建筑施工中的大體積混凝土澆筑技術解析

周榮興

摘 要：近年來，大體積混凝土澆筑技術被廣泛應用于在建筑工程中。本文簡要的介紹了大體積混凝土技術的特點；闡述了大體積混凝土澆筑技術的要求和常見的質量通病；最后，結合自身經驗，探討和提出了大體積混凝土澆筑的技術控制要點，主要包括原材料、澆筑方式、配合比優化和溫控措施等。

關鍵詞：建筑施工；大體積混凝土、技術控制

日本建筑學會標準（JASS5）規定：“結構斷面最小厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內部的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土”。隨著社會的發展和科技的進步，大體積混凝土已被廣泛的應用于高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩等工程。然而，在澆筑過程中，沒有科學合理的施工措施，它極易產生施工裂縫、溫度裂縫和泌水等質量通病。因此，嚴格執行和優化大體積混凝土澆筑技術方案是避免質量通病的重要措施。本文就大體積混凝土澆筑技術的特點作了簡要的介紹，并闡述了澆筑的要求和常見的質量通病；鑒于大體積混凝土結構的獨特優點，在實際工程應用中取得良好的效果，并得到社會的認可和良好的發展。

1 大體積混凝土澆筑技術的特點

建筑施工中大體積混凝土澆筑施工是一項綜合復雜的工程，并要求澆筑一氣呵成。因此，它具備不同的特點：①澆筑結構厚大，混凝土需量大，施工條件復雜（一般都用于現澆鋼筋混凝土結構）；②施工工藝和設備復雜，水泥水化熱較大；③大體積混凝土還受到平面尺寸的制約。若平面尺寸過大，由約束力產生的溫度應力越大，當超過混凝土的極限拉壓力數值時，則容易產生溫度裂縫等質量通病。出于其獨特的特點，大體積混凝土已被廣泛的應用于建筑施工工程中，但必須加以控制其質量通病的發生，才能有良好的發展。

2 澆筑的要求與質量通病

2.1 施工工藝及澆筑方法的要求

通常地下室基礎底板以設計后澆帶為界，將其分成為若干個獨立板塊，最后通過后澆帶的連接將分塊的混凝土連成一個整體。

2.1.1 大體積分層澆筑：當地下室基礎底板按專項方案要求分成若干個獨立板塊進行分層澆筑時，必須在下層混凝土初凝前完成上層混凝土澆筑，以防止混凝土施工冷縫的出現。

2.1.2 后澆帶的澆筑：澆筑基礎后澆帶時，應充分考慮到補償收縮混凝土的膨脹效應，當后澆帶的直線長度大于50m時，混凝土要分兩次澆筑，時間間隔為5～7d；

2.1.3 澆筑方法：大體積混凝土澆筑與普通混凝土澆筑一樣，宜采用二次振搗工藝，在混凝土硬化前1～2h應抹壓，以防止收縮裂縫的產生。

2.1.4 防雨措施：在澆筑前，應全面掌握當時的氣象情況，以盡量避開雨天施工；若實在無法避開雨天施工，應事先做好防雨措施，如：搭設雨蓬或分段搭雨蓬的辦法進行澆筑。

2.2 質量通病

大體積混凝土澆筑施工所涉及到的工序、設備和施工方法較多，若某一環節出差錯往往會導致不同程度的質量通病，常見的質量通病如下表1所示。

3 大體積混凝土澆筑技術控制要點

3.1 大體積混凝土原材料的優選

為了確保大體積混凝土施工質量，大體積混凝土既要滿足施工要求（如混凝土的工作性和體積穩定性），又要滿足結構設計要求（如混凝土的耐久性、抗滲性和設計強度），所以對大體積混凝土原材料的優選顯得尤為重要。對于水泥（標號）、碎石、砂及水等原材料的來源均應同一廠家、同一品牌和同一規格型號。粗骨料宜采用連續級配，細骨料盡量使用中粗砂；外加劑宜采用緩凝劑、減水劑；摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。

在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，應增加摻合料、骨料的用量。同時，混凝土所用的水泥應盡量選用水化熱低、凝結時間長的原材料，例如粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等。

表1 大體積混凝土澆筑的質量通病及預控措施

名稱 原因分析 預控措施

溫度裂縫 大體積混凝土澆筑時，內部水化熱大且不能及時散發，導致內部溫度升高，形成較大內外溫差和收縮作用，從而形成初期的表面裂紋和后期的內部裂紋 ①宜選用水化熱較低的水泥；②在保證砼強度的條件下，盡量減少水泥用量和每立方米砼的用水量；③可在砼中摻入適量的礦物摻料、粉煤灰，也可采用減水劑；④在基礎內預埋循環冷卻水管進行降溫。

施工、干燥收縮裂縫 澆筑過程中，未及時供應混凝土，或施工方式不正確導致施工縫；水泥水化的同時會導致砼失水引起體積收縮變形，砼受到地基和其他結構的邊界條件的約束就會引起拉應力，當超過了砼抗拉強度極限值時就可能產生貫通整個截面的裂縫 摻入適量的U型混凝土膨脹劑，防止或減少混凝土收縮開裂，并使混凝土致密化，使混凝土抗滲性提高。在滿足混凝土泵送的條件下，盡量選用粒徑較大、級配良好的石子；盡量降低砂率，一般宜控制在42-45%之間。

