建筑工程中大體積混凝土結構施工技術與要點分析

文／隗艷 北京格林雷斯環?？萍加邢薰?北京 100000

引言：

在當前建筑工程建設中，大體積混凝土結構施工是很重要的一項內容，這與新時代下的建筑工程需求有著緊密聯系。與其他工程建設相同，大體積混凝土結構施工技術也是獲取較好施工效果的關鍵，結合實際工程經驗發展，在應用大體積混凝土結構施工技術進行施工時，各環節技術要點需要得到很好把握，同時也需要盡可能多地考慮到外部因素帶來工程施工的不利影響。規避風險與不利因素，被視為提升施工質量的關鍵要素，同時也是把握施工技術要點的重要元素。文本所探討的大體積混凝土結構施工技術應用，其要點不僅僅來自于技術本身，也有因操作方式不當所引發的質量問題，比如溫度參數、對外添加劑的選擇與使用等。

1、建筑工程大體積混凝土結構施工概述

1.1 大體積混凝土結構

大體積混凝土結構在當前建筑工程中應用較多，因為施工所需要的混凝土量非常多，所以被稱作大體積混凝土結構，體積大和結構厚實是它的主要特點。為確保工程質量，施工中對混凝土配比、澆筑和振搗等操作要求會很好，養護也是很重要的一個環節?；谝酝胀ɑ炷两Y構施工經驗，裂縫、結構性能、結構強度等問題，在大體積混凝土結構施工中會更多受到關注。除了要有適合的施工方法和施工技術做支持外，各種參數也是很值得去注意，比如溫度參數、材料參數等。因此，目前人們所總結出的大體積混凝土結構施工要點包括：混凝土配比、混凝土澆筑、混凝土振搗、混凝土養護、施工溫度、材料質量、技術應用情況等。

1.2 大體積混凝土結構材料特點

通過前面分析我們知道，體積大和結構厚實是大體積混凝土結構施工的主要特點，對整個施工工藝要求也比較高。結合實際施工經驗我們發現，致使大體積混凝土結構發生變形的主要因素之一是過高的水泥水化熱溫度，界限溫度為25℃，只要不超過這個溫度，混凝土結構發生變形的概率就會很低?；炷两Y構發生變形會直接導致裂縫產生，裂縫產生除了與溫度有關外，也與結構平面尺寸大小有關。深層裂縫、表層裂縫和貫穿裂縫是比較常見的三種裂縫類型，相比較而言，表層裂縫所帶來的危害較小，深層裂縫和貫穿裂縫所帶來的危害較大。深層裂縫會給混凝土結構的完整性造成破壞，貫穿裂縫較容易使大體積混凝土形成斷面，嚴重影響其可靠性。

2、大體積混凝土結構施工質量影響因素

2.1 混凝土體積變化的影響

在物理作用下，混凝土本身的形狀會發生一定的變化，同時會產生體積的變化。通常來說，這種變化具有明顯的不確定性，體系變化的量也無法提前進行預測。而在化學作用下，混凝土材料會發生侵蝕作用，也會造成體積變化的情況。這種變化通常與外界環境條件、材料特征之間具有密切的聯系。

在大體積混凝土結構施工的過程當中，施工人員通常會在材料當中加入一定量的抗滲材料來提高混凝土整體的抗滲性能。如果沒有加入該材料的話，大體積混凝土在使用的過程當中就會出現抗滲性差的情況，導致一些具有腐蝕性和滲透性的溶液進入到混凝土內部，導致混凝土本身的質量發生變化，進而出現體積的變化。具體來說，這個過程中大體積混凝土的體積變化主要會經過三個階段。第一個階段是在初凝期；第二個階段則是從初凝期到終凝期；第三個階段則是在終凝期之后和養護期。

2.2 混凝土收縮的影響

無論是大體積混凝土結構還是其他的材料，都會出現熱脹冷縮的特性。這也說明了混凝土材料會隨著溫度的變化而出現變化，當混凝土內部溫度不斷下降之后，該結構就會出現收縮，從而產生開裂。常見的收縮主要包括以下五種。

