【摘要】文中以超長大體積混凝土為研究對象，采用理論研究與案例分析的方式，探究了某工程項(xiàng)目中超長大體積混凝土的施工難點(diǎn)，指出在此項(xiàng)目混凝土開裂機(jī)理，討論了超長大體積混凝土施工中的裂縫控制措施，旨在分析同類型項(xiàng)目中裂縫控制的措施，為同類型工程項(xiàng)目施工提供技術(shù)參考。

【關(guān)鍵詞】超長大體積混凝土；混凝土裂縫；施工技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TU755" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）04-0065-03

0" 引言

建筑行業(yè)穩(wěn)步發(fā)展的今天，混凝土施工技術(shù)越發(fā)成熟。即使面對大體積混凝土施工任務(wù)，施工技術(shù)人員也能科學(xué)地把控施工工藝，保證施工流程，保障施工質(zhì)量。在建筑工程建設(shè)中的超長大體積混凝土施工任務(wù)，往往存在施工難度大，施工工藝復(fù)雜，原材料品質(zhì)不一致等問題，極易造成混凝土裂縫等缺陷，影響混凝土結(jié)構(gòu)性能。為減少超長大體積混凝土施工裂縫，相關(guān)人員需分析裂縫成因、類型及危害程度，優(yōu)化混凝土施工方案，規(guī)范施工作業(yè)過程。在未來的建筑行業(yè)發(fā)展中，相關(guān)人員需根據(jù)超長大體積混凝土施工特點(diǎn)，創(chuàng)新施工工藝。

1" 工程概況

某酒店項(xiàng)目。①本項(xiàng)目的周邊環(huán)境為，建筑主體結(jié)構(gòu)位于采石形式的山體深坑中，坑體近似橢圓形狀，上部寬度大，下部寬度小，坡角83o，基坑最大深度71.2 m，此項(xiàng)目位于深坑邊坡上，建筑總高73.7 m。②為增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性，支座為2點(diǎn)支撐：坑內(nèi)主體建筑為分塊箱形基礎(chǔ)；坑頂為跨越鋼桁架支撐。③坑口基礎(chǔ)梁處于坑頂邊緣絕對標(biāo)高4.8 m處，基礎(chǔ)梁寬度、高度分別為3.2 m、2.25 m，總長258 m。綜合本項(xiàng)目的施工要求，基礎(chǔ)梁選擇跳倉法。

考慮到本建筑中的坑口基礎(chǔ)梁位環(huán)形結(jié)構(gòu)。為達(dá)到預(yù)期的施工目標(biāo)，跳倉法施工之前相關(guān)人員需深入分析現(xiàn)場環(huán)境，充分研讀圖紙，實(shí)現(xiàn)合理分倉，并完成大量的前期論證，以得到最佳的施工方案。按照經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性分析結(jié)果，基礎(chǔ)梁沿長度方向每40 m或短于40 m時(shí)到轉(zhuǎn)折處止完成分倉。分倉數(shù)量為6個(gè)，結(jié)果如圖1所示。跳倉施工期間，嚴(yán)格按照倉號(hào)1、3、5、4、6、2的順序組織施工作業(yè)。相鄰兩倉的混凝土澆筑時(shí)間間隔不得過長，最短為14 d，以促進(jìn)混凝土成型，提高結(jié)構(gòu)美觀性、完整性。

2" 超長大體積混凝土施工難點(diǎn)

本項(xiàng)目為超長大體積混凝土施工，混凝土施工難點(diǎn)表現(xiàn)在以下方面。

（1）控制入模溫度?；炷寥肽囟仁怯绊懟炷脸尚托Ч囊淮笠蛩?。在其他條件完全相同的情況下，如混凝土澆筑時(shí)的入模溫度高于正常值，出現(xiàn)裂縫問題的概率較高。為此，施工建設(shè)期間有關(guān)人員嚴(yán)格控制混凝土入模溫度，結(jié)合項(xiàng)目所在地的環(huán)境及氣候等特征，合理規(guī)劃和選擇澆筑時(shí)間，可在夜間澆筑，并使每一分倉混凝土入模溫度保持在26 ℃上下。