蜂窩、麻面、孔洞 ①模板表面粗糙或模板縫沒有堵嚴，模板接觸部分的混凝土失水過多，致使混凝土表面形成許多小凹點。②混凝土攪拌時間短，加水量不準，混凝土和易性差，混凝土澆筑后有的地方砂漿少石子多，形成蜂窩。③混凝土澆灌沒有分層澆灌，下料不當，造成混凝土離析，因而出現蜂窩麻面。④混凝土澆入后振搗質量差或漏振，造成蜂窩麻面。 ①模板安裝前將其表面清理干凈并涂刷隔離劑，澆筑前仔細檢查模板的防漏漿措施是否到位；②商品混凝土進場時應及時做好每車的坍落度檢測工作，對于不合格應及時做退場工作。③混凝土澆筑高度超過2米時，要采取措施，如用串筒、溜管或振動溜管進行下料。④混凝土入模后，必須掌握振搗時間，一般每點振搗時間約20-30秒。合適的振搗時間可由下列現象來判斷：混凝土不再顯著下沉，不再出現氣泡，混凝土表面出漿且呈水平狀態，混凝土將模板邊角部分填滿充實。

3.2 澆筑方式的優化

3.2.1 全面分層

全面分層澆筑混凝土時，要達到第一層全面澆筑后返回來澆筑第二層時，且第一層澆筑的混凝土還未初凝，這樣逐層進行澆筑。這種澆筑方式適應用于尺寸不大，從短邊開始施工，沿長邊進行的工程，如下圖1所示。

圖1 全面分層澆筑方式

3.2.2 斜面分層

適用于結構的長度超過厚度的三倍。振搗工作應從澆筑層的下端開始，逐漸上移，以保證混凝土施工質量，如下圖2所示。

圖2 斜面分層澆筑方式

3.2.3 分段分層

適宜于厚度不太大而面積或長度較大的結構。混凝土從底層開始澆筑，進行一定距離后回來澆筑第二層，如此依次向前澆筑以上各分層，如下圖3所示。

圖3 分段分層澆筑方式

3.3 混凝土配合比的優化

3.3.1 配合比設計：大體積混凝土配合比應嚴格依據國家《混凝土結構工程施工及驗收規范》、《普通混凝土配合比設計規程》、《粉煤灰混凝土應用技術規范》及《大體積混凝土工程施工技術規程》中的有關技術要求進行科學合理的設計。在混凝土級配中采用雙摻技術，即在混凝土內摻加一定量的Ⅰ級磨細粉煤灰和減水劑，進一步改善混凝土的坍落度和粘塑性；在滿足可泵送的條件下，應盡量減少水泥用量以降低水化熱。同時，為了減少用水量及減少水化熱的產生，要求混凝土塌落度小于180mm，最好控制在120mm左右；水灰比控制在≤0.50（設計要求≤0.55）。

3.3.2 確定施工配合比：在開盤鑒定時，若實際混凝土拌合物與試驗偏差較大、試泵送不理想，應對試驗配比進行調整。根據試驗配合比中的坍落度損失率，估算運輸、泵送坍落度損失值，以此控制混凝土出罐坍落度。

3.3.3 施工配合比調整：施工期間如發現坍落度損失超過預期，應對試驗配比進行調整；大體積混凝土在按照施工配合比攪拌時，應根據施工的環境溫度、試驗配合比和混凝土的絕熱溫升值、溫度及裂縫控制的要求，嚴格控制混凝土的強度值，施工完成后的混凝土強度（60d）不宜大于設計強度的1.2倍。

3.4 溫控與混凝土養護的優化

3.4.1 測溫與溫控

由于混凝土在水化過程中釋放出大量熱量，導致內部溫度升高，形成內外溫差很大，容易造成混凝土產生溫度裂縫。所以在大體積混凝土施工中測溫措施尤為重要。測溫宜采用電子測溫儀；溫度監測點的布設應根據底板的澆筑方向、結構特點及預計溫度場布置，對每一個測點，沿深度方向約500mm布置傳感器，上、下兩點各距上、下表面250mm；溫度監測頻度的控制應根據混凝土升溫、降溫階段進行，初期混凝土升溫較快；根據經驗，混凝土內部的溫升主要集中在澆筑后的3～5d，此時溫升可達到或接近最高峰值，之后緩慢降溫。

3.4.2 混凝土養護

大體積混凝土養護主要有保濕法和保溫法，且通常采用保溫法，即在混凝土成型后，覆蓋塑料薄膜和保溫材料養護或采用薄膜養生液養護。

4 結語

總之，大體積混凝土澆筑施工是一件綜合復雜的工作，影響施工質量的因素較多。為避免質量通病的產生，必須采用科學合理的澆筑技術控制措施，這樣才能保證大體積混凝土澆筑的質量。

參考文獻

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