關于房屋建筑大體積混凝土施工技術的研究

文／杜茂憲 山東瑞達工程咨詢集團有限公司 山東濟南 250101

引言：

大體積混凝土技術的創新，優勢明顯，例如體積大，施工效率高等，因此在施工環節中，應依據工程設計基本規范要求，科學合理選材，嚴格把控配合比、水灰比、強度等參數，進而提升建筑物的建設質量。

1、工程規模

本工程由地下室、1#～6#樓、3#樓商鋪、4a#樓商鋪、5a#樓商鋪、幼兒園及室外管網工程組成；總建筑面積達到18 萬m，占地面積9665.94 m；地下室建筑面積達到5.9 萬m，在本項目工程施工的過程中，安全等級為二級，且抗震設防類別中是除了幼兒園的重點設防系列，建筑結構混凝土施工處理的過程中，大體積混凝土施工的過程中，對應的防水混凝土材料質量的控制，決定了建筑工程質量要求，例如施工設計因素、建筑材料的采購因素及其施工技術的應用環節，應充分的結合施工驗收規范，構建施工技術應用的標準化流程，為促進建筑工程施工質量的控制的相關要求，以優化和打下堅實的實踐基礎。

2、大體積混凝土施工工藝及技術方案

2.1 混凝土運輸車輛數量確定

混凝土澆筑施工過程中，選取2 臺輸送能力可達到120 m/h 的混凝土汽車泵，混凝土運輸車為泵送，每臺混凝土汽車的泵送數量，由以下公式計算得出：

（1）Q= Q·α·η

式中：Q——每臺砼泵的實際平均輸出量（m/h）

Q——每臺砼泵的最大輸出量（m/h）

α——配管條件系數，取0.9

η——作業效率，取0.7

將各值代入上式可得一輛砼汽車泵的實際輸出量：

Q=120×0.9×0.7=75.6（m/h）

（2）每臺汽車泵所需配置的砼運輸車臺數，可按下式計算：

N=（Q1/60 V1）T

式中：N——砼運輸車臺數（臺）

Q——砼地泵的實際輸出量（m/h）

V——每臺砼運輸車的容量，取9 m

T——一輛砼運輸車往返一次所需時間，取60min

將各值代入式中可得：

N1=（75.6/60/9）×50 ＝7 臺，取7 臺。

2.2 大體積混凝土溫度裂縫原因分析和施工控制指標

大體積混凝土溫度裂縫原因分析：

針對大體積混凝土來說，溫度裂縫主要可分為表面和貫穿裂縫兩種。如下圖1為大體積混凝土裂縫隨溫度變化的趨勢圖。

圖1 大體積混凝土裂縫隨溫度變化的趨勢圖

結合房屋建筑大體積混凝土結構來說，具體施工技術應用過程中，裂縫產生所導致的溫差較大的現象，并且在混凝土澆筑施工中，容易出現水泥水化熱現象，混凝土結構溫度上升，但大體積混凝土結構截面尺寸較大，上表面結構散熱情況相對較好，熱量可散向大氣環境中，但是在混凝土的內部結構體系中，由于受到散熱條件的限制，水化熱聚集于內部結構系統中，當對應的拉應力超過混凝土齡期后，會導致混凝土內部結構產生較大的壓力差，在混凝土表面結構形成拉應力，進而導致混凝土表面結構產生較大的裂縫。

隨著混凝土澆筑時間的增加，例如澆筑7d 后，水泥水化熱現象基本消失，混凝土溫度會逐漸下降，進而會引起混凝土收縮變形，再加上建筑結構地基基礎不易發生變形，進而導致混凝土外部約束拉應力變大，嚴重情況下，會導致混凝土結構貫穿，形成裂縫。

2.3 施工控制指標

大體積混凝土施工的過程中，可采取溫差控制的方式，防止混凝土裂縫的發生，具體指標控制要求為：

（1）混凝土澆筑體入模后的溫升值應＜50℃；（2）混凝土澆筑體內表溫差應＜25℃；（3）混凝土澆筑體降溫速率應＜2.0℃/d；（4）混凝土澆筑體表面與大氣溫差值應＜20℃。

