淺談大體積混凝土施工技術在水利工程中的應用

劉中寬，周 歡

（廣西水利電力職業技術學院，廣西 南寧 530023）

近年來，大體積混凝土施工以其混凝土設計強度高，單方水泥用量較多，水化熱引起的混凝土內部溫度較一般混凝土高，結構斷面內配筋較多，整體性要求較高的特點，在水利工程建設中的運用越來越廣泛。但是，大體積混凝土結構的施工技術和施工組織都較復雜，難度較大，施工時應十分慎重，否則易出現混凝土裂縫質量事故，造成不必要的損失。因此，筆者結合實際工作經驗，探討了水利工程中大體積混凝土施工技術的應用。

1 大體積混凝土施工的主要技術難點

大體積混凝土一般為一次澆筑量大于1000 m3或混凝土結構實體最小尺寸等于或大于2 m，且混凝土澆筑需研究溫度控制措施的混凝土。大體積混凝土的施工技術難點主要表現在如何有效控制裂縫的問題。裂縫的產生原因主要有收縮應力過大、溫差、水泥安定性差問題。

1.1 收縮裂縫

收縮引起裂縫主要包括塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮等。收縮裂縫，主要指混凝土在逐漸散熱和硬化過程中引起的收縮應力，特別是大體積混凝土結構物，超過了混凝土本身的限抗拉強度之后，在混凝土中產生收縮不均的裂縫。

1.2 溫差裂縫

溫差可分為混凝土澆注初期，產生大量的水化熱，由于混凝土是熱的不良導體，水化熱積聚在混凝土內部不易散發，常使混凝土內部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環境溫度，這就形成了內外溫差，這種內外溫差在混凝土凝結初期產生的拉應力當超過混凝土抗壓強度時，就會導致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導致裂縫的產生；當混凝土內部達到最高溫度后，熱量逐漸散發而達到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內部溫差，這3種溫差都會產生溫度裂縫。在這3種溫差中，由水化熱引起的內外溫差較為主要。

1.3 安定性裂縫

水泥安定性差，達不到國家標準，從而引起的裂縫叫安定性裂縫，其表現主要是龜裂。

此外，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產生；建筑物基礎的不均勻沉降也會產生裂縫?；炷僚浜媳炔涣紩斐苫炷了苄猿两盗芽p；水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學反應也會產生裂縫。混凝土的結構物的應力集中、基礎部均勻沉陷、鋼筋質量問題等，都是產生裂縫的原因。

2 大體積混凝土施工質量控制要點

2.1 原材料選用控制

（1）采用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣水泥，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當減小。

（2）選用級配良好的骨料，嚴格控制砂、石子含量，細骨料盡量用干凈的中粗砂，為了保證混凝土品質，提高混凝土抗拉強度，應嚴格控制砂石原材料的含泥量，避免使用過量粉砂。

（3）在混凝土配合比的選擇上，在滿足強度的前提下，減少水泥用量，摻用適量粉煤灰、外加劑、減水劑，通過試驗確定其摻入量，以降低水灰比和水泥用量，達到提高混凝土和易性、密實性，減少發熱量增強混凝土抗拉強度。適當減少砂率，提高粗骨料含量，以降低干縮量。

（4）混凝土中摻入緩凝劑、抗裂防滲劑，降低以熱峰值，增強抗裂性能。

2.2 施工工藝控制措施

（1）確?；炷翝仓B續進行，避免形成冷縫、縱向施工縫，提高結構整體性和抗剪性能。

（2）控制混凝土施工工藝，對混凝土的拌和、運輸、平倉振搗等施工工序嚴格按照工藝操作規程施工。

（3）確保混凝土配料準確、拌和均勻，保證混凝土良好的和易性。

（4）做好平倉、振搗操作，以保證混凝土的均勻性，通過工藝控制，使混凝土品質達到優良標準，以提高混凝土抗裂能力?；炷琳駬v要密實，澆注過程中振搗時間應均勻一致，以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊1/2為宜，為了避免表面裂縫，澆注完畢后，表面要壓實、抹平?；炷翝仓Y束后，清除多余灰漿，排除泌水，待定漿后進行二次復振、二次抹壓，防止產生松頂和表面干縮裂縫。

