范文斌 山西宏廈建筑工程第三有限公司

1 大體積混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

大體積混凝土與普通混凝土的區(qū)別表面上看是厚度不同，但其實(shí)質(zhì)的區(qū)別是由于混凝土中水泥水化要產(chǎn)生熱量，大體積混凝土內(nèi)部的熱量不如表面的熱量散失得快，造成內(nèi)外溫差過大，其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力可能會(huì)使混凝土開裂。

因此判斷是否屬于大體積混凝土既要考慮厚度這一因素，又要考慮水泥品種、強(qiáng)度等級(jí)、每立方米水泥用量等因素，比較準(zhǔn)確的方法是通過計(jì)算水泥水化熱所引起的混凝土的溫升值與環(huán)境溫度的差值大小來判別。

一般來說，當(dāng)其差值＜25℃時(shí)，其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力將會(huì)小于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，不會(huì)造成混凝土的開裂；當(dāng)差值＞25℃時(shí)，其所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力有可能大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度，造成混凝土的開裂，此時(shí)就可判定該混凝土屬大體積混凝土。

2 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫原因

2.1 干縮變形裂縫

混凝土澆筑后處于塑性狀態(tài)時(shí)，因混凝土水化熱高，以及炎熱風(fēng)大、蒸發(fā)過快引起產(chǎn)生的裂縫。其裂縫一般為不規(guī)則龜紋狀、或放射狀裂縫，以及每隔一段距離出現(xiàn)一條裂縫。

2.2 溫度變形裂縫

混凝土在硬化中，釋放大量水化熱，使內(nèi)部升溫快而散熱慢、但表面散熱快而溫度低，導(dǎo)致內(nèi)外溫差大，產(chǎn)生內(nèi)脹外縮，當(dāng)內(nèi)部壓應(yīng)力超過外部拉應(yīng)力時(shí)，易產(chǎn)生表面裂縫；在內(nèi)部逐漸散熱冷卻收縮時(shí)，由于接觸處受到約束，當(dāng)拉應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度時(shí)，易產(chǎn)生貫穿性裂縫。其裂縫形狀、部位又因溫差大小、構(gòu)件類型、約束程度不同而存在較大差異，且隨時(shí)間變化，裂縫還會(huì)逐漸擴(kuò)大加深，將嚴(yán)重破壞結(jié)構(gòu)整體性，對(duì)承載能力和安全極為不利。

2.3 塑性坍落裂縫

多發(fā)生在初凝前的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于骨料在自重作用下沿鋼筋方向逐漸下沉，混凝土被上方的鋼筋支頂，沿鋼筋表面產(chǎn)生順筋裂縫，使用流動(dòng)性大或水灰比大的混凝土裂縫尤其嚴(yán)重。

3 土木建筑施工中大體積混凝土施工技術(shù)

3.1 設(shè)計(jì)方面

（1）施工方案先進(jìn)合理。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人組織編制大體積混凝土施工技術(shù)方案，方案應(yīng)主要包括施工工藝流程、施工方法、防裂措施等，應(yīng)技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，經(jīng)項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人審批后實(shí)施。

（2）優(yōu)化設(shè)計(jì)配合比?；炷翉?qiáng)度等級(jí)宜為C25～C50，且應(yīng)根據(jù)原材料性能及混凝土強(qiáng)度、耐久性、工作性能等技術(shù)要求，由具有資質(zhì)的試驗(yàn)室計(jì)算和試配優(yōu)化設(shè)計(jì)配合比，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)砂、石的實(shí)際含水率，確定施工配合比。經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意，也可采用60d 或90d 的強(qiáng)度作為混凝土配合比設(shè)計(jì)、強(qiáng)度評(píng)定及驗(yàn)收的依據(jù)。采用商品混凝土?xí)r，技術(shù)人員應(yīng)事前嚴(yán)格審核分析商品混凝土的技術(shù)參數(shù)。

（3）設(shè)置變形縫、后澆帶。超長(zhǎng)大體積混凝土采取設(shè)置變形縫、后澆帶或采取跳倉法合理分塊施工，控制結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)有害裂縫。

（4）設(shè)置滑動(dòng)層。宜在位于基巖上的大體積混凝土墊層上設(shè)置滑動(dòng)層，或采取減少與大體積混凝土接觸處的約束措施，控制因拉應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。

（5）設(shè)置構(gòu)造鋼筋。結(jié)合混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)配筋，設(shè)置控制溫度和收縮的構(gòu)造鋼筋。