（2）澆筑工藝?；炷潦┕べ|(zhì)量取決于多方面因素，為了達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，混凝土施工工藝很重要，澆筑更是關(guān)鍵步驟。針對本項(xiàng)目的超長大體積混凝土施工任務(wù)，應(yīng)采用分層澆筑工藝。合理分層，各分層厚度在0.5 m以下[1]。底層混凝土初凝之前必須澆筑完上層，并逐步向前推進(jìn)作業(yè)。為提高混凝土密實(shí)度，需有專門的振搗人員操作，振搗棒使用應(yīng)規(guī)范。

（3）跳倉接縫施工。跳倉接縫處模板需采用免拆快易收口網(wǎng)，為增強(qiáng)模板穩(wěn)固性，施工人員應(yīng)利用槽鋼來完成加固施工。下段混凝土澆筑作業(yè)開始之前，有關(guān)人員需在此處完成鋼板網(wǎng)等的清理工作，在潔凈度達(dá)標(biāo)后在其上涂刷同強(qiáng)度純水泥砂漿。

3" 超長大體積混凝土開裂機(jī)理

超長大體積混凝土施工中，由于結(jié)構(gòu)體系龐大，很難一次澆筑成型。為提高結(jié)構(gòu)性能，有關(guān)人員需強(qiáng)化技術(shù)管理、質(zhì)量控制，以預(yù)防混凝土裂縫。大量的超長大體積混凝土施工中，常出現(xiàn)施工裂縫，其開裂機(jī)理如下。

（1）外部溫度。在外部溫度影響下，混凝土材料的體積有熱脹冷縮現(xiàn)象，如這一體積變化超出了混凝土結(jié)構(gòu)自身的承受極限，將出現(xiàn)裂縫。

（2）收縮。收縮有塑性收縮與縮水收縮之分。以塑性收縮為例，一般出現(xiàn)在澆筑后4～5 h，此時(shí)間段內(nèi)混凝土的水化反應(yīng)更為強(qiáng)烈，形成了新的分子鏈，混凝土發(fā)生泌水現(xiàn)象，且水分蒸發(fā)速率加快，發(fā)生失水收縮。同時(shí)，骨料因自重下沉，混凝土未完全硬化，此過程就是塑性收縮，易造成混凝土裂縫[2]?？s水收縮，混凝土結(jié)硬后產(chǎn)生，因混凝土表層水分逐步蒸發(fā)，濕度降低，混凝土體積逐步減小，這就是縮水收縮，也即干縮。因混凝土表層水分損失快、內(nèi)部損失慢，收縮不均勻，而表層收縮變形受內(nèi)部混凝土約束，易發(fā)生裂縫。

（3）凍脹。大氣溫度低于零下時(shí)，吸水飽和的混凝土將出現(xiàn)冰凍，此時(shí)游離水轉(zhuǎn)變?yōu)楸?，體積膨脹明顯，混凝土產(chǎn)生一定的膨脹應(yīng)力；凝膠孔中的過冷水在微觀結(jié)構(gòu)中遷移、重新分布，產(chǎn)生滲透壓，增大混凝土膨脹力，混凝土強(qiáng)度降低，產(chǎn)生裂縫。

4" 超長大體積混凝土施工中的裂縫控制措施

4.1" 深化設(shè)計(jì)

本混凝土施工作業(yè)具有大體積、超長性特征，在結(jié)構(gòu)體系中的鋼筋數(shù)量多，且這些鋼筋的分布不均勻，局部位置設(shè)有鋼絲網(wǎng)片，鋼筋和鋼絲網(wǎng)片的雙重影響下，應(yīng)力集中現(xiàn)象得以改善，結(jié)構(gòu)抗裂性較強(qiáng)[3]。有關(guān)人員在全面分析結(jié)構(gòu)后，發(fā)現(xiàn)局部位置依舊存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，如未關(guān)注這一方面，易導(dǎo)致開裂現(xiàn)象。為此，設(shè)計(jì)階段技術(shù)、設(shè)計(jì)和施工人員等需充分溝通，發(fā)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)缺陷，于應(yīng)力集中位置如梁底突出處、高溫中心處增設(shè)φ16 @150和φ20 @250的溫度筋，以避免降溫時(shí)收縮拉應(yīng)力過大導(dǎo)致裂縫，如圖2所示。

