大體積混凝土結構施工技術分析

陳翔

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

在現代化技術的作用下，施工技術得到合理完善和優化，加快建筑行業發展腳步，但伴隨著工程規模的逐漸擴大，顯著提升了對施工的要求，需要施工團隊結合業主要求和工程情況，做好技術交底工作，制定可行性較高的作業方案。運用大體積混凝土結構施工技術時，應保證前期技術工作有效落實，結合施工常見問題，采取合理化的技術運用措施，以此減少不必要的經濟損失。

1 施工前期準備工作

大體積混凝土結構施工較為繁瑣，需要重視前期準備工作，以此保障施工質量。實際工作中，遵守設計要求和施工標準，重點管控混凝土強度等級，仔細檢查施工所需設備，保障設備運行性能正常。水電也屬于施工重要元素，應提前準備與相關部門溝通，提高水電供給的穩定性，避免由于水電供給不足，延長作業時間或引發工程質量問題。同時，由于施工周期較長，加之每個季節溫度氣候變化明顯，為避免出現各種各樣的施工質量問題，施工團隊應采取溫度控制技術，防止裂縫的出現。此外，建筑工程施工過程中，大體積混凝土結構質量直接影響整體結構的承載能力，為此需提前制定施工質量預防措施，結合施工內容和要素，了解裂縫常見原因，指出各環節作業要點，降低裂縫的危害性。如，澆筑量較大，應連續性完成澆筑；由于混凝土結構大，水化熱處理難度高，應考慮施工地點實際情況，進行科學化處理。

2 前期技術工作落實

為推動各項施工有序進行，應在施工前期準備階段積極展開技術落實工作，創造良好的便利條件，做好人員配置工作，保障材料質量。具體而言。

1)混凝土供應商的選擇，對于大體積混凝土結構施工來說，混凝土質量直接影響著最終作業效果，同時由于施工時間較為緊張，采購人員和負責人應提前展開市場調查，嚴格按照購買清單和施工要求展開市場調查，遵守貨比三家的原則，選擇社會信譽度良好的廠家，并簽訂質量保障合同，一旦材料出現任何質量問題，廠家能及時更換材料，避免為項目工程帶來較高的損失。

2)采取分層、分塊作業方法，將大體積混凝土結構分成三段，不僅可以保障澆筑質量，還能降低作業難度，防止由于溫度因素而形成質量問題。

3)混凝土配合比的確定，相關技術人員應參考施工任務量和作業標準，確定最佳的配合比，確保工程質量。結合本工程實際情況，選擇水泥材料時應優先采用水化熱較低的水泥類型，選擇Ⅰ級磨細灰，降低對水泥的需求量，降低水化熱釋放速度[1]。另外，外摻劑采用緩凝劑，延緩混凝土初凝和終凝時間，但不會影響混凝土強度。根據相關調查結果顯示，水泥水化熱與礦物成分密切相關，不同齡期礦物成分水化熱不同，如表1所示。水化熱的放熱速度與時間、溫度相關，為便于計算大體積混凝土結構的溫度應力、溫度場，需要利用計算公式確定水化熱速率，之后采取相對應的質量管控措施。

表1 水泥礦物成分的水化熱

3 大體積混凝土結構施工影響因素

就目前狀況而言，建筑工程進行大體積混凝土結構施工過程中，常常受到多種因素的影響，故此施工團隊應從多個層面入手，分析各類影響因素形成原因和預防措施，做到全面化管控，以此減少不必要的經濟損失。其中外界溫度屬于主要因素，若施工地點溫度持續化提升，將造成大體積混凝土結構內外溫差較大，溫度應力不斷增加，形成大面積混凝土裂縫。同時，水泥作為混凝土主要組成材料，由于本身性能較為特殊，極易產生水化熱情況，增加結構內外溫差。此外，與普通建筑結構相比，大體積混凝土結構表面系數小，若水化熱散發效果不良，未能采取合理化的解決措施，造成混凝土結構內外溫差持續增加。不僅如此，混凝土收縮性也會影響施工，若養護階段補水不到位，水分蒸發較快，使得混凝土自主收縮。收縮量與水灰比、骨料息息相關[2]。經過以上分析可得，大體積混凝土施工過程中，施工質量影響因素呈現多樣化特點，施工人員應掌握施工技術要點，采取合理化的質量管控措施。

