水利工程大體積混凝土澆筑施工技術工藝分析

張陳林

中國葛洲壩集團第一工程有限公司 湖北 宜昌 443002

水利工程作為大型公共基礎建設項目，涉及涵洞、隧道、橋梁、堤壩等重要工程，建筑使用的大體積混凝土必須在質量和工藝上高標準要求，確保工程質量和安全。大體積混凝土在澆筑施工時，因其巨大的體積和面積，加之外界環境影響，非常容易出現缺陷損傷，即裂縫。因此，大體積混凝土的澆筑施工工藝的主要內容就是防止裂縫出現。

1 大體積混凝土出現裂縫缺陷的原因

1.1 混凝土內外溫差因素

混凝土在澆筑后的凝結過程中，會產生水化熱，因混凝土較差的導熱性以及龐大的混凝土體積，致使該熱量不能迅速散出。這樣，在混凝土內外產生較大的溫差，內部收縮應力增大，極易出現裂縫。

1.2 混凝土自身的收縮特性

混凝土澆筑完成在后續的凝結過程中，隨著水分增發，混凝土內部出現收縮應力，如干燥收縮、溫度收縮等，容易形成裂縫或空穴。

1.3 外界環境條件影響

大體積混凝土內部溫度來源包括澆筑溫度、水化溫度。外界溫度和濕度對混凝土的凝結質量產生直接影響：外界溫度較高，混凝土澆筑溫度上升；外界溫度降低，則會增加混凝土由內到外的溫差梯度，如果溫度下降變化較快，則會在混凝土內部產生巨大的應力，直接造成結構開裂失效；外界濕度降低，也就是干燥，會加快混凝土的干縮速度，可能會導致裂縫缺陷[1]。

2 大體積混凝土澆筑施工工藝

2.1 混凝土制備階段

（1）材料選備。首先，水泥牌號的選擇，控制水化熱的影響，要選用水化熱較低的水泥品種，了解其礦物組成成分，調整所需水泥細度模數，如鋁酸三鈣含量較低的酸鹽水泥；其次，水泥進入攪拌環節的溫度控制，水泥如果出廠直接送到攪拌站，此時，水泥的溫度比較高，冒然攪拌作業，會造成流動性差、需水量大且易坍塌碎裂；再次，摻入粉煤灰，混凝土中摻入粉煤灰，能夠改良混凝土性能，提高混凝土后期的凝結強度、降低水化熱。

（2）優化調配比例。其一，控制拌合水量，不宜高于175kg/m，過多的拌合用水，在其蒸發過程中，會使混凝土內部產生孔隙，破壞凝結強度；其二，控制水膠比例，規范確定大體積混凝土的水膠比例不宜高于0.5，較低的水膠比例能夠提高混凝土的密實程度；其三，砂漿砂率控制在35%-42%，砂率過高，混凝土澆筑時的流動性較差，易產生開裂，砂率過低，則會降低混凝土強度質量。

（3）攪拌制作要求。選用具備相關資質的混凝土預拌單位，確保混凝土的制備滿足澆筑工藝要求。注意攪拌前，將攪拌罐內的積水清理干凈，防止混凝土水膠比例失衡。

（4）運輸環節。預拌混凝土運輸到施工現場，直至攪拌澆筑，需要一定的時間。在這期間，外界溫度、濕度變化，以及混凝土內水分蒸發等，都會改變混凝土質量性能，要求運輸車輛要具有防風、防曬、防雨和防寒的裝備設施。

2.2 混凝土澆筑施工階段

（1）施工準備條件。大體積混凝土澆筑施工，要有科學嚴謹的操作流程，確保工序高質高效銜接。相關組織安排周密合理，各環節人員安排到位，設備機械處于良好狀態，應急方案和設備經過演練和檢查。進行全面仔細的圖紙會審，對關鍵部位的澆筑，重點討論，并制作施工作業指導書；施工前的模板、支架、鋼材、預埋件進行嚴格的檢查驗收；現場的水電及設施調度部署周密。總之，盡一切可能在施工前消除所有隱患，高效高質完成澆筑。

（2）混凝土澆筑工藝。一般采用分層澆筑技術，利用混凝土澆筑的大面積提高散熱效果和速度，這種澆筑方案，能夠大大減少混凝土由于溫差收縮產生的裂縫概率。在澆筑時，要考慮不同部位結構特性、鋼筋布置、預埋件位置等因素。目前采用的澆筑方案有三種：全面分層、分段分層和斜面分層。

（3）混凝土的后期養護。大體積混凝土的養護工作主要是保持構件適宜的溫度和濕度，控制混凝土內外溫差，避免溫差變化造成的收縮應力，保障混凝土的凝固過程高質量完成，滿足混凝土強度增長的條件需求。另外，通過溫度控制，能夠防止混凝土因溫差變化可能產生的開裂破壞。

混凝土控制溫差的方法：其一，混凝土內部降溫法，在結構件內部預設冷卻水管；其二，保溫法，結構件外表面覆蓋保溫材料。

2.3 混凝土溫度監測

影響混凝土強度和質量，及裂縫產生的根本是溫度因素。混凝土的澆筑和養護都是在溫度數據指導下進行的，需要有準確的溫度數據，才能提前或及時調整技術方案措施。通常混凝土在溫度變化4小時內就會反應，可能表面出現裂縫，所以，溫度監測的時間間隔不能超過4小時。

溫度監測點的選擇，在對稱結構件平面上，一般選擇在對稱軸線上布置監測點；在非對稱澆筑平面上，一般通過分析各立體面形狀和受力情況，選擇最具代表性的點監測[2]。

3 結束語

本文以施工流程為主線，分析了各階段的具體施工技術工藝，目的在于降低混凝土裂縫孔隙產生的概率，提高結構件密實度和強度。大體積混凝土是水利工程中極其關鍵的部分，是整個工程質量的保障基礎。因此，要不斷在混凝土施工工藝方面進行研究創新，提高施工工藝水準。

[1] 聶方林.水利工程大體積混凝土施工關鍵技術研究[J].河南科技,2017,(15):102-103.

[2] 吳玉鋒.水利工程大體積混凝土施工技術應用分析[J].低碳世界,2018,(01):88.