（1）干燥收縮

在施工的過程當中，如果環境的濕度比較低，空氣比較干燥的話，大體積混凝土的內部與外界環境之間就會形成毛細滲透壓，在該滲透壓的影響下，混凝土內部的水分會通過凝膠孔散發出來，導致混凝土當中水分的快速蒸發，使其出現干縮的現象。研究發現，大體積混凝土的干縮率與其自身的孔隙率具有直接的關系，孔隙率越高、干縮率也越高。

（2）自收縮

這種收縮是由于混凝土材料自身而導致的。在這個過程當中，水泥在水化過程當中會產生一定的熱量，溫度的升高使得混凝土內部的水分在較短時間內被蒸發，從而出現自干燥的問題。在自干燥的影響下，混凝土內部會產生一定的空隙負壓，從而導致其出現自收縮的問題。

（3）塑性收縮

具體來說，大體積混凝土在硬化之前，通常會經歷一個塑性比較強的階段，這個階段的特點是混凝土當中水膠比例低、自由水分少。大體積混凝土結構當中所使用的高強度混凝土材料不會出現泌水的問題，但也正是這樣導致大體積混凝土在塑性階段失水速度高于普通混凝土，進而會引發較強的收縮作用。

（4）化學收縮

對于物體來說，存在形態發生變化之后，體積通常會出現相應的變化。大體積混凝土由液體狀態轉變為固體狀態之后，質量不會發生變化，但是體積會有所增加。這使得混凝土內部會出現以下細小的毛孔。對于大體積混凝土來說，為了增加強度、減少水化熱量，會在材料當中加入其他材料、減少水泥含量，因此大體積混凝土所產生的化學收縮作用通常會比較小。

（5）溫度收縮

如果大體積混凝土當中使用水泥數量比較多的話，在水泥水化的過程當中就會釋放出大量的熱量，使混凝土結構的溫度快升高，最高可以達到75 攝氏度。在如此高溫的情況下，混凝土就會發生嚴重的熱脹冷縮現象，溫度收縮也更為嚴重。在溫度下降、回歸正常溫度的過程當中，大體積混凝土就會出現裂縫的問題。

2.3 混凝土徐變的影響

混凝土徐變指的是結構隨著時間變化而發生的形變情況。對于大體積混凝土來說，在經過徐變之后通?？梢赃_到3 倍左右的變化量。這會導致混凝土分子之間的相互約束力降低，從而產生應力松弛的情況。雖然徐變可以有效降低水泥水化所產生的熱量，但是它也會導致混凝土新變量的快速增加。在自重的作用下，混凝土的形變量也會進一步被加劇。

3、大體積混凝土施工技術要點分析

3.1 施工原材料質量控制

對混凝土原材料進行嚴格選擇和購買，是保證施工原材質量得到有效控制的關鍵。為了不使后續施工因混凝土材料質量問題而受到影響，高質量混凝土供應的連續性需要在施工準備階段便得到確定。合格商品混凝土原材料見表1。

表1 混凝土原料質量控制

在試配混凝土時，水泥類型選擇很重要，除了地熱水泥和中熱水泥可以用來作為施工原料外，收縮性較小的水泥和微膨脹水泥也可以作為考慮重點。

在外添加劑使用方面，結合被選擇施工材料和施工要求來挑選外添加劑，可進一步提升工程質量。原因在于，在大體積混凝土機構施工中，加入一定量添加劑于混凝土，可有效改善原始混凝土特性，控制其溫度變化，減緩使其水化熱釋放速度，延緩溫度峰值出現的時間。另外，也可一定程度減少水泥用量，比如向混凝土中摻加足量粉煤灰，既能夠改善混凝土特性，又降低了水泥用量，同時也減少了水化熱。但需要指出的是，粉煤灰會對混凝土早期強度造成消極影響。

