大體積混凝土施工過程管控

李鑑

摘要：隨著建筑業的高速發展，建造技術突飛猛進，大體積混凝土施工技術日趨完善和成熟，但施工企業對大體積混凝土施工過程管控的重視程度卻隨之弱化，施工過程中，簡單套用或僅憑以往施工經驗的現象普遍存在。本文通過對大體積混凝土的界定和施工過程控制要素的分析，并結合ISO9000標準關于特殊過程的控制要求，闡述了大體積混凝土施工過程管控方法，希望對大體積混凝土施工管理起到借鑒作用。

關鍵詞：大體積混凝土 ?施工過程 ?管控方法

0 引言

改革開放30年來，我國建筑業高速發展，建造技術突飛猛進，高速鐵路、高速公路、高層、超高層建筑、大型水利大壩工程越來越多，隨之而來的是大體積混凝土的廣泛應用。由于大體積混凝土受水泥水化熱和混凝土散熱性能等自有特性以及施工工藝和施工環境的影響，極易發生溫度應力導致結構裂縫的現象，從而影響結構的使用性能和耐久性能，嚴重的危及結構安全性能，因此對大體積混凝土溫度應力及溫度控制的研究，一直是設計與施工企業重點關注的問題。目前，隨著各方面的致力研究和實踐探索，大體積混凝土施工技術日趨完善和成熟，施工難度也隨之降低，但是由于施工難度的降低，施工企業對大體積混凝土施工過程管控的重視程度也隨之弱化，施工過程中，簡單套用或僅憑以往施工經驗的現象普遍存在，由此導致結構裂縫、造成返修或返工的事件時有發生。本文通過對大體積混凝土的界定和施工過程控制要素的分析，并結合ISO9000標準關于特殊過程的控制要求，闡述了大體積混凝土施工過程管控方法，希望能對大體積混凝土施工管理起到借鑒作用。

1 大體積混凝土的界定

目前，國內外對大體積混凝土的定義尚無統一的規定。國內，《大體積混凝土施工規范》（GB50496-2009）定義為：混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土;《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2011）定義為：體積較大的、可能由膠凝材料水化熱引起的溫度應力導致有害裂縫的結構混凝土。國外，美國混凝土學會（ACI）規定：任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂;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。

綜上所述，大體積混凝土的界定主要看兩項指標，一是結構尺寸，二是混凝土內外溫度差引起的溫度應力。由于混凝土自身散熱性能較差，結構尺寸越大，越容易造成內外溫差過大而產生溫度應力導致結構裂縫的現象，因此目前施工企業以結構尺寸來判斷是否是大體積混凝土的現象比較常見。但是從上述國內外大體積混凝土定義來看，大體積混凝土實質上并不是由結構尺寸的大小決定的，而是由是否會產生水化熱引起的溫度應力來定性的，而溫度應力的大小，除了受結構尺寸的影響外，還受混凝土配合比、原材料以及施工環境等因素的影響。因此，簡單的以結構尺寸來判斷是否是大體積混凝土的做法是錯誤的，正確的方法應該是通過計算混凝土內外溫度差引起的溫度應力是否會造成結構裂縫來判定;當溫差過大且溫度應力大于混凝土自身的抗拉強度時，此時應判定為大體積混凝土，既便是結構尺寸不大，也應該按大體積混凝土實施控制。

2 大體積混凝土施工過程控制要素

大體積混凝土施工的關鍵及難點是如何有效控制混凝土內外溫度差引起的溫度應力，防止混凝土結構裂縫的產生。由于混凝土溫度應力變化受原材料選擇、配合比設計、施工技術工藝、施工環境變化等諸多因素的影響，因此，大體積混凝土施工前，應從施工組織和施工技術兩個方面進行科學合理的策劃準備工作，確保大體積混凝土的施工質量。

2.1 施工組織準備 大體積混凝土施工的顯著特點是混凝土數量大、澆筑時間長，要確保施工過程的順利完成，必須在施工場地規劃、管理和施工人員配備、物資及機械設備配置方面做好充足的準備。

①場地規劃。施工現場“三通一平”，根據現場實際情況，合理規劃場地布置，避免各類機械車輛的交叉作業。施工前，做好水電供應設施設備的檢查驗收工作，確保滿足連續施工的需要，為防止意外，現場應配備發電設備和蓄水設施。場內道路應滿足不同天氣的需要，堅實平坦，并合理安排混凝土罐車的行走路線，確保混凝土的連續供應和澆筑。

②人員配備。根據混凝土數量，預測澆筑時間，配備充足的管理和施工人員，合理安排倒班班次（兩班倒或三班倒），防止人員長時間工作產生極度疲勞，導致工作失誤或對身體健康造成傷害。