（5）混凝土養護是大體積混凝土施工中一項十分關鍵的工作。應加強早期保溫養護，提高抗拉強度。如是冬季，混凝土澆筑完成后，混凝土表面及時用聚乙烯薄膜覆蓋，覆蓋草袋保溫，并灑水養護，保持混凝土表面濕潤，控制混凝土內外溫差不大于 20 ℃，在混凝土拆模后，特別是低溫時，立即采取表面保護，防止表面降溫過大，引起裂縫。

3 工程實例

3.1 工程概況

某防洪閘新建工程，底板為30 cm×30 m的1.8 m厚的鋼筋混凝土底板，加強帶采用抗滲等級P8補償收縮混凝土，寬度為2 m。

3.2 施工工藝流程

作業準備→混凝土的運輸→混凝土澆筑→混凝土振搗→找平→混凝土養護。

3.3 施工準備

大體積混凝土施工前必須進行物料、機具、技術和現場準備，同時，還應根據其施工的特殊性做好附屬材料和輔助設備的準備工作，如水泵、測溫設備等。結合每段混凝土施工的工程量，本工程擬選用5臺HBT－80混凝土泵進行混凝土的澆筑。

3.4 確定混凝土配合比

該工程混凝土采用商品混凝土，混凝土公司負責配合比試驗?；A底板采用的混凝土配合比，見表1。

3.5 混凝土的澆筑

該工程底板混凝土的澆筑嚴格按照澆筑順序進行，施工縫留在后澆帶處（后澆帶寬1 m），外墻吊模部分高出底板面0.3 m留水平縫，底板梁地模低于底板面150～200 mm，該部分待底板澆筑振搗密實2 h后澆筑，用φ16鋼筋人工振搗，每段混凝土的澆筑應連續進行，根據振搗棒的有效震動長度，分排進行施工澆筑，不得出現施工冷縫。

膨脹加強帶的澆筑，按順序澆筑至膨脹帶位置時采用 C35內摻27 kg/m3PNF的膨脹混凝土進行澆筑。膨脹帶采用密目鋼絲網隔離，鋼絲網加固豎向采用φ20@600，厚度＞0.9 m以上時在豎向筋中部增加一道φ22腰筋。

表1 混凝土配合比（kg/m3）

3.6 混凝土的振搗

該工程施工采用機械振搗，使用泵送混凝土時坍落度大和流動性好，采用“一個坡度，分層澆筑循序漸進，一次到頂，不出冷縫”的方法澆筑，振搗至混凝土表面產生浮漿、無氣泡、不下沉才能停止操作。為了避免鋼筋及預埋件的走動，不可漏振或過振，攤灰與振搗應在對稱位置開始。對于基梁交叉部位，由于其中鋼筋十分密集，振搗時應特別注意，交叉部位面積較小處，應從四周插振搗棒；對于交叉部位面積較大處，應在鋼筋幫扎時注意間隔500 mm左右，預留插棒孔（可在綁扎鋼筋時，插管徑48 mm的鋼管，鋼筋綁扎完畢后拔出）。要嚴格按分層澆筑分層振搗的規程操作。

3.7 混凝土的找平

底板混凝土找平用木抹子或長木杠將表層附漿集中趕到一處，人工清走，然后進行第一次找平，平整度要求在規范要求以內，混凝土初凝后終凝前，第二次找平，目的是消除混凝土表面微小的收縮縫。

3.8 混凝土的養護

為了保證新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產生裂縫，大體積混凝土澆筑后，要在12 h內加以覆蓋，蓄水20 cm養護至少3 d。

3.9 混凝土的測溫

為了掌握大體積混凝土的溫升和溫降的變化規律，應對混凝土進行全過程的監測控制。該工程整個底板測溫導線的布置共48處，混凝土初凝后72 h內每2 h測溫1次，以后每4 h為1次，并做好測溫測量記錄，測溫工作持續到混凝土與環境溫度差小于15 ℃時結束。測溫采用UJ36型電子測溫儀。

為了嚴格控制混凝土質量，滿足設計對工程特殊部位的要求，防止混凝土溫度裂縫的產生，對測溫記錄數據進行分析，針對分析結果及時采取相應措施：在底板范圍內，下鋪一層塑料薄膜，上部覆蓋二層毛氈被，若混凝土內外溫差接近 25 ℃時，繼續在混凝土上加蓋草簾被，直到溫差小于25 ℃為止。

4 結束語

經多方觀察，該工程混凝土外觀質量良好，未發現明顯裂縫現象，達到了設計要求。