大體積混凝土蓄水池施工技術要點與細節問題分析

唐國偉

摘要：國內社會經濟持續發展背景下，企業用水量越來越大，為解決偏遠地區生產供水問題，需要就地建設蓄水池，以保證企業正常用水需求。本文對大體積混凝土蓄水池施工特點進行研究，針對施工技術要點和細節問題進行分析，旨在提高大體積混凝土蓄水池的施工質量，保證蓄水池的安全可靠使用，此次研究針對大體積混凝土蓄水池施工中常見問題進行探討，具有較好的實踐應用價值。

關鍵詞：大體積;混凝土;蓄水池;施工技術;要點

目前建筑行業最重要、最常見的建筑材料就是混凝土。為解決偏遠地區的企業供水問題，采用建設大體積混凝土蓄水池方法，能提供良好的蓄水供水作用。大體積混凝土蓄水池在施工建設中和常見混凝土工程施工存在技術工藝等方面區別。本文對大體積混凝土蓄水池的施工特點進行研究，針對施工技術要點和細節問題進行分析，旨在提高大體積混凝土蓄水池的施工質量，保證蓄水池的安全可靠使用。

1大體積混凝土概述

1.1大體積混凝土的定義

大體積混凝土是相對常見混凝土結構而言的概念，主要是混凝土施工中現場澆筑的體積、混凝土用量有較大的增長。但學術界對大體積混凝土并沒有形成統一的定義標準。國內對大體積混凝土的概念是依據混凝土工程的結構、尺寸、厚度等進行評價，特別是結合混凝土結構在水化熱反應下產生的中心溫度和表面溫度差距過大的溫度應力導致表面出現溫度裂縫等情況，需要以專業的技術措施進行施工控制，以保證混凝土的施工質量。國內關于普通混凝土配比設計規程、大體積混凝土施工、混凝土結構工程施工和驗收規范等規定中對此有具體要求。國內一般將混凝土工程的基礎最小邊尺寸在1-3米，混凝土結構建筑物的最小斷面尺寸大于1米時，認定為大體積混凝土。大體積混凝土結構施工，必須從施工尺寸出發，設計減少溫度差值的專業技術措施，通過合理科學控制溫度裂縫，保證大體積混凝土結構的安全穩固。

1.2大體積混凝土的特征

一是大體積混凝土具有混凝土材質的屬性和特點，抗拉強度和拉伸性較小，抗壓強度大于抗拉強度。二是大體積混凝土大的性質主要體現在其水化熱效應大方面。對剛澆筑完成的大體積混凝土，會因水化熱產生熱量急劇釋放，內部溫度急劇上升，此時混凝土結構的內部壓力、彈性模量都較小。但在水化熱反應逐漸結束，熱量釋放減緩，混凝土結構穩定和外界溫度基本平衡一致時，還不太結構的彈性模量會增加，在外界環境條件作用下因產生較大的拉應力產生混凝土結構裂縫。三是大體積混凝土結構受外界環境條件影響較大。在大壩、橋墩等大體積混凝土工程中，因混凝土暴露在外界空氣中、工作于水中，會因為外界環境產生過大拉應力，導致出現裂縫。四是大體積混凝土結構的內部鋼筋配置方向，一般水利工程使用大體積混凝土結構不設置內部鋼筋結構，因此內部拉應力會由混凝土結構全部承受。在其他建筑工程中，會按照設計要求進行大體積混凝土結構的內部鋼筋配置，設置內部鋼筋的大體積混凝土結構拉應力主要由鋼筋結構承受。

從大體積混凝土特點分析要發現，拉應力作用下產生的裂縫，是影響正常安全使用的主要問題。目前國內水利工程對大體積混凝土施工澆筑積累了大量的理論和實踐經驗，在大體積混凝土施工中具有很好的質量控制措施。但在建筑工程施工中，大體積混凝土施工還存在一些需要優化改進的問題，主要是針對裂縫進行有效的技術控制。

