混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)淺析

(江蘇省江建集團(tuán)有限公司 江蘇 揚(yáng)州 225200)

隨著科技水平的不斷提升，先進(jìn)的工程建設(shè)技術(shù)使用提高了建筑的科技含量，保障了建筑的整體質(zhì)量。美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)給出了大體積混凝土的定義：任何現(xiàn)澆混凝土，其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問(wèn)題，以最大限度的減少開(kāi)裂影響的，即稱(chēng)為大體積混凝土。大體積混凝土裂縫一旦形成，特別是基礎(chǔ)貫穿或者裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時(shí)會(huì)可能危害到建筑物的安全使用。因此，大體積混凝土施工中要認(rèn)真組織，合理安排工序，才能確保混凝土澆筑質(zhì)量。本文對(duì)大體積混凝土施工中裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施，大體積混凝土施工方案及施工主要技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述，以供討論。

一、施工裂縫問(wèn)題主要原因

(一)收縮裂縫。混凝土的收縮引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，干縮、收縮的量也不同。

混凝土逐漸散熱和硬化過(guò)程引起的收縮，會(huì)產(chǎn)生很大的收縮應(yīng)力。如果產(chǎn)生的收縮應(yīng)力超過(guò)當(dāng)時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土中產(chǎn)生收縮裂縫。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應(yīng)力增大，所以施工時(shí)早就將自身收縮作為一項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和考慮。

(二)溫度裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)一般要求一次性整體澆筑。澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度將顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。同時(shí)，由于混凝土結(jié)構(gòu)體積龐大，當(dāng)環(huán)境的溫度出現(xiàn)變化時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部和表層的溫度很難達(dá)到一致，熱脹冷縮之后會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)受到力的作用，當(dāng)作用力超過(guò)混凝土的承受限度之后，混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)出現(xiàn)裂縫。當(dāng)溫差產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力超過(guò)混凝土極限抗拉強(qiáng)度，則會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

(三)施工工藝因素。大體積混凝土施工對(duì)于施工工藝技術(shù)有比較高的要求。施工人員的操作水平、施工的工藝是否合理，這些因素都會(huì)直接影響混凝土施工的最終質(zhì)量。在混凝土施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相關(guān)人員的技術(shù)水平不過(guò)關(guān)，缺少監(jiān)督，操作不按照規(guī)范流程等情況，這些都會(huì)對(duì)混凝土施工質(zhì)量產(chǎn)生一定影響。

二、大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的主要特點(diǎn)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚實(shí)，混凝土量大，工程條件復(fù)雜(一般都是地下現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))，施工技術(shù)要求高，水泥水化熱較大(預(yù)計(jì)超過(guò)25度)，易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。大體積混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對(duì)平面尺寸也有一定限制。因?yàn)槠矫娉叽邕^(guò)大，約束作用所產(chǎn)生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當(dāng)，溫度應(yīng)力超過(guò)混凝土所能承受的拉力極限值時(shí)，則易產(chǎn)生裂縫。在施工過(guò)程中，施工的建筑強(qiáng)度比較高，結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)穩(wěn)固。在實(shí)際施工過(guò)程中，大體積混凝土施工技術(shù)相比于傳統(tǒng)的混凝土施工難度有所增加，周期也比較長(zhǎng)，這就要求相關(guān)施工單位嚴(yán)格把控施工的質(zhì)量，加強(qiáng)質(zhì)量管控。

三、大體積混凝土施工過(guò)程技術(shù)措施

(一)設(shè)計(jì)措施。1)精心設(shè)計(jì)混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低(低砂率、低坍落度、低水膠比)二摻(摻高效減水劑和高性能引氣劑)一高(高粉煤灰摻量)”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。2)增配構(gòu)造筋提高抗裂性能。配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3-0.5%之間。3)避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。4)在易裂邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。

(二)施工措施。1.優(yōu)選混凝土各種原材料。理論研究表明大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥水化過(guò)程中釋放了大量的熱量。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失，可適度增加活性細(xì)摻料替代水泥，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。在選擇粗骨料時(shí)，可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、質(zhì)量?jī)?yōu)良、級(jí)配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應(yīng)減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。2.嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度。一次澆注不可過(guò)高、過(guò)厚，以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間、移動(dòng)距離和插入深度，嚴(yán)防漏振及過(guò)振。3.砼溫度控制、養(yǎng)護(hù)。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，對(duì)于溫度的把控非常關(guān)鍵。控制混凝土入模溫度，在施工過(guò)程中應(yīng)盡量避免在過(guò)于炎熱的氣溫下進(jìn)行施工，還可以使用一些降溫措施來(lái)控制好澆筑溫度。為降低大體積混凝土的水化熱，在混凝土的內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水，采用循環(huán)法保溫養(yǎng)護(hù)，以便加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。同時(shí)要把控好水泥的使用量，水泥使用過(guò)程中會(huì)釋放比較多的熱量，這些熱量會(huì)影響到混凝土施工的最終質(zhì)量，因此應(yīng)該控制好水泥的數(shù)量，水泥用量過(guò)大會(huì)影響混凝土的溫度，用量過(guò)少則會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不夠。大體積混凝土施工，養(yǎng)護(hù)和澆筑同樣重要。保濕是前提，控制降溫速度是關(guān)鍵，監(jiān)測(cè)是根據(jù)。

(三)控制混凝土結(jié)構(gòu)受力情況。混凝土施工過(guò)程中會(huì)受到外部和內(nèi)部的約束力影響。對(duì)于外部的約束力，可以預(yù)設(shè)混凝土滑動(dòng)層，提高滑動(dòng)層來(lái)減少地基的沉降等情況對(duì)混凝土的不良影響，避免大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。對(duì)于內(nèi)部的約束力，主要應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工溫度的調(diào)控，通過(guò)多種方法避免混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差過(guò)大，保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。使用增強(qiáng)材料可以增強(qiáng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，提升抗拉能力，在施工過(guò)程中經(jīng)常使用無(wú)機(jī)纖維或者金屬纖維等材料來(lái)起到混凝土結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)作用。

(四)混凝土的澆筑方案選用。澆筑方案除應(yīng)滿(mǎn)足混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實(shí)完畢外，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響，常采用的方法有以下幾種：全面分層、分段分層、斜面分層。

(五)使用為膨脹劑。微膨脹劑確實(shí)起到了補(bǔ)償收縮作用。根據(jù)計(jì)算，自降溫開(kāi)始，混凝土表層就應(yīng)該出現(xiàn)拉應(yīng)力。可是在實(shí)測(cè)中，始終未測(cè)到拉應(yīng)力。除混凝土松弛，養(yǎng)護(hù)階段沒(méi)發(fā)生干縮外，微膨脹劑功不可沒(méi)。

四、結(jié)束語(yǔ)

基礎(chǔ)大體積混凝土施工，一次澆筑量大、厚度大、強(qiáng)度等級(jí)高，在夏季炎熱天氣施工，技術(shù)難度大。要施工好超厚、高強(qiáng)度等級(jí)的大體積混凝土，關(guān)鍵要有合適的混凝土配合比，要有合理的施工工藝，要有科學(xué)的養(yǎng)護(hù)工藝，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。

總之，大體積混凝土是目前施工中應(yīng)用較多的一項(xiàng)新技術(shù)，只要嚴(yán)格施工規(guī)范，仔細(xì)落實(shí)施工環(huán)節(jié)，認(rèn)真作好養(yǎng)護(hù)工作，我們完全可以取得滿(mǎn)意的效果。