3、大體積混凝土材料的控制

例如纖維混凝土新材料的應用中，可有效的增大混凝土的抗裂、抗拉及抗滲等性能，其中最為關鍵的材料為高分子有機材料，能夠將纖維混凝土進行應用可極大的提升混凝土各項使用性能，可提高抗裂性能70%左右，防滲性能提高65%左右。還可增強混凝土的抗沖擊性及耐磨性，提高混凝土的耐久性及抗凍性。纖維混凝土外包裝為可溶解性強的紙袋，因此在滲入到混凝土的過程中，不需要將紙袋打開，每袋混凝土的重量達到0.9kg，對應的混凝土包裝在被攪碎之后，會直接的融化，減少了對建筑環境的污染，纖維混凝土能夠與混凝土進行充分的攪拌，這樣在應用過程中較為便捷化。將纖維混凝土與砂石水泥等一起進行攪拌，可直接加水處理，但是攪拌的過程中應適當的延長1-2min。通過試驗表明：摻入纖維混凝土之后，能夠有效的抑制混凝土早期的干縮微裂的現象，同時能夠極大的減少混凝土的收縮裂紋，抑制裂縫聯通的現象發生，還會起到承托骨料的作用，可降低混凝土表面析水及集料離析的現象發生，可使得混凝土中的直徑＞50μm，且空隙的含量大大降低，試驗結果如下：

以相同配比的空白混凝土與pp 網混凝土進行抗壓、抗拉強度的試驗，空白混凝土的抗壓下降幅度明顯的較大，而摻加有pp 網混凝土的則下降的幅度相對較小，主要是由于可形成三維的交錯支撐網絡結構，纖維的彈性模量也比早期的塑性水泥材料要好，纖維的間距相對較小等。

4、混凝土澆筑方案

（1）本項目為獨立化的基礎工程，局部設備以基坑防水板為主，部分以樁基礎的承重基臺為主，且部分混凝土的需求量并不多，這就需要避免冷縫進而導致的混凝土連續性澆筑問題的發生，并可在施工處理的過程中，明確汽車泵體結構的澆筑穩定性，提升連續性澆筑處理的作用。

（2）作為獨立性的澆筑體結構，澆注體自身均可通過整體化的澆筑處理方法，對下層混凝土進行澆筑處理，以達到水化熱的初凝時間要求，進而減少蓄熱量，避免水化熱的積聚，減少溫度應力的變化。在振搗處理的過程中，振搗棒作用深度應充分的與混凝土易和性相結合，對混凝土進行連續性澆筑處理的過程中，對應的澆筑混凝土厚度要達到300mm～500mm 之間，且分層澆筑處理過程中，應明確間隔時間和周期，層面結構需要針對施工縫的具體要求進行處理。大體積混凝土現場澆筑施工作業，如下圖2所示。

圖2 大體積混凝土現場澆筑施工作業示意圖

（3）在混凝土澆筑的過程中，要由低向高處處理，沿著長邊的方向，由一端向另一端分析和優化，紫紅色有才能同時澆筑處理。

（4）在混凝土澆筑處理的過程中，要進行二次抹壓處理和優化；

（5）在天氣溫度相對較高的狀態下，要基于遮蓋、灑水等模式進行分析，降低混凝土表面的溫度，澆筑的混凝土溫度應低于30℃。

5、施工質量控制措施

5.1 優化混凝土配合比

選取施工現場拌合站直攪拌為混凝土的供應方式，這樣可實現提前試拌，為精確控制和調整混凝土配合比奠定基礎。由于混凝土結構的水化反應，不僅能夠產生大量的熱量，同時能夠加劇內外溫差，因此合理控制混凝土攪拌過程中水泥用量，適當增加礦物質結構材料用量，對于降低混凝土結構裂縫的產生幾率具有重要意義。

由上所述，混凝土拌和過程中水泥摻入量的合理控制至關重要，不僅能夠降低裂縫產生幾率，同時能夠有效的改善和提升混凝土結構的抗裂性能，因此水泥選材十分關鍵，在本房屋建筑項目施工中，水泥選擇使用水化熱較低的硅酸鹽水泥材料。