2 大體積混凝土蓄水池施工技術要點分析

2.1混凝土攪拌站技術要點

目前主要是委托具有資質條件的混凝土攪拌站提供需要的大體積混凝土施工所用的材料。在委托中要針對蓄水池的施工要求，設計混凝土的類型、強度抗滲性能等指標，明確混凝土輸送方法和時間要求，對混凝土澆筑中的坍落度、施工中混凝土入模穩定要求等進行細化，確保攪拌站提供合格的混凝土施工原材料。其中技術要點主要是：一是要加入摻合料增強混凝土的強度、抗滲性能等指標。按照大體積混凝土的性能需要進行摻和，一般采用二級粉煤灰，摻入量小于20%，硅粉參入量小于3%。二是混凝土送達現場施工時，在泵送參數為80-140毫米時，坍落度偏差在正負15毫米范圍內，總損失不大于60毫米。三是科學控制混凝土的水灰比，一般要求控制在0.45-0.55范圍內，用水量保持在每立方米170公斤的標準。混凝土最小水泥用量不能少于每立方米300公斤。對摻入活性粉料的混凝土水泥用量也不能少于280公斤。混凝土初凝時間控制在8-10小時，終凝時間要在初凝完成后2-3小時完成。混凝土澆筑溫度要控制在25攝氏度左右，依據此溫度來計算混凝土從攪拌站出廠的溫度。

2.2混凝土外部管理條件

選用和大體積混凝土蓄水池施工需要相匹配，具有足夠生產能力的凝土攪拌站，保證混凝土施工能不間斷進行。施工時需要有技術人員在攪拌站進行技術和產品量的監管。特別要求攪拌站做好混凝土運輸車的調配，做好混凝土攪拌車在城區運行的相關手續，避免混凝土罐車運輸問題導致混凝土施工停工，產生后續施工質量問題。

2.3大體積混凝土蓄水池施工作業條件

一是要依據蓄水池的施工方案選定大體積混凝土澆筑方式，采用分段流水作業方式，細化澆筑程序、混凝土運算方式、安全施工交底等技術要求。通常施工流水作業從西北方向開始，分層以放射狀進行施工推進，要保持施工中連續作業，避免發生冷縫問題。二是做好施工現場的相關技術支撐。施工現場要配備臨時用電設備保證電能和照明需要，確保不因水電不通中斷混凝土澆筑施工。施工通道和混凝土車施工道路都要保證安全可靠，針對混凝土施工中需要使用的鋼筋模板、伸縮縫、沉降縫、加強支檔等提前進行質量驗收，保證施工中正常使用。提前清理混凝土模板內部，提前一天對模板內部的墊層、防水保護層進行噴水以保持濕潤，但不能存在積水現象。三是保證現場施工人員都具有專業的從業資格證和上崗證，熟悉現場施工程序和要求，確保現場施工作業按照設計要求有條不紊的推進。

2.4大體積混凝土蓄水池澆筑技術要點

一是澆筑中采用厚度在300-500毫米的分層分段、斜面分層的連續澆筑方式。分段施工中采用踏步式推進，踏步寬度控制在1.5-2.5米范圍內。二是澆筑時間必須在設計方案要求范圍內完成，嚴格執行計劃、施工、檢查和整改循環的施工方式。提前進行摻加劑實驗，避免因添加摻加劑導致混凝土初凝時間減少。三是澆筑方向從較低處出開始，沿著蓄水池長邊從一端向另一端推進，逐層澆筑后上升施工。也可采用從中間向兩端推進的施工作業方式。一定保證在底層混凝土的初凝之前完成后續層面的混凝土施工，避免發生冷縫問題。

2.5大體積蓄水池混凝土的養護技術

蓄水池的側面鋼木結構模板在施工中要設置保溫層，在利用磚石構建側部模板時，要在正式澆筑之前完成回填。采用蓄水進行混凝土結構養護時，混凝土表面完成初凝之后覆蓋塑料薄膜，在完成終凝之后進行注水蓄水，深度保持在80毫米之上。混凝土表面溫度和養護水溫的溫差控制在20攝氏度以內，如果溫差過大就注入一定量的熱水減少溫差。

