大體積砼結構施工技術探究

楊國慶

(青海省德令哈公路段，青海 德令哈 817000)

大體積砼結構施工技術探究

楊國慶

(青海省德令哈公路段，青海 德令哈 817000)

大體積砼施工的技術十分復雜，因此對于施工的技術有更高的要求。施工過程中常涉及到大體積砼的問題由于其具有體積較大、結構厚、鋼筋密等特點，因此對施工技術提出了更高的要求，只有重視大體積砼的施工問題，避免裂縫的產生，才能確保施工質量。

大體積；砼；施工；技術；結構

隨著社會經濟的飛速發展，科學技術的不斷進步與創新，我國對新形勢下的新材料和新技術提出新的要求。目前，施工中已經開始廣泛使用大體積砼，這種技術存在一些關鍵性的不足現象。因為近些年的橋梁跨度不斷增大，這樣就要求混凝土的體積隨之變大，但是，因為砼內部是根據砼體積的變化而變化的，尤其是當體積變大時，它的內部開始水化，引起熱量聚集程度加大，又因為砼內部的結構不均勻，使熱量散失也不均勻，最后造成混凝土的內部溫度效應。直接的危害就是引起承臺砼出現裂縫，這將埋下嚴重的安全隱患。所以，在施工時關鍵的一步就是降低砼內的溫度，把其內外溫差降到最小，防止出現裂縫。

1 大體積砼的施工特點

1.1 砼強度級別高，水泥用量較大，因而收縮變形大。由于幾何尺寸不是十分巨大，水化熱溫升快，降溫散熱也較快。因此降溫與收縮的共同作用是引起砼開裂的主要因素。

1.2 控制裂縫的方法不像塊體砼那樣，要采用特別的低熱水泥和復雜的冷卻系統，而主要依靠合理配筋，改進設計，采用合理的砼配比，澆筑方案和澆筑后加強養護等措施，以提高結構的抗裂性和避免引起過大的內外溫差而出現裂縫。

2 大體積砼的施工方法

2.1 分塊澆筑法。為了盡量避免大體積砼內外的溫差問題，在進行施工過程中宜采取分塊澆筑法。分塊澆筑法又可以分為水平分段澆筑與豎向分層澆筑兩種方式，其中分層澆筑又可分為全面分層、分段分層及斜面分層三種方式。在竣工時間較充足的情況下，可以將大體積砼的結構采取分層多次澆筑，各施工層之間的結合均按照施工縫來處理。也就是薄層澆筑技術。這種技術能充分散發砼內的水化熱。在施工過程中，應注意每道程序的間歇時間，如果間歇的時間太長，會影響竣工，同時也會使原來的砼對新澆筑砼產生約束力，進而會在上下層砼結合面產生難以發現的裂縫，如果間歇的時間過短則可能正處在下層砼的升溫階段，表面溫度高，再覆蓋上層砼，就不利于下層砼的散熱，也可能造成上層砼的沉降問題，提高裂縫的可能性。

2.2 二次振搗技術。二次振搗技術，對提高砼的抗裂性具有重要作用。大量的施工實踐表明，對已經完成澆筑但尚未凝固的砼加強二次振搗工作，能有效避免砼由于水平鋼筋下部產生的水分及空隙等，以此提高鋼筋與砼之間的凝聚力，避免由于砼沉降而產生裂縫，并能以此降低砼內微裂的現象。提高砼的密實度，并增強砼的抗壓強度約10—20%，有效防止裂縫產生。

2.3 優化大體積砼的攪拌。在傳統的大體積砼攪拌過程中，水分會與濕潤的石子表面直接接觸，在砼逐漸成形或靜置的過程中，水就會向水泥砂漿和石子的界面集中，最終在石子表面形成水膜層，在砼已經硬化后由于存在水膜層，就會造成界面的過度層趨向疏松多孔化，減弱了硬化水泥砂漿和石子之間的粘結性，進而成為砼結構中最薄弱的環節。對砼的抗壓力及其他物理學性能造成不良影響，改進大體積砼的攪拌方式能有效提高砼的極限拉伸力，避免砼結構的收縮，為了進一步保障砼的質量，可以通過二次投料的砂漿裹石或者凈漿裹石等攪拌技術，既能防止水分過于向石子及水泥砂漿界面集中，又能保障硬化后的界面過度層更密集，并提高約 10%的砼結構強度，提高其極限抗拉值與抗拉強度。大量的施工已經證明，在砼結構的強度基本趨同的情況下，能夠適當減少水泥用量，也避免了水化熱的產生。