4 大體積混凝土結構施工技術要點

4.1 制備混凝土

大體積混凝土結構施工過程中，混凝土制備屬于關鍵環節，需掌握施工要點和重點，制備高質量混凝土材料。具體施工期間，原材料選擇是重點，應嚴格按照工程施工標準，確定拌合水、水泥、骨料等材料的性能指標。選擇粗骨料和細骨料時選用砂石、中砂，摻合料采用粉煤灰、礦渣粉，拌合水選用酸堿適中的天然水或自來水。并且考慮到水化熱釋放集中的特點，為有效縮小混凝土結構內部和外部溫差，可采用火山質硅酸鹽、礦渣硅酸鹽等水化熱低的水泥類型。之后結合以往施工經驗，參考同類型項目作業方法，優化并完善混凝土配合比方案，科學確定骨料、水泥等材料的使用量。同時，進行混凝土試驗檢測報告，與材料性能指標相對比，適當調整各個原材料的投入比。如，若想強化混凝土的抗裂性能，應提高水泥漿含量，減水劑選用紙漿廢液，強化極限值。

進入混凝土攪拌環節，施工人員應重點檢查材料狀態和含水率，若含水率不滿足施工標準，需采取澆水潤濕或者晾曬的措施，仔細清理雜物和腐殖土，再利用專用計量秤精準測量原材料，確保測量誤差不超過±1%。之后按照順序倒入料倉，加入適量的引氣劑、膨脹劑等，展開持續化勻速攪拌[3]。并遵守相關施工標準和要求，了解大體積混凝土結構混凝土攪拌最短時間。不僅如此，為進一步提高混凝土攪拌效果，若作業現場溫度低，可利用電加熱技術、水汽加熱技術，增設電控設備、電伴熱帶等，防止由于溫度過低而凍結，使得攪拌不均勻，降低混凝土結構的抗壓強度。

4.2 澆筑施工技術

處于大體積混凝土結構澆筑施工環節時，施工人員應遵守澆注工藝，選擇分層澆筑措施，每層澆筑厚度在800mm左右。當第一層澆筑完成后，需在混凝土初凝后方可澆筑下一層，避免各層形成較大的接縫寬度[3]。當選擇無縫施工技術展開澆筑作業時，需要施工人員深入分析工程設計方案，并結合作業地點周邊交通條件，制定最佳的混凝土運輸路線，最大程度上縮短運輸時間，防止由于運輸過長而導致混凝土性能發生變化。原材料運輸至施工現場后，由質檢人員嚴格檢查，展開性能檢測試驗，為澆筑作業創造便利條件。另外，選擇適合的澆筑厚度和高度，符合工程施工標準。

由于大體積混凝結構的特殊性，應著重分析鋼筋疏密性、結構尺寸等，本工程可選擇分塊、分層澆筑方法。具體作業過程中，為不再受到底板內外應力的約束，可在鋼筋連接處增設滑移層。此外，綁扎上層鋼筋時，要求下層混凝土已完成養護，且強度達到1.2N/mm2。確定分層澆筑間隔時間，當混凝土表層溫度小于大氣溫度，此時水化熱溫度最高值已經過3～5d，間隔時間應設定為5d。混凝土澆筑還會受到溫度的影響，為此施工人員應通過噴冷水、摻入冰塊等方法，降低澆筑溫度。不僅如此，為防止離析問題的發生，當混凝土自由塌落度大于2m，借助溜筒、串筒澆筑。

4.3 振搗施工技術

運用振搗施工技術時，技術人員應遵守澆筑技術標準，將適量的骨料或減水劑加入混合料中，進一步強化混凝土性能，并選擇最佳的振搗方法，排出混凝土結構氣泡，增強結構的密實性，如圖2所示。實際作業時，遵守快插慢拔的作業原則，使用前仔細檢查振搗棒基本性能，保障振搗的均勻性，其中振搗時間控制在15～30s左右。斜向振搗、垂直振搗屬于最常見的振搗方式，斜向振搗施工時，角度約為40～50度，防止由于角度過小或過大，影響振搗效果。采用快插振搗方法，可最大程度上防止離析現象的出現，慢拔則能防止形成空洞。高頻振搗器被廣泛運用，振搗效率快，不會形成大量的氣泡。

混凝土振搗施工時，應依據交錯或并列順序，振搗插點間距控制在300～400mm左右，當插孔不出現連續性氣泡，即可關閉振搗器。并管控預埋件、振搗棒、模板壁面之間的距離，能夠保持安全距離，防止由于插入過深，使得預埋件移動或模板扭曲。澆筑作業完成且處于初凝狀態，可開展一次振搗、二次振搗，其中二次振搗能清除多余孔洞，增強結構強度。

