土木工程建筑中混凝土結構的施工技術分析

曹國強

（三明學院，福建　三明　365000）

在我國經濟快速發展的背景下，建筑行業也不斷迎來新的發展機遇，國家對于土木工程建筑的監管治理水平也在逐漸提高，這就要求建筑人員加強土木施工過程中的技術要求.混凝土材料已經成為建筑行業的主要原材料，在土木工程建筑中起到越來越重要的作用，但是目前在混凝土實際施工過程中仍存在著諸多問題待解決，保障混凝土施工質量是提高土木工程質量的基礎.混凝土裂縫是混凝土結構施工中較易出現的問題，廣泛存在于高層建筑物、大型設備或橋梁等基礎設施的底部，為了有效規避混凝土施工出現的問題，需要施工單位采取科學合理的施工方案，保證土木工程建筑的施工質量達到相關標準.

1　土木工程建筑中混凝土結構存在的問題

1.1　混凝土強度不夠

混凝土強度直接反映出土木工程的建筑質量，混凝土強度主要由原材料配制比例和后期混凝土養護工作決定.在不同的土木工程中會對混凝土產生不同的要求，在配制過程中加入的砂石和水的比例也會相應做出改變，但若是在混凝土施工過程中沒有安裝操作標準配置混凝土就會使澆筑出的混凝土不能達到既定的質量標準，進而導致土木工程存在質量問題.在混凝土澆筑過程中需要保證原材料得到充分的攪拌，當混凝土凝固時還需要適當加水對其進行養護.不能保證混凝土強度達到標準，則會導致整個土木建筑工程存在潛在的隱患.

1.2　混凝土結構裂縫

混凝土結構發生裂縫是土木工程較易發生的問題，同時也是建筑技術人員需要在施工過程中重點注意的問題.產生混凝土產生裂縫的原因來自多個方面，在混凝土攪拌水化的過程中，水泥會發出熱量，而其散熱時會受到上層混凝土的阻礙，這部分熱量會因為無法散失而集聚在混凝土內部，使得混凝土結構內外產生溫度差，隨著溫度差的逐漸改變從而會導致結構出現裂縫.

1.3　混凝土結構自縮

混凝土是由多種原材料混合而成的復合材料，不同材料也具有不同的物理特性，其中含有的水泥、外加劑及礦物摻合料都會影響到混凝土的自縮值，在混凝土水分蒸發的過程中，隨著蒸發量高于自縮值時就會使混凝土結構出現嚴重額收縮現象從而出現裂縫問題.目前混凝土含有高效外加劑和減水外加劑兩種，其中減水外加劑還會嚴重影響到混凝土的自縮值.加入適當的礦物摻合料可以提高混凝土的強度，而且當礦物摻合料適宜時還不會造成混凝土自縮值的變化，但是當礦物摻合料含量過高時則會使混凝土自縮值隨之上升.

2　土木工程建筑中混凝土結構的技術分析

2.1　土木工程混凝土結構設計依據

混凝土是由膠凝材料膠結的混合施工材料，在施工過程中混凝土會受到多種因素的影響，從而使混凝土結構出現裂縫，因此在對混凝土結構進行施工設計的過程中，既要考慮到施工項目而合理安排施工方案，又要考慮到混凝土施工所應該滿足的溫度應力和自縮性，進而保證混凝土結構施工后的建設質量，避免出現結構裂縫.在混凝土施工設計階段首先需要保證混凝土施工材料達到規定的質量標準，此外為了提高混凝土結構的施工質量還可以在施工過程中采用ZY膨脹劑，混合后可以提高混凝土結構的物理性能，同時還可以加強交帶混凝土超長澆筑結構的連續性.

2.2　土木工程混凝土結構施工中對溫度應力的把控

混凝土的澆筑容易受到溫度的影響，當外界溫度發生較大變化時，混凝土內外溫差會發生差異，從而會形成溫度應力，當溫度應力過大時則會引起混凝土產生裂縫.水泥在水化過程中會釋放熱量，當由于混凝土表面物理特性的影響，會導致水泥的問題無法釋放處理，進而加劇溫度應力，因此可以加入一定的高效減水劑或減少水泥的用量來減少溫度應力，近年來社會上還出現一批大壩水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等低熱水泥，從而降低水熱現象導致混凝土溫度的變化.溫度是導致混凝土內溫度應力產生的主要原因，因此應控制周圍環境來減少溫度應力的產生，如避免在夏天或高溫天氣下進行大面積的混凝土澆筑，或采取一定的冷卻措施.此外，對于一些特殊的土木工程建筑物為了提高建筑質量，需要采取強制性降溫來緩解溫度應力造成的混凝土裂縫問題.

2.3　土木工程混凝土結構施工中對地基約束力的把控

地基會對大面積的混凝土結構產生一定約束力，混凝土澆筑結構越厚重，則地基對其產生的約束力便會越大，進而會導致混凝土出現嚴重的裂縫問題.降低地基對混凝土的約束可以從兩個方面采取措施，一方面可以降低混凝土內部的約束力，即通過降低混凝土內部溫度應力來實現，采取如暖棚法、覆蓋法等的保溫措施來減小混凝土內外溫差，從而控制地基約束力的大小.大面積的混凝土澆筑過后會導致地基產生約束力，因此可以采用設置滑動層的方法降低混凝土厚度，通過這種方法來減少外部約束力.