3 橋梁工程大體積混凝土裂縫形成的原因及影響因素

在橋梁中,基礎和錨旋的設計強度較低,多采用低標號的水泥,單方混凝土的水泥用量小,屬于水工大體積混凝土一類;而橋墩、承臺、主塔和主梁零號塊的設計強度較高,多采用高標號的水泥,單方混凝上的水泥用量多,屬于橋梁大體積混凝上一類。橋梁大體積混凝土與水工大體積混凝土都屬于大體積混凝土范疇,有著大體積混凝土所共有的屬性。如:(1)結構尺寸和體積龐大,混凝土用量巨大;(2)對構件除平常的強度、剛度和穩定性以外,還有整體性、防水性和抗滲性等要求;(3)受溫度應力的影響比較明顯,必須做好溫控防裂措施等。但是,它們也有屬于各自的特點。與水工大體積混凝土相比,橋梁大體積混凝土有以下的特點:(1)單位體積的混凝土水泥用量較大,水泥水化產生的熱量較多,絕熱溫升較大,溫度峰值較高,內外溫差和溫度梯度較大,升溫和降溫速度較快;(2)體積相對較小,部分結構為薄壁型結構,中心最高溫度位置距表面距離較小,受外界氣溫的影響更明顯;(3)混凝土設計標號高,按受力情況配筋且配筋率較高,其溫度應力受鋼筋的影響較明顯。

3.1 大體積混凝土裂縫形成的原因。大體積混凝上常見的質量問題就是混凝上結構產生裂縫。開裂主要與水化熱、溫差、混凝土收縮等因素有關,是由于混凝土的變形受到約束而產生的。如果沒有約束,則混凝土可以自由伸縮,就不會出現裂縫。與約束有關的因素如下。(1)水化熱與約束:大體積混凝土在澆筑振搗以后,水泥開始產生大量的水化熱,由于混凝土表面散熱的影響,混凝土中心溫度向表面遞減,由溫度的不同導致混凝土內外變形不統一,中心混凝上與邊緣混凝土變形不一致,因而產生溫度應力。由所受約束的不相同而導致產生溫度應力大小也不相同。當混凝上抗拉應力不能抵抗溫度應力的作用時,結構就會產生裂縫。(2)地基和老混凝土與約束:當混凝土澆筑在比較堅硬的基巖或老混凝土上時,混凝上澆注初期的水化熱升溫,產生膨脹,受到巖石或老混凝土的約束,將產生較小的壓應力。這是因為早齡期混凝土的彈性模量小,還處在塑性狀態的緣故,所以,當后期出現較小的溫降時,即可將壓應力抵消。(3)溫差與約束:在施工期間,外界氣溫的突然下降會引起混凝土開裂。因為,外界氣溫下降越多,則內外溫差越大,溫差越大,溫度應力就越大。更本質地說,由于溫差大,外部混凝土與中心混凝土的變形差變得更大,變形差越大,結構所承受的變形應力越大,當應力差出現負值時,則會出現裂縫。在實際工程中,常采用多種方法使混凝土表面保溫,盡量減小內外溫差,從而減少變形差,變形差小了,則外部混凝土對內部混凝土的約束也小了。外部混凝土對內部混凝土的變形約束小到足以讓內部混凝上伸縮而外部混凝土不會開裂。

3.2 大體積混凝土產生裂縫的影響因素。大體積混凝上產生裂縫的影響因素和裂縫形成的原因有著直接的聯系。因此,追尋其產生的原因,可知有哪些影響因素會使大體積混凝上產生裂縫。大體積混凝土在施工階段及建成后所產生的裂縫,是其內部矛盾發展的結果。實質就是約束與反約束的關系,當約束的量小于反約束的量時,不可避免會產生各種溫度裂縫。因此,如何控制約束和反約束的關系是重點。大體積混凝上產生裂縫,一方面是混凝土由于內外溫差而產生應力和應變；另一方面是結構物的外部約束和混凝土各質點間的約束,而產生的應力和應變。一旦溫度應力超過混凝土的抗拉應力時,即會出現裂縫。

4 結語

大體積混凝土技術的實施運用是關系到澆筑施工質量以及工程造價的重要技術。隨著社會的發展，對此技術的要求更加嚴格，針對大體積砼可能出現的施工技術問題來進行深入地思考分析，研究出最為合適的解決方案是我們目前的主要任務。

[1]葉琳昌,沈義.大體積混凝土施工[M].北京:中國建筑工業出版社.1987．

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1007-6344（2015）09-0290-01