5.2 測溫管埋設

為了及時、全面的了解混凝土結構的溫度變化，依據溫度場變化原理、混凝土結構的澆筑順序等，可選擇在多個承臺結構上安裝對應測溫管結構，如采取PVC 管道的測溫管道，管口結構應使用膠帶進行密封，避免混凝土漿液滲入其中。依據測溫管埋設的規范要求，測溫管結構距離承臺邊緣體系距離應＞60mm，且測溫管與承臺結構之間需固定。

測溫儀器采用數字測溫儀，儀器與測溫探頭的線纜直接連接，測溫探頭伸入測溫管內測定混凝土芯部溫度數值。

5.3 冷卻水管埋設

在承臺混凝土構件施工中，為了降低混凝土表面和內部溫差，在構件內部設置冷卻管，降低構件內部溫度。冷卻水管采用鋼管，管道之間采用螺紋接頭連接，水平布置于混凝土不同層面內。冷卻水管距離承臺混凝土表面的距離為1.0m，冷卻水管之間的距離為2.0m。進出水管交錯設在承臺的側面。安裝過程中應確保穩定結實，為防止混凝土結構脫落等現象發生，應及時針對混凝土結構開展通水實驗。冷卻水管埋設施工示意如圖3所示。

圖3 冷卻水管埋設施工示意圖

5.4 混凝土澆筑

采取現場攪拌制作混凝土模式，運輸的過程和路線的選擇應科學合理，保證第一時間開展澆筑作業。房屋建筑結構承臺混凝土的澆筑過程一般采取連續分層澆筑施工，可選取實用汽車泵進行一次澆筑，分層厚度一般控制為500mm，澆筑時間應小于混凝土結構初次凝固的時間，并且應避免產生冷縫。在實際混凝土振搗處理的過程中，要結合現有的振搗思路和振搗技術內容，選取合理的振搗強度，這樣才能夠避免發生漏振的現象，進而結合振點的頻率等，實現對混凝土結構的穩定性，不再以沉降為主，構建混凝土防振搗體系。

（1）在分層澆筑處理的過程中，要基于布料及其混凝土振搗處理的過程中，按照振搗的原則優化；（2）混凝土布料在振搗結束以后，要將振搗棒深度插到50mm 以上，使得兩層接縫處的混凝土強度能夠均勻化融合處理。（3）選用“快插慢拔”式的振搗模式進行處理，振搗器插點的位置應均勻化布列，且順序要可控，振搗器的布點距離為400mm 之間；（4）對于混凝土的振搗處理的過程中，要在初凝前進行混凝土的處理和優化。

6、混凝土養護

混凝土澆筑處理后，相關的養護工作至為關鍵，其是混凝土強度及穩定性的關鍵，是后期混凝土強度提升的關鍵，對于大體積混凝土來說，要保障其不產生結構裂縫，進而形成干縮性的裂縫。

在本項目中，結合大體積混凝土的使用用途及功能，要選取在夏秋兩季展開，混凝土大體積施工技術優勢及其質量控制要結合季節性的變化，可選取使用保溫性的、保濕性的傳統養護處理方法，在大體積混凝土施工養護前，對測溫記錄進行控制和優化，按照建筑保溫材料的增減，優化保溫材料的處理時間和周期，實現混凝土表面溫度與外界溫度的溫差，及時的拆除保溫處理措施。

混凝土的養護作業應由專職人員開展，做好溫度的測試，并對測試溫度值進行及時記錄?；炷琉B護方式主要采取保濕、保溫養護法，主要針對混凝土結構芯部、混凝土表面及其環境溫度等，確保混凝土養護的高效性。在混凝土澆筑完畢初凝前立即進行灑水覆蓋薄膜+土工布進行保溫隔熱養護工作，在養護期間養護工必須確保養護薄膜的完整，并使其處于濕潤狀態。

結語：

總而言之，大體積混凝土在施工處理的過程中，裂縫的寬度、混凝土施工工藝及施工材料的選取要全面的考慮各方面控制因素，采取積極有效的措施，可有效的降低裂縫的產生幾率，以促進和提升大體積混凝土結構的施工質量。通過研究，會加強施工技術人員對混凝土結構裂縫病害產生的關注，并且一定會有更為先進的施工技術方案應用到防治裂縫產生的相關措施中。