2.4　土木工程混凝土結構施工中對混凝土抗裂性能的把控

提高土木工程混凝土結構的抗裂性能是保證工程建筑質量的基礎工作，首先可以在混凝土中拌入一定的添加劑，以提高混凝土的自縮性，當加入添加劑過程中需要嚴格遵守相關技術標準和規范.在混凝土生產過程中還可以適當添加纖維類的增強材料，來提高混凝土的抗裂心梗.混凝土的物理性能與其配制比例相關，因此混凝土生產前需要由技術人員對混凝土材料的配比進行技術實驗和驗證以保證混凝土結構的強度.

3　土木工程混凝土結構的質量控制

為了保證土木工程混凝土結構的實際質量達到相關標準，除了預料控制和技術控制外，在施工交付之前還需要根據質量驗收標準，進行工程合格評定和驗收，通常以混凝土強度作為技術指標來分析工程的質量情況.

3.1　混凝土試件強度試驗

我國傳統的混凝土強度檢驗方法是在同一澆筑地點抽取具有代表性試樣，按照既定規則制定立方體試件，然后在規定的溫度和濕度環境在養護28天，再進行強度試驗從而測得的試件抗壓強度.由于試件與混凝土結構具有相同的原材料、配制比例及養護條件，因此可以有效代表混凝土的真實質量水平.大試件往往內部缺陷率高，主要存在的試件平整度不同的問題，試件強度越低，則試件的可塑性越大，其變形量越大，從而其表面平整度對實際強度的影響就越小.通常情況下，大試件的表面平整度和平行度均低于小試件，保證混凝土強度試件表面的平整度和平行度是必要的，因此在試驗前需要對其表面進行拋光和磨平，否則會影響到混凝土強度試驗的結果.

圖1　無損檢測技術的應用情況

3.2　混凝土無損檢測技術

混凝土無損檢測是指在不破壞構件內部結構的情況下，利用測試儀器獲得有關混凝土強度、混凝土缺陷等物理參數，進而通過獲取混凝土物理量的方法來間接評定混凝土質量，根據我國現行的行業標準可以采用回彈法、超聲回彈綜合法、鉆芯法、后裝拔出法等無損檢測方法來推定混凝土結構是否達到指標，無損檢測技術具有不破壞混凝土構件結構，操作簡單及測試費用低等特點，因此廣泛應用于土木工程建筑中的多個領域.

超聲回彈綜合法是有效結合了回彈法與超聲波法，即首先測定混凝土的回彈值，然后再測量波速，并用一定的方法修正得到的回彈值與超聲值，最終推測出所測的混凝土強度.超聲回彈綜合法較實際強度更下，但由于其規律性明顯，且離散度小，因此該方法具有可靠性.超聲回彈綜合法要求測試區布置在構件混凝土澆筑方向的側面，兩個相鄰測區的間距不得超過2m，盡量避免鋼筋密集區和預埋件，在每個測區應先進行回彈測試再進行超聲測試，且計算混凝土抗壓強度時，不能混用非同一測區的回彈值與聲速值.

測區回彈值應從測區中的16個回彈值中去除6個過大值與過小值，再對其余10個有效回彈值進行計算，

其中，R為測區回彈代表值；Ri第i個測點的有效回彈值.

在進行超聲測點時應與回彈測試布置在同一測區內，在每一測區內布置3個測點，優先采用對測、角測或單面平測，聲速代表值應取測區中3個測點的混凝土聲速的平均值，

其中，v測區混凝土中聲速代表值；li為第i個超聲測距.

每個構件對應兩側須布置10個測區，尺寸一般為200×2300m，如按單個構件檢測時，就在選取的構件上均勻布置測區；如按批構件檢測時，構件抽樣量應不少于同批構件的30%，且不少于10件，每個構件測區數不應少于10個，測區布置圖如下，

圖2　柱、梁、墻測區布置示意圖

若單個構件推測強度時，則取該構件測區中最小強度值為該構件推定強度；若按批構件推定強度時，則按下列公式計算，

其中，mfcu為測區混凝土強度的平均值；Sfcu為測區混凝土強度的標準差.

3.3　混凝土缺陷測試

混凝土缺陷測試是土木工程混凝土結構的質量控制中的另一個重要內容，混凝土的缺陷是指破壞了混凝土的連續性和完整性，造成混凝土的強度及耐久性的降低，形成混凝土結構的不密集區、空洞、裂縫、夾雜泥砂或雜物等.而混凝土缺陷測試是通過對混凝土內部空洞及不密實區位置及范圍、裂縫深度、表面損傷厚度及鋼管混凝土的缺陷進行測試，從而判斷出土木工程建筑中混凝土結構的施工質量，在實際測試過程中使用超聲法，以低頻超聲檢測儀和聲帶換能器為硬件，測量混凝土中的聲學參數的變化，進而判斷出混凝土缺陷的程度.

4　結束語

近年來隨著我國社會經濟水平的快速發展，建筑行業也得到了迅猛的發展，同時社會各界對建筑施工質量也提出了更高的要求.混凝土作為土木工程建筑中的重要材料，混凝土施工質量的高低直接影響到土木工程建筑質量的提升，原材料種類、原材料配比、混凝土攪拌技術、混凝土澆筑技術及混凝土養護技術都會影響混凝土結構的質量，因此建設技術人員需要不斷加強施工設計與管理，樹立質量意識，提高混凝土結構的質量，從而保證土木工程建筑施工質量.

參考文獻：

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