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(中電建建筑集團(tuán)有限公司，北京 100032)

1 大體積混凝土施工技術(shù)概述

大體積混凝土技術(shù),是指混凝土斷面尺寸大于1 m,防止施工期間出現(xiàn)水化熱、溫度應(yīng)力的技術(shù)。在實(shí)際的施工過程中，該技術(shù)可以減少裂縫出現(xiàn)，同時(shí)提高建筑的整體質(zhì)量，減少可能出現(xiàn)的形變問題，有效延長建筑物的使用壽命。

2 建筑工程混凝土裂縫種類

2.1 干縮裂縫

干縮裂縫的形成原因主要是受外界溫度影響。混凝土中的水泥水化過程中會產(chǎn)生大量的熱量。并且混凝土表面容易受到影響而形成細(xì)小的裂縫。特別是當(dāng)混凝土的內(nèi)部和表面溫度不一致的情況下，會導(dǎo)致內(nèi)部發(fā)生形變，從而導(dǎo)致拉應(yīng)力增大，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。干縮裂縫的外觀常常為細(xì)小較長的縫隙，形狀和特點(diǎn)不一致。干縮裂縫的出現(xiàn)會導(dǎo)致混凝土整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，影響到建筑物的使用壽命。

2.2 塑性裂縫

塑性裂縫多見于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，在建筑工程中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)較為常見，因此塑性裂縫也是影響建筑工程質(zhì)量的主要裂縫種類。大體積混凝土在凝固以前強(qiáng)度較低，而這時(shí)如果混凝土的外部溫度較高或者是空氣較為干燥的時(shí)候，混凝土表面的失水速度就會過快，從而對內(nèi)部產(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)壓，造成塑性裂縫。可見塑性裂縫的產(chǎn)生與混凝土水分蒸發(fā)關(guān)系十分密切。

2.3 溫差裂縫

溫差裂縫顧名思義是因?yàn)闇囟炔町愡^大而產(chǎn)生的裂縫，其最常見于大體積混凝土施工作業(yè)中。究其本質(zhì)因素和水泥水化過程中放熱有關(guān)。大體積混凝土用水泥較多，所以也是較為常見的裂縫類型。而改善這一問題的主要方式是做好養(yǎng)護(hù)工作。若養(yǎng)護(hù)工作沒有做好則會導(dǎo)致外部溫度過早低于內(nèi)部溫度。當(dāng)內(nèi)部散熱遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于外表面時(shí)，溫差會急劇較大，而導(dǎo)致溫度應(yīng)力產(chǎn)生。

2.4 施工裂縫

施工裂縫和材料、氣候等關(guān)系不大，主要是人為原因?qū)е碌?。例如：施工人員技術(shù)不過關(guān)導(dǎo)致施工工藝不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；混凝土配比不科學(xué)等問題。所以為了避免施工裂縫產(chǎn)生，應(yīng)當(dāng)重視施工技術(shù)，施工前做好技術(shù)交底，并重視配比工作。

3 建筑建筑工程施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

3.1 環(huán)境溫度變化

在大體積混凝，土澆筑時(shí)，形變的發(fā)生概率會隨著溫度的變化而變化，所以環(huán)境溫度制約了混凝土澆筑效果?；炷翝仓?yīng)避免在溫差較大的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行，避免可能出現(xiàn)的混凝土開裂的情況。除此之外，施工人員在澆筑大體積混凝土前，應(yīng)當(dāng)記錄好未來一段時(shí)間的天氣情況以及周邊溫度，若溫度不適宜澆筑可以在工期不受影響的范圍內(nèi)暫緩澆筑，若工期緊張則可以采取方法避免溫差過大，從而避免產(chǎn)生較大裂縫。

3.2 水泥水化熱

水泥水化熱是一種常見的情況。該過程會導(dǎo)致混凝土建筑物的溫度提升，而且其內(nèi)部的熱量會持續(xù)積存下去。但是同時(shí)，外部低溫情況會導(dǎo)致混凝土體的應(yīng)力保持在低水平狀態(tài)。在一段時(shí)間后，大體積混凝土水化熱逐漸向外散發(fā),使大體積混凝土彈性模量、強(qiáng)度明顯增加。同時(shí),大體積混凝土的收縮和冷卻功能逐漸加強(qiáng),所以導(dǎo)致溫度應(yīng)力提升，當(dāng)達(dá)到臨界點(diǎn)，即溫度應(yīng)力≥抗拉應(yīng)力時(shí)，會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

