高勝雨,董 瑞,張曉軒
(北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司國(guó)際事業(yè)部,北京 102500)
大體積混凝土施工在當(dāng)前的工程項(xiàng)目當(dāng)中較為常見,但是由于大體積混凝土的特點(diǎn),在施工項(xiàng)目當(dāng)中,經(jīng)常出現(xiàn)混凝土裂縫等問(wèn)題,對(duì)建筑質(zhì)量造成惡劣影響,如果不能解決大體積混凝土施工中的裂縫問(wèn)題,將會(huì)導(dǎo)致裂縫擴(kuò)大化,甚至出現(xiàn)滲漏等問(wèn)題,引發(fā)建筑安全風(fēng)險(xiǎn)。特別是在出現(xiàn)裂縫之后,大體積混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕速度也會(huì)進(jìn)一步增加,進(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)遭到完全破壞,嚴(yán)重危害建筑工程的長(zhǎng)期安全性,對(duì)工程質(zhì)量把控帶來(lái)較大挑戰(zhàn)。因此,為保證大體積混凝土施工的安全性,需要對(duì)大體積混凝土施工中的裂縫預(yù)防與控制策略進(jìn)行分析,找到合適的處理措施,保證大體積混凝土施工質(zhì)量達(dá)到要求。
混凝土本身屬于不均勻物質(zhì),而大體積混凝土施工中,由于混凝土本身的特性,混凝土的抗拉性以及耐久性等相對(duì)較差,容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,通常情況下,在大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,裂縫的出現(xiàn)主要由以下幾方面導(dǎo)致。
首先,在大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,由于混凝土凝固過(guò)程需要產(chǎn)熱,而大體積混凝土施工的水泥用量相對(duì)較高,因此在水泥水化等過(guò)程中,混凝土的溫度會(huì)出現(xiàn)上升,但由于大體積混凝土一般體積較大,其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量無(wú)法快速導(dǎo)出,因此散熱能力相對(duì)較差,大體積混凝土不同組成部分之間會(huì)出現(xiàn)明顯的溫度差異,由溫度差異導(dǎo)致的溫度應(yīng)力等情況會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫現(xiàn)象,而且這種溫度差異導(dǎo)致的裂縫,不僅存在于大體積混凝土外部,大體積混凝土內(nèi)部也會(huì)由于溫度差異出現(xiàn)相應(yīng)的拉應(yīng)力,進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)裂縫。
其次,在大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,由于施工現(xiàn)場(chǎng)基本處于室外,因此由于室外晝夜溫差過(guò)大,不同階段澆筑的混凝土也會(huì)因?yàn)闇囟炔町惗a(chǎn)生較大變化,在水泥水化等過(guò)程中會(huì)由于外部溫度變動(dòng)出現(xiàn)收縮裂縫等,這對(duì)于建筑功能維護(hù)帶來(lái)了不利影響,而且還會(huì)導(dǎo)致混凝土工程安全受到挑戰(zhàn),極易出現(xiàn)混凝土施工風(fēng)險(xiǎn)。
最后,除了施工階段有可能導(dǎo)致裂縫問(wèn)題,在大體積混凝土施工結(jié)束之后,由于大體積混凝土體積較大且不同部位的功能具有差異,因此不同構(gòu)造部分之間會(huì)產(chǎn)生擠壓等現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致大體積混凝土構(gòu)造出現(xiàn)形變,特別是在自然環(huán)境較為惡劣的情況下,大體積混凝土不同構(gòu)造部位擠壓現(xiàn)象明顯,就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。