大梁與基礎(chǔ)墊層之間應(yīng)布設(shè)2道厚1.5 mm的雙面自粘貼聚合物改性瀝青聚酯胎防水卷材，以減小墊層對大體積混凝土水化反應(yīng)產(chǎn)生的約束力。

4.2" 澆筑與振搗

為減少混凝土裂縫，有關(guān)人員必須嚴(yán)格制定澆筑與振搗技術(shù)方案，并同步制定管理措施，以全面把控施工過程，加強(qiáng)管理。正式澆筑前，有關(guān)人員需統(tǒng)計(jì)超長大體積混凝土作業(yè)面的位置，清潔澆筑部位的雜物，保障作業(yè)面清潔度。同時(shí)，有關(guān)人員需按照規(guī)定支設(shè)模板，提高模板穩(wěn)定性，做好不同模板之間的處理，保障接縫處的嚴(yán)密性，關(guān)鍵區(qū)域涂抹一層脫模劑，為澆筑施工創(chuàng)造理想條件。澆筑作業(yè)期間，相關(guān)人員需遵循機(jī)械振搗、分層澆筑的原則，以促進(jìn)混合料中水化反應(yīng)熱量的散失。分層澆筑期間，施工人員需將振搗棒插入下層混凝土，促進(jìn)上下層的銜接。需要注意的是，構(gòu)件關(guān)鍵區(qū)的鋼筋數(shù)量較多，澆筑施工時(shí)的技術(shù)難度較大，局部位置的鋼筋可能影響澆筑作業(yè)。因此，施工人員需分析細(xì)骨料、水泥等的使用標(biāo)準(zhǔn)，處理鋼筋縫隙，保障混凝土強(qiáng)度。對于澆筑區(qū)域的節(jié)點(diǎn)部位，則需要加強(qiáng)振搗作業(yè)，以達(dá)到密實(shí)度要求，具體的施工中需增加振搗點(diǎn)數(shù)量，相鄰振搗點(diǎn)之間相距0.5 m，創(chuàng)造均勻且充分的振搗條件[4]。

4.3" 控制施工溫度

施工作業(yè)中如未控制溫度，極易發(fā)生裂縫。為此，施工過程之前有關(guān)人員需確定溫度控制標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)溫度條件對混凝土裂縫的影響，采取更有針對性的溫控措施。第一，結(jié)合超長大體積混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選定若干個(gè)溫度監(jiān)測點(diǎn)，在這些監(jiān)測點(diǎn)上安裝溫度傳感器。綜合現(xiàn)有的施工標(biāo)準(zhǔn)，溫度監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量至少為12個(gè)。為提高溫度監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，相關(guān)人員需科學(xué)選定測點(diǎn)，如在混凝土底板埋設(shè)溫度探頭。第二，密切監(jiān)測各項(xiàng)溫度指標(biāo)。如在混凝土攪拌、入模和澆筑時(shí)，都需要由專人監(jiān)控溫度情況，將采集的溫度數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)溫度相對比，如二者偏差過大，不利于控制溫度。一旦混凝土澆筑時(shí)的溫度過高，有關(guān)人員需通過埋設(shè)冷卻水管、通入冷水等方式來實(shí)現(xiàn)降溫。

本項(xiàng)目施工期間為預(yù)防裂縫，技術(shù)人員對大梁1、2倉開展了溫度監(jiān)測，每個(gè)倉中部位置每相距10 m布設(shè)2組測點(diǎn)，每組測點(diǎn)包含8個(gè)點(diǎn)位，如圖3所示。為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的溫度監(jiān)測，現(xiàn)場配備智能化測溫設(shè)備，測溫元件接頭與結(jié)構(gòu)鋼筋做好固定。澆筑作業(yè)結(jié)束后開始監(jiān)測溫度，每間隔5 min記錄一次結(jié)果，獲取入模溫度、環(huán)境溫度與里表溫度。

