

在施工過程中，影響大規(guī)模施工質(zhì)量的重要因素：

（1）選擇適當?shù)摹⒃敱M可靠的施工技術。

（2）相關技術人員通過專業(yè)技能測試。如果施工技術不符合當?shù)氐牡刭|(zhì)條件或未按照標準流程進行施工，都會影響大體積混凝土的質(zhì)量。

5.4 混凝土自收縮因素

在土建工程大體積混凝土施工過程中，必須確保水分蒸發(fā)時內(nèi)外溫度差小于20℃，以保證澆筑后硬化混凝土的質(zhì)量，但在實際施工中，施工人員無法有效地蒸發(fā)水分，從而抑制了混凝土的收縮，出現(xiàn)混凝土開裂現(xiàn)象。同時，由于在建筑中使用大體積混凝土，通常需要添加一定量的添加劑和礦渣以提高混凝土的強度，使得施工人員更難控制混凝土水分的蒸發(fā)，導致混凝土開裂。

6 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術及分析

6.1 溫度應力控制技術

大體積混凝土施工過程中，相關技術人員必須實時測量和記錄混凝土溫度，作為施工依據(jù)。技術人員需要根據(jù)統(tǒng)計的溫度數(shù)據(jù)對大體積混凝土進行正確處理，以獲得最佳的質(zhì)量和強度。在測量混凝土溫度時，必須準確計算各層的溫度差，并將溫度特性與短期變化記錄下來。在溫度應力控制的過程中主要有如下兩種方法。

（1）減少水泥摻加量。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫主要是受水泥水化熱的影響而引起的，因此，適當減少混凝土材料中水泥材料的用量可以有效降低水泥水化熱，并避免內(nèi)部和外部的溫差過大。有效控制溫度應力，防止混凝土裂縫的出現(xiàn)。但減少水泥的添加量會對混凝土的強度產(chǎn)生一定影響，因此，必須添加其他材料，以使混凝土的強度滿足設計和標準要求。例如，可以添加減水劑，不僅使混凝土的強度滿足要求，且顯著降低了混凝土的水化熱。

（2）控制澆筑溫度。在混凝土澆筑過程中，澆筑溫度與外部環(huán)境有很大相關性。如果澆筑溫度過高，混凝土的水化速度就會過快，溫度應力也會增加。在大體積混凝土澆筑過程中應盡可能避免高溫，如避免混凝土澆筑工作在夏季中午進行。另外，可用冷水降溫，以有效降低澆筑溫度，降低溫度應力，有效防止混凝土裂縫的出現(xiàn)。

6.2 材料控制技術

大體積混凝土的材料控制技術主要有兩個方面：

（1）確保材料的質(zhì)量。建筑工人必須在施工前合理有效地混合大體積混凝土，以使其在使用的過程中能滿足各種強度和硬度要求。

（2）施工中注意控混凝土的溫度。為了在建造立柱混凝土時有效地控制混凝土溫度，應盡可能減少水泥和水的用量，并進行有效的通風，防止混凝土開裂。

6.3 混凝土澆筑技術

混凝土澆筑采用無縫施工技術，主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（1）充分了解工程設計后，結(jié)合施工經(jīng)驗實施項目，為確保項目質(zhì)量，提前計劃、制定并嚴格執(zhí)行科學的操作規(guī)范。

（2）縮短混凝土運輸時間，防止運輸環(huán)節(jié)的性能變化。

（3）在材料進入施工現(xiàn)場之前，必須進行科學測試，分析其性能是否符合使用要求，一旦發(fā)現(xiàn)問題必須及時更換，從源頭上消除風險。在運輸混凝土時，最好選擇泵送以確保現(xiàn)場澆筑的質(zhì)量。

（4）選擇合適的高度和厚度并控制細節(jié)，確保符合項目要求，降低潛在的安全風險。

6.4 混凝土振搗技術

混凝土澆筑后，必須對其進行振動和防裂處理。無縫施工技術的應用優(yōu)勢更為明顯。采用振動棒使混凝土結(jié)構(gòu)振動更充分，振動過程中嚴格控制振動時間，防止振動過大而影響混凝土的性能。根據(jù)需要適當?shù)匾腩A應力，充分發(fā)揮預應力作用，有效防止主體結(jié)構(gòu)開裂。不斷地研究、開發(fā)新技術，有效地處理裂縫，使建筑物更耐用、更安全、滿足使用要求。

6.5 抗裂性能提高技術

為避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，應合理配置各種原材料，從源頭上提高混凝土質(zhì)量。隨著科學技術的不斷發(fā)展，大體積混凝土施工技術方法也在不斷更新。在大體積混凝土施工過程中，為了更好地保證施工質(zhì)量和混凝土強度、滿足建筑設計的具體要求和標準，一定要注意混凝土的攪拌，保證各種材料充分融合，減少施工過程中因原材料引起的裂縫。可以使用檢測設備進行質(zhì)量檢查和維護，通過在混凝土中插入鋼筋來提高抗裂性。在使用鋼筋時，要掌握好分布間距，以提高抗裂性。

6.6 應力釋放技術

應力釋放技術即采用跳倉法施工。該施工技術可以有效防止混凝土溫差收縮開裂。應力釋放技術的應用效果非常好，但是缺點是應用范圍有限，如果大體積混凝土澆筑面積在40m2以上，則無法使用該技術。

6.7 養(yǎng)護與測溫技術

在澆筑完成后，必須加強溫度測量，最常用的方法是在混凝土中嵌入測溫線，每個測量點通常有3個溫度測量線。通常使用JDC-2電子測溫儀進行測溫。專業(yè)技術人員測量時，需要連續(xù)測量并記錄，繪制混凝土溫度測量曲線圖。隨著內(nèi)外溫度差的縮小，可以適當減少測量次數(shù)。根據(jù)溫度測量數(shù)據(jù)的分析并結(jié)合大體積混凝土的強度要求，采取合適的混凝土養(yǎng)護措施。混凝土養(yǎng)護采用灑水和潮濕覆蓋的養(yǎng)護方法，時間不得少于7d；對摻用緩凝劑或有抗?jié)B要求的混凝土養(yǎng)護不得少于14d。對于豎向混凝土結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護時間宜適當延長。大體積混凝土，養(yǎng)護不得少于14d，養(yǎng)護過程應進行溫度控制，混凝土內(nèi)部和表面溫差不宜超過25℃，表面與外界溫差不宜大于20℃。

7 結(jié)語

綜上所述，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量非常重要，要加強對大體積混凝土結(jié)構(gòu)的技術研究，選擇適合當?shù)厍闆r的技術方法，避免開裂現(xiàn)象的發(fā)生。只有保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，才能為建筑物的穩(wěn)定性和安全性奠定良好基礎。確保建筑物在使用后可以更加安全，同時保證其功能不受影響。