4.4 養護施工技術

混凝土養護期間，濕養護方式屬于常見一種，將塑料薄膜覆蓋于大體積混凝土結構，延長水分散發時間，持續化噴灑適量的水分。其中澆水養護頻率的確定，與養護環境空氣濕度、溫度、混凝土結構表面水分蒸發速度等相關，應防止混凝土處于干濕交替的環境，極易形成大小不一的裂縫。保溫養護作業時，全面包裹棉簾，覆蓋質量良好的保溫材料，并設置感溫探頭和水管，便于實時監測養護環境溫度與混凝土表面狀態。特殊情況下，向管路內加入冷卻水源，或者借助暖風機、設置暖棚等，將混凝土內外溫差管控在25℃以內，養護環境溫度超過5℃。混凝土養護階段，蓄水養護、覆蓋養護是基礎性方法。當澆筑完成后需在12h內蓄水，最佳蓄水深度300mm[4]。若選用礦渣硅酸鹽水泥，澆筑時間大于21d；選用普通硅酸鹽水泥，養護時間大于14d。

4.5 模板施工技術

處于模板支設施工階段，定位放線是首要任務，應利用精準測量儀器，參考工程設計圖紙，準確標注模板標高和安裝位置，之后系統化檢查所有配件、板材，若存在輕度彎曲板材，可展開矯正處理。待前期準備作業結束后，按照操作流程有序完成支撐結構搭設、板材安裝、配件連接等，再由技術人員反復檢查模板的垂直度、水平度。同時，采取有效的加固措施緊固模板，防止在混凝土澆筑、振搗施工影響下，模板失去穩定性而變形。隨后，施工人員清理模板積水、雜物等，針對性修補凹陷區域，均勻涂抹脫模劑，還應了解剪力墻支模、柱模等模板施工要點和流程，避免產生重大安全隱患。

當現澆作業結束后，每間隔一段時間檢查一次試塊強度，當強度符合標準后，即可拆模。混凝土強度標準與構件類型、大小相關，如懸臂構件強度為100%，才可進行拆模施工，強度達到標準75%后，拆除長度小于8m的梁模板。按照先支后拆的順序，防止形成質量問題。

4.6 混凝土測溫施工技術

對于大體積混凝土結構施工來說，混凝土測溫施工技術為關鍵，施工人員可借助新型多功能測溫設備，實時動態監測混凝土結構內部溫度變化情況，了解溫度變化規律，再針對性調整施工方案。具體操作階段，先設置測溫點，每個測溫點需具備可比性、代表性特征，如結構中部、表層、底部等位置。采用垂直溫度監測模式時，測試點間距應為500～800mm；水平監測模式下，監測位置間距為2.5～5m。若選用熱電偶溫度計測量溫度，應依據實際情況，確定溫度計插入深度，多數情況下插入深度超過溫度計外徑10倍。

測量方案的制定，利用電腦測溫系統，連接溫度計與計算機系統，形成完整的溫度變化圖像，便于技術人員更加詳細地觀察溫度變化規律。系統也能自動化采集各個部位溫度信息，及時向監督人員反饋，有助于將混凝土結構內外溫差控制在安全范圍內。測溫時間和數據記錄，依據溫度數據、圖像等，調整并優化工程施工方案。其中，測溫時間和次數有明確的規定，具體而言：混凝土結構入模3d內測溫，間隔4h測溫一次；入模4～7d，間隔6h測溫一次；異常情況的出現，可結合具體情況適當增加測溫次數。不僅如此，為凸顯溫度數據的利用價值，需委派專業人員記錄溫度數據，包含保溫材料覆蓋時間、測溫時間、溫度、保溫材料拿起時間等等，確保數據記錄的完整性，為工程施工提供可靠參考。

5 大體積混凝土結構施工常見問題

當前，大體積混凝土結構施工過程中，收縮裂縫與溫度裂縫屬于常見施工問題，主要受到溫度影響，形成不規則裂縫。作業期間，若溫度急劇變化，大體積混凝土結構將收縮或膨脹，結構內部形成溫度應力。正常情況下，內外溫差越大，溫度應力就越高。混凝土澆筑階段，水泥產生水合反應，形成大量的熱能，使得混凝土結構內部溫度快速升高，但此時外部溫度卻未發生變化，當溫差大于25℃，則形成溫度裂縫[5]。

另外，裂縫會由于溫度變化而收縮。若澆筑后混凝土固化效果一般，且水合作用將消耗大部分水分，減少水泥凝膠孔，使得自主收縮現象較為顯著。伴隨著混凝土內部水分持續化降低，孔隙內形成負壓，裂縫逐漸蔓延至各個區域。