以1倉多個(gè)測點(diǎn)的溫度監(jiān)測結(jié)果為例，由于本混凝土設(shè)計(jì)方案中，要求混凝土在夜間澆筑，設(shè)計(jì)的入模溫度為26 ℃。當(dāng)天夜間澆筑完混凝土后，有關(guān)人員設(shè)置好測點(diǎn)，并安裝了相應(yīng)的溫度感應(yīng)設(shè)備。從第2天開始混凝土發(fā)生了明顯的水化反應(yīng)，此反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量在混凝土內(nèi)部不斷聚集，經(jīng)測量后發(fā)現(xiàn)中心溫度呈上升趨勢，第4天時(shí)混凝土中心溫度為79.54 ℃ ，此高溫狀態(tài)維持了6 h。經(jīng)計(jì)算，混凝土升溫階段最大溫差達(dá)27 ℃ ，與行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對混凝土溫差要求的30 ℃相比，明顯較低，說明此階段保溫措施有效。降溫期間，混凝土表面的溫度加劇下降，降溫速率為2.03 ℃/d，中心處的降溫速率略大，達(dá)3.31 ℃/h。在混凝土底層，因?yàn)槠湮恢锰厥庑?，外部環(huán)境因素對該部位的溫度影響較小，雖有降溫現(xiàn)象，但其降溫速率較小，僅為1.18 ℃/d[5]。在達(dá)到14 d的養(yǎng)護(hù)周期后，結(jié)束對混凝土采取的保溫措施。但因?yàn)榇藭r(shí)太陽光照射強(qiáng)烈，混凝土表層及中心溫度都有顯著變化，尤其是中心溫度呈上升趨勢，在升溫達(dá)到一定條件后逐步趨于穩(wěn)定。在現(xiàn)場保持了一段時(shí)間的溫度監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)值的前后對比，發(fā)現(xiàn)混凝土中心的降溫速度相對較大。因?yàn)榇隧?xiàng)目中選擇跳倉法工藝，澆筑之前釋放了大量的收縮應(yīng)力，且在局部位置增加了溫度筋，有效改善了結(jié)構(gòu)抗裂性，本項(xiàng)目結(jié)構(gòu)中幾乎未出現(xiàn)裂縫，說明無論從施工工藝還是施工養(yǎng)護(hù)角度，工藝技術(shù)、管理措施都相對有效。

4.4" 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

澆筑施工結(jié)束后有關(guān)人員需按照規(guī)定完成養(yǎng)護(hù)作業(yè)。通過采用合適的養(yǎng)護(hù)方法，并保障養(yǎng)護(hù)時(shí)，可提高混凝土成型效果。澆筑施工后有關(guān)人員需立即在混凝土表面覆蓋草席等保溫材料，并密切監(jiān)測混凝土的溫度情況。本工程中的養(yǎng)護(hù)措施為：表面覆蓋厚18 mm的木模板，模板外側(cè)覆蓋塑料薄膜；澆筑結(jié)束后12 h開始養(yǎng)護(hù)，對裸露面覆蓋塑料薄膜并澆水潤濕，此后鋪設(shè)草墊創(chuàng)造全封閉養(yǎng)護(hù)條件，養(yǎng)護(hù)周期為14 d。

5" 結(jié)語

與普通結(jié)構(gòu)相比，超長大體積混凝土施工的難度較大，易出現(xiàn)施工裂縫。為提高施工質(zhì)量，超長大體積混凝土施工中相關(guān)人員需依據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定切實(shí)可行的施工技術(shù)方案、管理措施。

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[作者簡介]陽邦偉（1986—），男，重慶人，大學(xué)本科，研究方向：土木工程施工技術(shù)。