3.3 鋼 筋

鋼筋導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的主要原因有兩種，一種是鋼筋材料不合格；另一種是混凝土材料受外界影響后導(dǎo)致的鋼筋出現(xiàn)問題。具體為：鋼筋保存不當(dāng)，引起銹蝕出現(xiàn)。若依然用于建筑施工中，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)膨脹而產(chǎn)生細(xì)微裂縫。其次，混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)或者材料使用不當(dāng)會導(dǎo)致內(nèi)部拉應(yīng)力提升，鋼筋發(fā)揮效用，若混凝土的拉應(yīng)力過大會對鋼筋產(chǎn)生不利影響。從而導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大。除此之外，還有很多不確定的因素導(dǎo)致鋼筋出現(xiàn)問題，從而影響到裂縫產(chǎn)生。

3.4 混凝土徐變

混凝土徐變會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)中存在裂縫方向?yàn)榭v向或者縱向傾斜時(shí)，要觀察是否存在界面預(yù)壓應(yīng)力降低的可能。這一情況會導(dǎo)致變形擴(kuò)大而進(jìn)一步影響到拉應(yīng)力，長此以往，會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

3.5 混凝土原材料

混凝土原材料的構(gòu)成有：水泥、粗骨料、細(xì)骨料、其他添加成分等。這些原材料若發(fā)生質(zhì)量問題會嚴(yán)重影響到混凝土的質(zhì)量，可能引起裂縫產(chǎn)生。所以應(yīng)當(dāng)重視原材料的選擇和購進(jìn)，確保不出現(xiàn)質(zhì)量問題。

3.6 工程設(shè)計(jì)

影響裂縫出現(xiàn)的原因，除了施工過程的因素外，和設(shè)計(jì)也存在一定的關(guān)系。設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)要根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件、開發(fā)單位的設(shè)計(jì)要求等多方面完成設(shè)計(jì)工作。以水利工程的基礎(chǔ)部分為例，若設(shè)計(jì)存在問題，可能造成地基不穩(wěn)或者下陷等問題。若工程的基礎(chǔ)承載力達(dá)不到要求，可能導(dǎo)致混凝土的受力不均，在剪力過大的情況下會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。這也是沉降裂縫產(chǎn)生的原因。常規(guī)狀態(tài)下，沉降裂縫的表現(xiàn)形式為貫穿的裂縫或者深入某位置的裂縫為主。但是實(shí)際是因?yàn)槌休d力不均勻?qū)е?。所以?yīng)當(dāng)重視建筑工程的設(shè)計(jì)問題，避免因?yàn)樵O(shè)計(jì)不當(dāng)而出現(xiàn)沉降裂縫等問題。

4 建筑工程施工中混凝土裂縫的防治技術(shù)

4.1 物理特性影響的預(yù)防措施

在混凝土裂縫預(yù)防工作中，要重視物理因素導(dǎo)致的裂縫產(chǎn)生。沉降裂縫和收縮裂縫，這兩種類型是因?yàn)槲锢硪蛩夭懦霈F(xiàn)的。所以針對這類裂縫，需要采取專門的措施應(yīng)對。在預(yù)防收縮裂縫產(chǎn)生時(shí)，應(yīng)當(dāng)定期進(jìn)行噴水作業(yè)，從而確保混凝土的濕度合格；避免收縮裂縫產(chǎn)生的手段還有減少振動。以上是收縮裂縫的預(yù)防。沉降裂縫出現(xiàn)的原因是含水率不合格，要保證最佳含水率。避免因?yàn)檎駝佣鴮?dǎo)致混凝土產(chǎn)生分層。

4.2 對原材料加強(qiáng)管理

混凝土的組成成分非常復(fù)雜，這樣原材料不僅決定了混凝土的性能和強(qiáng)度，而且部分原材料對于混凝土的裂縫出現(xiàn)起到重要的作用。例如水泥水化過程中會產(chǎn)生大量的熱，這些熱量若處理不當(dāng)會導(dǎo)致溫差裂縫產(chǎn)生。但是，若采用某些添加劑會降低裂縫出現(xiàn)的概率。所以應(yīng)當(dāng)針對不同的材料進(jìn)行控制，根據(jù)建筑施工圖紙和國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工和混凝土的配制。嚴(yán)格避免不合格或者不符合該施工條件的材料入場。以水泥為例，水泥分為不同的性能和標(biāo)號，根據(jù)對混凝土的要求選擇不同的水泥配制，所以材料采購人員應(yīng)當(dāng)做好市場調(diào)研工作，當(dāng)拿到材料采購單時(shí)，應(yīng)當(dāng)將不同的材料分類，針對不同類型的材料展開調(diào)研，盡量選擇性價(jià)比高的材料。除此之外，當(dāng)材料入場前，應(yīng)當(dāng)要求材料供應(yīng)商提交材料的廠家資質(zhì)和相關(guān)檢測報(bào)告，同時(shí)施工方應(yīng)當(dāng)將材料送到檢測站進(jìn)行檢測。一方面確保材料合格，另一方面為竣工驗(yàn)收提供相關(guān)資料。最后，材料的保管工作應(yīng)當(dāng)根據(jù)材料的特性和儲存要求存放。同時(shí)存放原材料的環(huán)境應(yīng)當(dāng)多加重視，因?yàn)椴煌牧蠈Νh(huán)境的要求不同。例如鋼筋的存放需要保持干燥和潔凈，從而避免鋼筋銹蝕和外表面污染。水泥存放必須保證環(huán)境的干燥，避免水分進(jìn)入后水泥硬化。