此外,在施工過(guò)程當(dāng)中,針對(duì)大體積混凝土施工,需要做好專門的養(yǎng)護(hù)管理,但是在實(shí)際的施工管理過(guò)程當(dāng)中,大體積混凝土澆筑完畢后,相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理工作并未落實(shí)到位,后期養(yǎng)護(hù)處理缺乏專業(yè)人員,導(dǎo)致混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量無(wú)法達(dá)到要求,大體積混凝土無(wú)法按照規(guī)范開展保溫、保濕處理,導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生。
為保證大體積混凝土施工的安全性,減少大體積混凝土中出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題,有效控制大體積混凝土施工質(zhì)量,需要在前期選擇合適的混凝土原材料,保證混凝土質(zhì)量符合施工需求,避免混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而可能導(dǎo)致的施工風(fēng)險(xiǎn)。例如在選擇混凝土材料過(guò)程中,要對(duì)粗集料以及細(xì)集料的比例進(jìn)行合理配置,混凝土集料在混凝土當(dāng)中起到骨架作用,對(duì)于混凝土的性能具有較大影響,如果粗細(xì)配比不合理,就會(huì)導(dǎo)致混凝土質(zhì)量降低,水泥用量明顯增加,導(dǎo)致大體積混凝土裂縫風(fēng)險(xiǎn)提升。粗集料中針、片狀顆粒含量過(guò)多,也會(huì)使得混凝土強(qiáng)度降低,在大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,一旦出現(xiàn)這些問(wèn)題,會(huì)使得混凝土的強(qiáng)度有所下降,因此要結(jié)合大體積混凝土施工特點(diǎn),選擇合適的混凝土集料配比。另外,要做好混凝土中水泥原材料的挑選,為減少混凝土裂縫,應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土的開裂情況做好預(yù)估,選擇具有較強(qiáng)強(qiáng)度且抗裂性能好的水泥材料,根據(jù)不同水泥特點(diǎn),結(jié)合使用硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥等。在大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,還可以在混凝土當(dāng)中適當(dāng)添加粉煤灰,以此減少水泥用量,避免水泥水化產(chǎn)生過(guò)多熱量,從而減少水泥水化導(dǎo)致的裂縫現(xiàn)象。
通過(guò)合理選擇外摻料,能夠保證大體積混凝土施工的安全性,在澆筑過(guò)程當(dāng)中通過(guò)外摻料等的科學(xué)使用,可以減少大體積混凝土水熱化出現(xiàn)概率,進(jìn)而保證大體積混凝土的施工安全,減少施工裂縫情況。例如,在大體積混凝土中摻入聚丙烯纖維,可以明顯改善混凝土的物理性質(zhì),在大體積混凝土施工階段,混凝土硬化初期,由于混凝土自身收縮等問(wèn)題,可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫,后期隨著混凝土中水分的蒸發(fā),內(nèi)部拉應(yīng)力增加,會(huì)使得混凝土中最初出現(xiàn)的裂縫逐步擴(kuò)大,進(jìn)而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部貫穿裂縫風(fēng)險(xiǎn),嚴(yán)重危害大體積混凝土施工安全。而通過(guò)聚丙烯纖維的使用,可以對(duì)混凝土起到一定的約束作用,使得混凝土韌性有所增強(qiáng),進(jìn)而改善混凝土內(nèi)部問(wèn)題,有助于防止混凝土裂縫出現(xiàn)。另外,通過(guò)聚羧酸減水劑等的使用,可以對(duì)混凝土的流動(dòng)性起到一定的改善作用,減少大體積混凝土施工中的整體用水量,對(duì)混凝土開裂問(wèn)題也能夠起到有效的防范作用,而且,在大體積混凝土當(dāng)中,通過(guò)緩凝劑的運(yùn)用,也可以減少水泥水化釋放熱量時(shí)間,有助于預(yù)防混凝土開裂。