6 提高大體積混凝土結構施工技術效果策略

6.1 管控混凝土原材料質量

為提高施工質量，增強大體積混凝土結構強度，需要加強對混凝土原材料的管控力度，嚴格篩選各種原材料，確保材料質量符合要求，其中水泥材料溫度控制區間如表2所示。篩選原材料過程中，也應遵守相關注意事項，具體而言：1)合理選擇水泥材料。大體積混凝土結構作業的階段，施工人員應考慮到此種結構的特殊性，選擇熱化性低的水泥類型，防止產生大量的裂縫，維護混凝土結構的穩定性；2)選擇恰當骨料。選用連續級配碎石，和易性能良好；3)材料配比。混凝土攪拌作業時，應通過減少水泥使用量的方法，提高材料強度，并重點管控材料配比，經過反復多次試驗后確定最佳配比[6]。

表2 水泥材料溫度控制區間

6.2 控制混凝土施工溫度

大體積混凝土結構施工時，施工人員應根據各個環節的作業要求，靈活管控施工溫度，包含實際作業階段、養護階段，需參考綜合標準和要求，采用不同的溫度控制方法。施工階段，最佳時間為早上或傍晚，并在砂石存儲區域增設遮陽棚，或者覆蓋一層被浸濕的麻袋。拌和前可利用冷水沖刷碎石料，快速降低溫度。處于混凝土泵送階段，應將草袋緊緊纏繞于泵管，再噴灑適量冷水，以此達到降低溫度的目的。同時，模板施工時，也需增設傳感器、冷水管，便于精準測量混凝土溫度，當內外溫差超過25℃，則立刻通入冷水，持續化減小溫差。進入混凝土養護環節，施工人員需在混凝土結構四周增設補水軟管，鋪設一層塑料薄膜，隨后覆蓋一層保溫草簾。其中，補水軟管間距控制在100mm左右，每個軟管設置5mm左右的小孔，及時向軟管內補充水源。

6.3 加強混凝土施工工藝管控

大體積混凝土結構核心施工工藝包含混凝土澆筑、振搗、模板施工等，每個環節都直接影響著工程質量，為此需加強施工現場監督力度，規范施工人員操作行為，圍繞重點內容實行全面化工藝管控。模板施工環節，木模板、磚胎模是較為常見類型，保溫效果良好，有助于減少結構裂縫的形成，但結合本工程基本情況，需選擇鋼模板，故此應設置高效能的保溫層，搭配其他保溫措施，避免短時間內大體積混凝土結構揮發大量熱量。混凝土澆筑環節，采用分層、分塊澆筑模式時，澆筑厚度屬于關鍵，要求每層澆筑厚度小于1.5m，施工人員能夠遵守相關注意事項，避免出現無效作業情況。振搗環節，需委派專業人員全過程監督，及時糾正不正確操作行為，杜絕漏振或振搗不實現象。同時，按要求放置振搗設備，遠離鋼筋、模板，若存在泌水情況，利用海綿吸收多余水分。

6.4 做好施工作業面協調工作

為創建良好的作業環境，保障施工現場井然有序，需做好作業面協調工作，根據工程要求和設計方案，靈活安排人員，不斷優化和調整作業進度，提高人力資源、物力資源的利用率。由于大體積混凝土結構的特殊性，應從多個層面入手優化澆筑方案，一次性完成任務，對此管理者需參考作業現場情況，搭建廣闊作業面，便于各個崗位施工人員共同參與作業。同時，預留混凝土儲備區域，由質檢人員展開抽樣檢查，對于不合格材料及時更換，防止引發嚴重質量問題。還需注重混凝土罐車的協調工作，持續化供給混凝土材料，減少等待時間。此外，為防止施工人員形成較高的工作壓力，管理者應靈活化調整施工時間，提前進行施工協調。

7 結語

在時代快速發展背景下，建筑工程規模日漸擴大，且施工內容呈現復雜化特征，顯著提高了綜合作業難度，其中大體積混凝土結構施工技術得到廣泛運用，具體運用價值和技術優勢充分展現出來。但就目前狀況而言，施工階段常常受到多種因素的影響，導致各類施工問題不斷出現，降低了工程綜合效益。本文結合實際工程案例，詳細闡述了大體積混凝土結構施工要點，明確振搗、澆筑、養護、模板施工技術核心內容，并且提出了多樣化質量管控措施。如，做好施工作業面協調工作、加強混凝土施工工藝管控、控制混凝土施工溫度等，以此減少裂縫的形成，達到預期施工效果。