4.3 控制混凝土施工時(shí)的溫度、濕度

為了減少混凝土中裂縫出現(xiàn)的概率，同時(shí)減少質(zhì)量問題，應(yīng)當(dāng)重視施工過程中混凝土的溫度以及濕度，一旦混凝土施工時(shí)的溫度過高，混凝土水分蒸發(fā)速度將非?？?，此時(shí)，在混凝土攪拌時(shí)，可以添加一定量的水，降低混凝土溫度，使得混凝土的濕度能夠符合施工要求。例如：為了減少水分蒸發(fā)，可以采用在結(jié)構(gòu)中預(yù)埋冷水管來避免溫度過高引起的濕度不夠的情況。

4.4 管理好混凝土的運(yùn)輸

在攪拌機(jī)中卸出混凝土材料以后，需要及時(shí)將混凝土運(yùn)送到澆筑現(xiàn)場。在運(yùn)輸混凝土?xí)r，應(yīng)當(dāng)重視運(yùn)輸?shù)臅r(shí)機(jī)，同時(shí)重視運(yùn)輸工作。在這一過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格確保泵車的密封性，杜絕出現(xiàn)混凝土滲出的情況。并且避免發(fā)生混凝土離析等情況。

4.5 強(qiáng)化混凝土養(yǎng)護(hù)

在混凝土澆筑作業(yè)結(jié)束以后，施工人員一般要在澆筑結(jié)束以后的12 h以內(nèi)進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。在養(yǎng)護(hù)處理的過程中，一般會將泡沫、麻袋和塑料薄膜覆蓋于混凝土表面，還需要開展灑水養(yǎng)護(hù)?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)工作最低要7 d方可完成養(yǎng)護(hù)工作。如果在混凝土施工過程中摻加了緩凝型外加劑，則養(yǎng)護(hù)時(shí)間需在14 d以上。

5 建筑工程中大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

5.1 混凝土制備

混凝土原材料的好壞對于建筑工程質(zhì)量能否滿足使用要求發(fā)揮了重要的作用。尤其是大體積混凝土建筑，需要保證混凝土的配比以及原料質(zhì)量的合格?，F(xiàn)如今，常規(guī)的大體積混凝土建筑施工過程需要利用BIM技術(shù)建模，或者利用造價(jià)軟件計(jì)算需要的混凝土量，根據(jù)設(shè)計(jì)要求以及配比要求制備混凝土。另外，若建筑類型對混凝土有特殊要求也可以加入不同的添加劑，從而讓混凝土具有更高的強(qiáng)度等特性。

5.2 澆筑施工

澆筑前，應(yīng)當(dāng)做好準(zhǔn)備工作，控制好工程質(zhì)量，避免因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而引起工程質(zhì)量的不合格。首先，現(xiàn)場除了從事澆筑工程的有關(guān)人員外，其他人員不要處于澆筑現(xiàn)場；其次，在進(jìn)行澆筑作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)檢查混凝土模板是否安裝合格，同時(shí)再次檢查模板的質(zhì)量是否存在問題；再次，做好混凝土澆筑施工方案，做到分層澆筑以及分塊澆筑，在初凝后，方可進(jìn)行后續(xù)澆筑工作；最后，澆筑混凝土的過程中不可出現(xiàn)中斷，需要預(yù)先調(diào)配好混凝土，確保當(dāng)天混凝土的制備量或者運(yùn)送量可以滿足澆筑要求。

5.3 溫度控制

做好混凝土的溫度控制，對于大體積混凝土建筑物的質(zhì)量具有積極的作用。澆筑過程中，控制好溫度，避免裂縫出現(xiàn)的幾率，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。因?yàn)橹苯蛹铀♂寱淖兓炷恋男阅埽瑢?dǎo)致部分混凝土的強(qiáng)度或者其他特性達(dá)不到要求，而霧化法不會產(chǎn)生這一問題，這一方法可以在不改變混凝土性能的前提下改善混凝土溫度。若采用人工控溫，注意不要使混凝土冷卻過快以及溫度降低過多，因?yàn)檫@樣會導(dǎo)致溫度梯度上升，導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度受到影響，進(jìn)而引起熱裂縫產(chǎn)生。溫度降低過多會導(dǎo)致混凝土溫度差過大而導(dǎo)致溫度裂縫產(chǎn)生?？刂茰囟攘芽p的方法有測溫孔法,該方法是在混凝土墻體中分三層均勻布孔,然后在周圍環(huán)境中布置測溫點(diǎn),然后對比兩者的溫度。另外,需要注意的是,測溫儀測量時(shí),應(yīng)當(dāng)多次測量并記錄,嚴(yán)格按測溫線的變化規(guī)律測量。