由于大體積混凝土施工的復(fù)雜性,因此為了保證大體積混凝土的施工安全,減少混凝土裂縫問(wèn)題,需要根據(jù)大體積混凝土的施工項(xiàng)目特點(diǎn),設(shè)計(jì)合理的混凝土配比,從而確?;炷僚浔确鲜┕ば枨螅瑥亩苊獯篌w積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中由于混凝土配比不合理而導(dǎo)致的裂縫問(wèn)題,在初期混凝土配比設(shè)計(jì)階段,需要對(duì)大體積混凝土施工項(xiàng)目進(jìn)行專門的考察,了解混凝土的質(zhì)量要求以及強(qiáng)度要求,在此基礎(chǔ)上,通過(guò)適當(dāng)調(diào)整粗細(xì)集料配比以及摻合料用量等方式,確保大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,混凝土凝固時(shí)間等能夠符合要求。另外,在設(shè)計(jì)初步的混凝土配比之后,還要進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)分析以及可行性論證,只有混凝土水熱化等情況達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn),才可以正式推進(jìn)大體積混凝土施工項(xiàng)目,以此保證大體積混凝土施工的安全性。為確?;炷僚浔确闲枨?,相關(guān)單位也可以與專門的設(shè)計(jì)院進(jìn)行合作,借助專業(yè)人員計(jì)算合適的混凝土配比,以此確定科學(xué)的混凝土配比。
在具體的施工階段,為了預(yù)防大體積混凝土裂縫問(wèn)題,需要對(duì)大體積混凝土的施工工序進(jìn)行優(yōu)化,加強(qiáng)施工過(guò)程中的監(jiān)管力度,在混凝土澆筑等過(guò)程當(dāng)中需要明確具體的施工流程,特別是在實(shí)際施工之前,需要對(duì)相關(guān)工具進(jìn)行專門清理,有序開展混凝土澆筑等工作,并做好保濕噴水操作。大體積混凝土施工中需要嚴(yán)格按照施工工序開展施工,例如對(duì)于傾斜面的澆筑部分,應(yīng)當(dāng)從低到高進(jìn)行澆筑。而且在大體積混凝土施工過(guò)程中,要結(jié)合施工特點(diǎn),選擇整體分層連續(xù)澆筑等方式,從而避免混凝土內(nèi)部應(yīng)力差異過(guò)大導(dǎo)致的裂縫問(wèn)題。在施工階段還應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土的塌落度等情況,選擇合適的混凝土澆筑時(shí)間,并結(jié)合溫度變動(dòng),調(diào)整混凝土澆筑進(jìn)度。一些施工單位為了追求施工進(jìn)度,并未考慮混凝土施工情況,就會(huì)導(dǎo)致大體積混凝土施工風(fēng)險(xiǎn),因此為了保證大體積混凝土施工的安全性,需要嚴(yán)格按照混凝土型號(hào)特點(diǎn)以及自然環(huán)境變化,設(shè)置合適的大體積混凝土澆筑時(shí)間,并明確大體積混凝土施工間隔時(shí)間,通常情況下,若溫度低于25 ℃,則大體積混凝土施工的間隔階段需要在2.5 h以上。此外,在施工過(guò)程當(dāng)中,還應(yīng)當(dāng)對(duì)施工方法進(jìn)行調(diào)整,例如,為了保證大體積混凝土施工進(jìn)度,可以安排兩個(gè)澆筑組負(fù)責(zé)相應(yīng)的工作,并對(duì)澆筑人員的工作時(shí)間等進(jìn)行明確,從而避免疲勞操作可能導(dǎo)致的大體積混凝土施工問(wèn)題,減少混凝土裂縫風(fēng)險(xiǎn)。
為了預(yù)防大體積混凝土當(dāng)中的裂縫問(wèn)題,需要重視施工過(guò)程當(dāng)中的養(yǎng)護(hù)管理,通過(guò)優(yōu)化養(yǎng)護(hù)管理工作,可以規(guī)避大部分混凝土裂縫問(wèn)題,當(dāng)前很多施工單位對(duì)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)管理工作并不重視,在混凝土澆筑之后,養(yǎng)護(hù)措施并未落實(shí)到位,進(jìn)而導(dǎo)致了混凝土裂縫問(wèn)題。在大體積混凝土施工過(guò)程中,由于水泥水化等過(guò)程會(huì)釋放大量熱量,從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部不同部位之間存在溫度差異,除了混凝土內(nèi)部溫差之外,混凝土內(nèi)部以及外部也會(huì)存在明顯的溫度差異,一旦大體積混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大,極易出現(xiàn)溫度裂縫,因此需要在大體積混凝土施工結(jié)束之后,在混凝土表面鋪設(shè)專門的塑料薄膜等,防止混凝土表面與混凝土內(nèi)部溫差過(guò)大,另外對(duì)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間,也要做好專門的確定,一般情況下,大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間需要以大體積混凝土的施工體積以及施工項(xiàng)目情況進(jìn)行確定。