（6）優(yōu)化施工時(shí)間段。選擇適宜溫度時(shí)段澆筑，避開高溫高熱天氣進(jìn)行施工。

3.2 對(duì)施工材料進(jìn)行嚴(yán)格把控

在土木工程建筑施工的過程中，混凝土水化熱是一種較為常見的情況，通常會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外部的溫差增大，從而很容易使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，影響建筑質(zhì)量和正常的施工進(jìn)展。想要解決這一問題，首先需要從源頭進(jìn)行控制，在選擇混凝土材料時(shí)要優(yōu)先選取水熱化反應(yīng)時(shí)放熱較低的水泥品種。

在此基礎(chǔ)上，還要注意其他材料的配比和選擇。例如，混凝土的粗骨料和細(xì)骨料要嚴(yán)格按照施工要求選擇顆粒級(jí)配，充分考慮材料的強(qiáng)度、含泥量等多種因素，同時(shí)對(duì)于摻合料以及其他外加劑選擇和用量也要做好把控和配比，以此來更好地提高混凝土的使用性能。

3.3 預(yù)埋冷卻管做好降溫處理，保障混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

大體積混凝土工程建筑施工的過程離不開預(yù)埋冷卻管的降溫處理。在混凝土結(jié)構(gòu)中安裝冷卻水管用循環(huán)水的方式降低混凝土內(nèi)部的溫度，當(dāng)降溫時(shí)，一旦冷卻管內(nèi)的含水量超出了最大可承受的范圍，水流就會(huì)加快，從而影響水循環(huán)體系正常有效的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以一定要控制好冷卻管內(nèi)的含水量。

另外，相關(guān)的技術(shù)人員對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)中的冷卻管出現(xiàn)硬化的情況，一定要給予及時(shí)的保溫和養(yǎng)護(hù)。因此，在預(yù)埋冷卻水管的施工中一定要設(shè)置測(cè)溫裝置，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行其他環(huán)節(jié)的施工，這樣才能更有效地提高混凝土的質(zhì)量。

3.4 降低水泥水化熱和變形

第一，采取水化熱較低或中等的水泥品種來完成混凝土的配制，本項(xiàng)目從經(jīng)濟(jì)方面考慮選用P·O·42.5R 普通硅酸鹽水泥；

第二，充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，減少每立方米混凝土中水泥用量；

第三，通過有著較大粒徑及合理級(jí)配的粗骨料來對(duì)砂石含泥量進(jìn)行有效控制；

第四，在混凝土中添加粉煤灰這類摻合料及緩凝劑和減水劑，以此來讓混凝土的和易性得以改善，水灰比得以減少，水泥用量得以降低，進(jìn)而有效降低水化熱。

3.5 大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)大體積混凝土的實(shí)際溫度，不但能夠明確不同混凝土部位的溫度變化，還能夠結(jié)合變化情況來對(duì)大體積混凝土的施工工藝及養(yǎng)護(hù)手段進(jìn)行改良與優(yōu)化，最大化地避免大體積混凝土內(nèi)外溫差過大而引發(fā)一系列的溫度附加應(yīng)力，降低混凝土體積穩(wěn)定性。

在進(jìn)行大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確原材料初始溫度、入模溫度、澆筑時(shí)環(huán)境溫度、拌合時(shí)環(huán)境溫度這類節(jié)點(diǎn)，并測(cè)算澆筑完畢混凝土的實(shí)際水化熱，準(zhǔn)確掌握混凝土結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)變化情況，對(duì)于保障大體積混凝土工程的實(shí)用性和耐久性至關(guān)重要。

當(dāng)前已經(jīng)步入信息化時(shí)代，可以借助混凝土測(cè)溫儀來保證溫度監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，可自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)并發(fā)送至云平臺(tái)，確保數(shù)據(jù)永不丟失，且擁有簡(jiǎn)而易懂的上位機(jī)軟件，可顯示實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)并生成溫度變化曲線。

3.6 提升大體積混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能技術(shù)

針對(duì)大體積混凝土抗裂性能控制，最為重要的就是控制好混凝土材料配比，科學(xué)合理的材料配比可以有效提高混凝土結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)，在材料配比過程中，禁止人為隨意改動(dòng)量化標(biāo)準(zhǔn)，在調(diào)配的時(shí)候，必須貼合工程技術(shù)性需求，施工人員要做好各個(gè)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備工作。