③物資和機械設備配置。攪拌站應根據配合比設計及混凝土澆筑數量，準備好充足的混凝土原材料;現場養護所需的塑料薄膜、草袋、灑水膠皮管以及防雨物資應提前組織進場。

機械設備的數量和型號應根據具體工程規模和施工工藝進行策劃與配置。施工前，所有機械設備均應進行檢查和試運轉，考慮到發生故障的可能性，施工時主要和關鍵機械設備還應配備備用品或易損零件，同時配備修理工，隨時檢修。

2.2 施工技術準備 大體積混凝土施工質量控制的關鍵是采取有效的溫度控制技術，減小混凝土內外溫度差引起的溫度應力。為此，需要從原材料選擇、配合比設計、熱工計算及溫控養護等環節做好技術準備工作。

①原材料選擇。水泥應根據工程特點、混凝土設計性能和所處環境條件，合理選擇水泥品種，盡量選用低熱水泥，如礦渣水泥、火山灰或粉煤灰水泥;骨料應選用中粗砂和粒徑較大、級配良好的碎石;在設計和規范允許的條件下，合理摻加使用適量的粉煤灰和外加劑，如緩凝劑、減水劑和膨脹劑，以減少水泥用量，降低水化熱。

②配合比設計。根據選用的原材料，進行混凝土配合比試配工作，重點解決摻和料和外加劑摻量控制以及減少水泥用量、降低水化熱的問題。根據試配的理論配合比，實測攪拌站現場砂石料含水率、含泥量，進行配合比優化，以滿足實際現場拌制要求。endprint

③熱功計算及溫控養護。大體積混凝土施工前的熱功計算是針對工程的特定條件，通過計算預估混凝土內部溫度及內外溫差，從理論上復核施工方案的可行性，并為后續的溫控和養護工作提供依據。鑒于目前隨著相關施工規范和施工技術的不斷完善，施工企業在熱功計算以及保溫養護和溫控監測方面已經有了相當的施工經驗，形成了相對成熟的技術措施，本文在此不再贅述。但值得注意的一點是，目前部分施工企業在實際操作中存在不進行熱工計算，只憑實測實量和以往施工經驗進行溫控養護的現象，由此失去了對大體積混凝土的主動控制，極易在施工過程中發生不可補救的嚴重后果。由于工程項目具有單件性的特征，因此施工企業應針對不同的工程項目，在大體積混凝土施工前，有針對性地進行熱功計算，以適應不同項目、不同條件下的大體積混凝土澆筑和溫控養護工作，這一點至關重要。

3 基于ISO9000標準特殊過程的管控方法

ISO9000：2005《質量管理體系—基礎和術語》標準中規定：“對形成的產品是否合格不易或不能經濟地進行驗證的過程，稱之為特殊過程”，并在ISO9001：2008《質量管理體系—要求》標準中規定：“當生產和服務提供過程的輸出不能由后續的監視或測量加以驗證，使問題在產品使用后或服務交付后才顯現時，組織應對任何這樣的過程實施確認”。在大體積混凝土施工過程中，由于水化熱引起的溫度應力難以經濟的通過檢測或測量手段來加以驗證，溫度應力可能導致的結構裂縫只有在施工結束后才能顯現，因此，認證施工企業應該根據ISO9000標準要求，按“特殊過程”對大體積混凝土施工實施控制，并對過程實施予以確認。過程實施的確認主要包括準則、方法和程序的確認、人員資格的鑒定、設備的認可三個方面，俗稱特殊過程“三鑒定”。

3.1 準則、方法和程序的確認 準則即施工依據的設計文件、標準、規范;方法和程序即遵循準則要求和現場實際情況，制定的大體積混凝土施工方案、工藝流程和參數、混凝土配合比設計等。大體積混凝土施工前，應組織對準則的有效性和適用性和以及方案的可行性進行評審和確認。

3.2 人員資格的鑒定 針對大體積混凝土施工過程各環節涉及的操作人員，如混凝土工、模板工、試驗工、機械操作人員及修理工等，施工前應對其崗位能力進行鑒定，必要時應通過專業技能培訓并考核合格、持證上崗。

3.3 設備的認可 針對大體積混凝土施工方案中確定的各類機械設備，包括小型機具和備用設備，施工前應對其性能狀態進行檢測檢修，確保性能穩定、狀態完好。特別注意對試驗檢測、測溫監控涉及的儀器儀表或計量工具，應按相關標定要求進行檢測標定。

4 結束語

大體積混凝土施工技術難度大、工藝復雜，完善的施工方案和充足的原材料、人員以及機械設備配置是大體積混凝土施工保障的基本要素，嚴格的施工過程控制是大體積混凝土質量保證的關鍵，只要按照特殊過程控制要求，做好前期策劃準備工作，大體積混凝土施工質量完全可以得到保證。

參考文獻：

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[2]劉力源.大體積混凝土施工過程控制要素分析[J].山西建筑，2011（26）.

[3]解榮.大體積混凝土溫度監控的研究[D].長安大學，2011.endprint