在大體積混凝土施工過(guò)程中,需要進(jìn)行專門的監(jiān)督管理,尤其是對(duì)大體積混凝土澆筑等過(guò)程當(dāng)中的氣溫情況進(jìn)行專門的記錄,一般情況下,開展大體積混凝土澆筑工作,應(yīng)當(dāng)選擇氣溫較低的階段,在一些惡劣情況下,例如冬天開展大體積混凝土澆筑過(guò)程時(shí),入模溫度應(yīng)當(dāng)在10 ℃以上,自然環(huán)境溫度變動(dòng)對(duì)大體積混凝土?xí)a(chǎn)生較大影響,因此為了避免混凝土斷裂風(fēng)險(xiǎn),可以采取人工方式對(duì)大體積混凝土的溫度進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)在混凝土表面覆蓋專門的保溫材料,或者在混凝土澆筑過(guò)程當(dāng)中設(shè)置專門的避光設(shè)備,并通過(guò)向骨料潑灑冷水等方式,可以在一定程度上減少自然環(huán)境因素對(duì)大體積混凝土施工帶來(lái)的影響,避免施工過(guò)程中由于溫差過(guò)大導(dǎo)致的溫度裂縫等問(wèn)題。
在大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,企業(yè)需要安排專門的人員負(fù)責(zé)對(duì)水泥用量以及施工進(jìn)度等進(jìn)行監(jiān)督,設(shè)置專業(yè)的安全管理崗位,管理人員在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)大體積混凝土施工情況進(jìn)行專門的記錄,并負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)施工過(guò)程當(dāng)中的各個(gè)人員,確保施工設(shè)備的有效運(yùn)用,同時(shí)在大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,要對(duì)混凝土溫度等進(jìn)行及時(shí)測(cè)量,全面記錄混凝土溫度變化,根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土溫度是否超標(biāo)進(jìn)行分析,一旦混凝土實(shí)測(cè)溫度超標(biāo),則需要做好專門的匯報(bào),通過(guò)對(duì)技術(shù)人員反饋混凝土施工過(guò)程中的異常,由技術(shù)人員做好相關(guān)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析,并綜合討論是否需要采取必要的補(bǔ)救措施,以此預(yù)防大體積混凝土施工風(fēng)險(xiǎn)。在此過(guò)程當(dāng)中,施工單位還需要針對(duì)安全管理崗位的具體職責(zé)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整,特別是在不同施工項(xiàng)目當(dāng)中,不同類型的混凝土施工要求也具有差異性,因此需要根據(jù)大體積混凝土施工項(xiàng)目的特點(diǎn),設(shè)置相應(yīng)的安全管理流程。此外,在后期的工作當(dāng)中也要做好專門的混凝土驗(yàn)收工作,在工程竣工階段,施工企業(yè)要安排專業(yè)的驗(yàn)收人員對(duì)大體積混凝土施工項(xiàng)目的情況進(jìn)行驗(yàn)收,特別是對(duì)關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)部位,要進(jìn)行專門的質(zhì)量檢測(cè),從而保證大體積混凝土施工項(xiàng)目質(zhì)量,避免后期混凝土形變等因素導(dǎo)致的裂縫問(wèn)題。
在大體積混凝土施工過(guò)程當(dāng)中,為了保證施工安全性,減少混凝土裂縫問(wèn)題,需要對(duì)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生因素做好專門分析,了解大體積混凝土施工中可能存在的風(fēng)險(xiǎn),在梁柱等重要部分的施工過(guò)程當(dāng)中,經(jīng)常運(yùn)用大體積混凝土施工方式,因此預(yù)防大體積混凝土施工裂縫,對(duì)建筑物的質(zhì)量具有重要影響,在施工階段需要采取有效措施,選擇合適的混凝土配比方案,挑選具有較高質(zhì)量的混凝土原材料,并建立專門的安全管理機(jī)制,搭建全面的監(jiān)測(cè)體系,保證整體施工安全性。