作為材料配比人員，在實(shí)際上手操作之前都需要接受系統(tǒng)性的培訓(xùn)，知道怎么科學(xué)合理地配比，確保前期施工的穩(wěn)定性?；炷翑嚢柽^程中，為了提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能，可以加入適當(dāng)?shù)耐饧觿┖团浣畈牧希瑑烧叩呐浔缺仨毧刂圃谝粋€(gè)合理的范圍內(nèi)，確保抗裂性能的穩(wěn)定性。

3.7 鋼筋的合理配置

在土木工程大體積混凝土施工中，鋼筋合理配置至關(guān)重要。應(yīng)積極對(duì)鋼筋配置方案進(jìn)行調(diào)整，及時(shí)傳遞大體積混凝土內(nèi)部熱量，抑制內(nèi)部熱量增高。鋼筋配置設(shè)計(jì)期間，保證固定配筋率，完善鋼筋施工中的上下皮筋設(shè)計(jì)，將差異控制到最小，底皮鋼筋若在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中并不存在柱板帶，則縱橫標(biāo)準(zhǔn)為Φ25@150，若大體積混凝土結(jié)構(gòu)中存在柱板帶，則縱橫標(biāo)準(zhǔn)為Φ25@130。因?yàn)樵谕聊竟こ淌┕ぶ校篌w積混凝土厚度均≥1m，所以從散熱速度方面綜合分析，底皮鋼筋、頂皮鋼筋標(biāo)準(zhǔn)必須為Φ25，以1 根/m2的方式規(guī)劃溫度分布筋。焊接方式為搭接焊，分布方式為上下錯(cuò)位，靈活調(diào)整鋼筋間距，以此達(dá)到減少鋼筋收縮的目的。

3.8 嚴(yán)格控制振搗

通過機(jī)械振動(dòng)棒來對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，在這一過程之中應(yīng)當(dāng)遵循“快插慢撥”原則，均勻排列振搗棒的插點(diǎn)，可以選擇并列排列或交錯(cuò)排列的方式。將插點(diǎn)之間的間距控制在300mm～400mm 范圍內(nèi)，在下層混凝土中的插入深度范圍為50mm～100mm。切記要依次振搗，不能夠采取跳躍式振搗，以此來有效避免漏振現(xiàn)象的發(fā)生。

平均每一振點(diǎn)持續(xù)25s 的振搗操作，直至混凝土表面氣泡、水分下沉等現(xiàn)象不再出現(xiàn)，并在表面泛出白漿。為了最大化地保障混凝土密實(shí)程度，可以選擇在混凝土泵出料口分別布置1 臺(tái)振搗棒，共計(jì)布置3 道，在出料口布置第1 臺(tái)振搗棒，這樣混凝土就能夠維持一個(gè)自然流淌坡度；在坡腳處布置第2臺(tái)振搗棒，保證混凝土下部的密實(shí)程度；在斜面中部布置第3臺(tái)振搗棒，并對(duì)振搗時(shí)間、插入深度及移動(dòng)距離進(jìn)行合理的控制。

3.9 養(yǎng)護(hù)方面

（1）采用保溫保濕養(yǎng)護(hù)，防止收縮裂縫

大體積混凝土澆筑完畢后8h～12h 內(nèi)，除按溫控措施覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)、提高混凝土表面及周圍散熱面的溫度和專人測(cè)溫外，還應(yīng)澆水連續(xù)保濕養(yǎng)護(hù)不少于14d，使混凝土保持處于濕潤(rùn)狀態(tài)，縮小內(nèi)外溫差，防止收縮裂縫。保溫覆蓋層應(yīng)分層拆除，當(dāng)混凝土表面與環(huán)境最大溫差小于20℃時(shí)可全部拆除。

（2）拆模后養(yǎng)護(hù)

混凝土拆模后，按施工方案要求繼續(xù)做好保溫保濕養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)束語

綜上所述，應(yīng)用土木工程大體積混凝土施工技術(shù)時(shí)，相關(guān)人員必須對(duì)大體積混凝土施工特點(diǎn)進(jìn)行全面了解，同時(shí)還要掌握出現(xiàn)施工裂縫、沉降等問題的原因，及時(shí)加強(qiáng)對(duì)土木工程大體積混凝土施工細(xì)節(jié)的處理關(guān)注，制訂完善的施工方案，合理規(guī)避大體積混凝土施工問題，從而達(dá)到提高土木工程大體積混凝土施工質(zhì)量的目的。