2.6混凝土的測溫

為盡可能避免大體積混凝土的內外溫差超過25℃或以上而導致溫度裂縫問題的出現，需要相關人員提起重視，能夠及時掌握和明確內部的實際溫差變化情況，于混凝土內不布置相應的測溫點，實時監視溫差的波動情況，在實際進行混凝土澆筑工作期間，如果正值春季，溫度不高也不低，需要在混凝土的表面覆蓋一層塑料薄膜或是一層槽帶，根據測溫的數據為基礎，明確覆蓋材料的增減和澆水的次數。此外，還需在墻板部位設置多個測溫點，數量為20個左右，塑料薄膜下也要相對應的設置同數量測溫點，大氣溫度測溫點設置1個即可;應用相應的熱電阻和電子測溫儀進行數據的監測。一般情況下，根據實踐研究表明，3天內大體積混凝土的溫差變化波動最大，因此測溫工作需要從開始水池墻板混凝土澆筑完成后12小時開始。在前5天每隔兩小時進行1次檢測，每天不少于共計8次的檢測工作。此后要隨著混凝土強度的增強和溫度的下降減少測溫次數，但都不可少于1天3次，在測溫時需要記錄以下5個數據：第1點，混凝土的入模溫度;第2點，每次測溫的時間，各測溫點的內外溫度值等數據;第3點，不同部位保溫材料的覆蓋和去除的時間;第4點，進行澆水養護或恢復保溫的具體時間;第5點，發生異常情況和溫差過大問題的時間。通過大量工程溫度實測數據研究表明，基礎底板的溫度測點，其混凝土的內部和表面溫差均在25℃以下，只有兩個測溫點的溫差超過了28℃，之后通過采取針對性的措施，即為局部停止澆水養護和覆蓋雙層的甘草帶，1小時內可以通過提升混凝土的表面溫度來使得內外溫差有所降低，達到理想的應用效果。

3大體積混凝土施工細節問題分析

大體積混凝土施工時，因為結構中溫度變化產生較大應力，是導致混凝土結構出現溫度裂縫的主要原因。對溫度的控制是大體積混凝土施工中需要高度重視的施工細節問題。主要控制方法如下：

3.1控制水泥水化熱反應

導致大體積混凝土出現裂縫的原因比較多，但主要是因為大體積混凝土的導熱性能不好，水泥發生水化熱反應之后，產生大量熱量聚積，導致混凝土出現早強升溫、后期降溫的情況。或者是在混凝土降溫收縮時產生較大拉應力，在混凝土內部產生較大的貫穿裂縫，因此水泥水化熱反應是大體積混凝土產生裂縫的主要因素。控制方法是選用不易產生溫度過量的低溫、中溫水泥類型。如果在使用升溫比較顯著的硅酸鹽、普通鹽酸類型水泥時，采用相應措施減緩水泥出現水化熱反應。避免釋放過多熱量。

3.2控制大體積混凝土的自身收縮

混凝土收縮是混凝土硬結過程中出現的整體體積縮小情況。這種縮小導致的變形，如因外部環境的約束條件，會對混凝土產生較大的拉應力，導致混凝土出現開裂情況。解決辦法是在混凝土硬初期，減少水泥水化凝固過程中產生的體積變化，在硬結后期注意對混凝土的水分養護，避免混凝土內部水分過度蒸發引起混凝土結構收縮變形。

3.3優化大體積混凝土的施工工藝

目前國內對于大體積混凝土的施工已經形成了調倉法、分層澆筑等比較成熟的工藝，通過采用先進的振搗設備，嚴格施工標準，能有效減少混凝土裂縫的發生。要注意大體積混凝土每次澆筑的厚度不能超過500毫米，如果混凝土厚度超過這個值就采用分層澆筑法。要在蓄水池底板混凝土施工中采用分層澆筑法，以1：6的斜坡施工方式進行分層推進。在混凝土施工中注重對振搗節奏和頻率的控制，依次進行均勻振搗，避免跳躍振搗影響施工質量。

3.4控制大體積混凝土的內部和表層溫差

在研究中發現，大體積混凝土施工中水化熱反應會讓結構中心部位的溫度遠遠高于表層溫度，過高的溫差是導致出現裂縫的主要原因。因此要在澆筑中控制中心溫度和表層溫度的溫差不超過20攝氏度，要依據混凝土結構的厚度、原材料進行科學計算，控制中心溫度，采用蓄水養護等方式進行表層溫度控制。

基于以上研究，本文認為大體積混凝土蓄水池施工過程中，可以通過控制水泥水化熱反應、控制大體積混凝土的自身收縮、優化大體積混凝土的施工工藝、控制大體積混凝土的內部和表層溫差等措施，不斷提高施工質量。

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