為避免因材料質量問題而導致的工程質量問題發生，與大體積混凝土施工有關的所有材料，都應經過質量監督體系認證。大體積混凝土施工的溫度把控情況見表2。

表2 混凝土的溫度控制

3.2 施工技術控制

降低入模溫度和有效控制內外部溫差，是大體積混凝土施工技術控制的主要內容。實際施工中，需要將伴合水溫度控制在合理區間內；做好沖水工作和防曬保濕措施，可有效實現對骨料的降溫，以及解決混凝土暴曬問題。在預防裂縫問題上，降低溫度是主旋律，一般需要借助冷水循環模式來完成，可明顯提升混凝土冷卻效果，從而減小內外溫差應力作用。除此之外，還需要努力做好混凝土成品養護工作和保溫保濕工作。結合大體積混凝土實際工程具體的施工質量要求和性能標準，選擇合適的覆蓋材料。

3.3 澆筑技術

混凝土澆筑時大體積混凝土結構施工中很重要的一個環節。施工中，首先需要對結合總體施工要求和工程內容，對工程結構與鋼筋疏密程度等方面進行全面綜合分析，選擇相適應的措施和方式來進行澆筑，要保證每個施工位置都能應用到最適宜的施工技術，從而取得比較理想的澆筑效果，進而實現對施工技術的不斷優化和創新。

底板澆筑施工適合采用斜面分層澆筑技術，平面分條與斜面分層操作見圖1。

圖1 分層澆筑示意圖

在通過底板下口進行澆筑操作時，需要堅持循序漸進的原則，保證每一層的操作過程都要按照從下到上、找坡澆筑的模式來進行。同時，在層間澆筑的間歇過程中，如果間歇時間過長或者超過了混凝土初凝時間，則需按照施工縫進行處理，這會使澆筑可靠性得到保證，進而提升施工質量。

通過不斷提高施工要求來獲得更好的工程質量是當前大體積混凝土結構施工的主要任務之一，過程中，工程質量控制手段和施工方法也會得到相應優化與改進，而這些內容的實現都需要在基礎要求被滿足的前提下來完成，比如按照60天的強度來進行施工。另外，還需要重視水泥使用情況，如前文所提到的地熱水泥和中熱水泥，以及粉煤灰等外添加劑，這對提升水泥防水性能時很有幫助的。在夏季施工時，要科學的降低大體積混凝土的原材料溫度，在內部預埋管道，要善于使用水冷散熱的方法來實現降溫，這樣可以有效提升大體積混凝土的澆筑效果。

3.4 混凝土振搗

密實與平整是混凝土振搗操作的理想效果。具體操作時，需要將插入式振搗器插入進澆筑帶，然后根據混凝土自然形成坡度形狀，按照前、中、后三部分區域來對全部振動器進行布置，這樣會使鋼筋混凝土的密實性得到保證。在夜間進行振搗操作時，照明燈是必不可少的工具，其所釋放出的光線應能夠照射到底層鋼筋位置。混凝土進行振搗時振動棒需要上下抽動，把混凝土上下振動均勻，每次振搗效果達到混凝土表面均勻、平整，以不再出現顯著沉落和氣泡為準（如圖 2所示）。需要指出的是，為了避免使振搗器與結構鋼筋、管道和各種預埋件發生不必要的碰撞，振搗作業時需注意使振搗器與鋼筋、管道和各種預埋件保持一定距離。

圖2 混凝土振搗示意圖

結語：

通過對大體積混凝土結構施工技術與要點進行分析和研究，施工單位、施工管理者和施工人員能夠對相應環節的施工技術應用方式有著更加清楚和詳細的了解。結合實際工程經驗看施工效果會發現，施工技術與應用要點在很多時候并不是充分銜接在一起的，了解施工技術并不代表一定能把握好應用要點，這也就解釋了為什么應用相同施工技術的不同工程作業會收獲到不同施工效果。

本文通過對具體大體積混凝土結構施工技術進行分析，進一步明確出了技術應用要點，這將有助于施工單位收獲到比較理想的施工效果，進而提升整體工程質量，帶給企業更多經濟效益。