6 加強(qiáng)土木工程施工管理的建議

6.1 加強(qiáng)大體積混凝土配制

大體積混凝土的配比要根據(jù)多方面因素來綜合考慮。其配比的依據(jù)之一為項(xiàng)目的實(shí)際情況,結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)建筑圖紙計(jì)算出混凝土的強(qiáng)度等特性。之后,實(shí)際施工中,可以將混凝土的要求告知拌和站,然后由其在規(guī)定時(shí)間內(nèi)泵送至施工現(xiàn)場。若施工現(xiàn)場條件允許,采用現(xiàn)場攪拌混凝土的方式進(jìn)行混凝土配制。但是總體來說需要確保混凝土的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求以及使用要求。除此之外,若采用現(xiàn)場攪拌混凝土的方式,需要嚴(yán)格控制砂石、水泥、水等原料的質(zhì)量和配合比。

6.2 做好材料管理和采購工作

材料管理工作是保證大體積混凝土施工質(zhì)量的重要因素。所以,做好材料的市場調(diào)研工作,在材料入場時(shí)應(yīng)當(dāng)要求供應(yīng)商提供質(zhì)量合格的檢驗(yàn)報(bào)告、信用等級以及出廠資質(zhì)等資料。并且,現(xiàn)場管理人員應(yīng)派專人負(fù)責(zé)材料的保存、驗(yàn)收和登記工作,可以采用信息化管理模式,將材料分類保存,并且在管理過程中可以充分利用信息化管理軟件開展管理,這樣便于材料的統(tǒng)計(jì)、使用和了解材料的剩余情況。另外,采購人員在采購材料時(shí),應(yīng)當(dāng)重視性價(jià)比,在保證材料質(zhì)量的前提下減少成本,從而在滿足施工質(zhì)量的前提下提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

6.3 加強(qiáng)施工現(xiàn)場的管理

做好現(xiàn)場管理工作對于施工場地負(fù)責(zé)人了解現(xiàn)場實(shí)際情況,確保施工質(zhì)量有著積極的意義。所以,現(xiàn)場負(fù)責(zé)人應(yīng)當(dāng)建立一支專業(yè)的管理團(tuán)隊(duì),并完善施工組織方案和現(xiàn)場管理制度,從而達(dá)到施工有依據(jù),管理有根據(jù)。方便管理人員根據(jù)施工進(jìn)度和實(shí)際情況安排不同工種的施工人員,也有利于管理好施工現(xiàn)場。同時(shí),應(yīng)做好應(yīng)急預(yù)案以及安全預(yù)案,防止施工過程中發(fā)生各種安全事故或者因?yàn)槭┕げ划?dāng)產(chǎn)生的安全隱患發(fā)生。加強(qiáng)安全文明施工的重要性,做好安保措施。

6.4 提高施工人員的綜合素質(zhì)

施工人員的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)依賴于長期的培養(yǎng),培養(yǎng)過程不僅要對施工人員日常施工積累的經(jīng)驗(yàn),而且要加強(qiáng)相關(guān)專業(yè)的培訓(xùn),形成系統(tǒng)的知識體系，從而讓施工人員養(yǎng)成安全文明施工的好習(xí)慣,如要求其上工佩戴好安全設(shè)施;施工現(xiàn)場不得吸煙飲酒等。同時(shí)施工企業(yè)可以定期開展施工技術(shù)分享會,讓經(jīng)驗(yàn)欠缺的工作人員在會上提出疑問,由公司的專家或者其他施工人員解答,從而提高團(tuán)隊(duì)的默契度以及個(gè)人的專業(yè)能力。

7 結(jié)束語

隨著大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用，讓建筑行業(yè)的質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍。混凝土材料在耐壓和抗旱方面具有較大優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用在建筑材料中。但是在混凝土配置、澆筑和振搗過程中,各種外界因素變化都會對大體積混凝土施工造成一定的影響,容易導(dǎo)致混凝土項(xiàng)目出現(xiàn)裂縫等病害。因此，大體積混凝土技術(shù)的應(yīng)用為減少了裂縫的出現(xiàn),保證了施工質(zhì)量。

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