土木工程大體積混凝土澆注施工控制技術分析

曹廣艷

【摘要】土木工程中大體積混凝土的應用較為普遍，但混凝土受溫度應力的影響容易發生開裂問題，所以必須重視大體積混凝土澆注施工控制。本文闡述了大體積混凝土內涵及特點，并圍繞著大體積混凝土，從配合比、澆注、溫度測算與養護方面重點研究了施工控制技術。

【關鍵詞】土木工程;大體積混凝土;澆注施工;控制技術

【中圖分類號】TU37

【文獻標識碼】A

【文章編號】1671-3362（2020）08-0114-02

1.大體積混凝土內涵及特點

根據《大體積混凝土施工規范》GB50496-2009相關規定，混凝土結構物的實體最小尺寸>1m混凝土，或是由混凝土自身膠凝材料水化效應而產生的溫度變化與收縮，從而出現開裂的混凝土，都屬于大體積混凝土[1]。

與普通混凝土對比，大體積混凝土的突出性特點是體積大，其結構實體尺寸>1m。大體積混凝土在土木工程中的實踐應用，工程條件比較復雜，對原材料有著嚴格要求，而且澆注施工技術直接影響著土建工程質量，特別是連續性混凝土澆注，如果不能保證連續性，就容易發生縫隙而造成大體積混凝土澆注質量不佳。與此同時，大體積混凝土受水化熱效應的影響，混凝土內部就會出現大量熱量，而又不能及時地散發，就會造成混凝土的內外部溫度差比較大，從而引發混凝土開裂現象，嚴重影響混凝土質量[2]。此外，大體積混凝土對后期養護的要求比較嚴格。

2.大體積混凝土澆注施工控制分析

2.1編制科學、可行的施工專項方案

根據國家相關標準規范要求和《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》完成施工專項方案編制。而施工專項方案需要包含下述幾個方面：（1）敘述土木工程基本情況與特點，以及施工平面布置等;（2）收集與整理現行法規、規范標準文件與施工圖紙等;（3）結合工程具體狀況動態調整施工進度計劃方案、原材料與配合比設計（通過試驗確定）等;（4）選擇先進施工工藝與施工技術，規范編制模板與支撐的安裝拆除、混凝土攪拌、澆注與溫度控制以及養護等施工方案;（5）安排專業安全員負責施工安全措施的有效編制，并展開實地驗證，做好組織與技術保障。

2.2混凝土配合比控制

綜合分析與研究水泥水化熱效應，根據《大體積混凝土施工規范》（GB50486）有關規定，因為施工環境的不同，所以混凝土配合比必須進行多次試驗調整，從而確定最佳的混凝土配合比，有效控制大體積混凝土因內部與外部溫度差而出現的開裂、變形問題。（1）在選用水泥材料時應考慮水化熱效應，并摻入適量的粉煤灰，而摻合料中水泥用量需要控制在25%至60%以內;（2）科學控制石料含土量，優化骨料級配，適當增大骨料粒徑。尤其是少筋混凝土，需要埋設大塊石;（3）混合料拌和過程中要摻入外加劑，例如NIF復合機與JG3等，使混凝土凝結時間得以延長，有效控制坍落度，具體如下：①混合料拌和過程中應加冰或者是加入冰水，實現骨料的預冷;②拌和中水的用量應控制在175kg/m3，絕不可選擇海水;③以膠凝材料用量為準，其中粉煤灰、礦渣粉的摻入用量需要控制在膠凝用量的40%、50%以內，同時粉煤灰與礦渣粉的總用量應控制在膠凝用量50%以內;④拌和料到澆注工作面的塌落度≥160mm。

2.3按標準規范澆注施工

大體積混凝土的體積相對偏大，且散熱慢，所以必須根據《大體積混凝土施工規范》（GB50496）相關規定，以及工程現場具體情況進行施工，針對各試驗段的相關數據進行監測和記錄，然后結合試驗數據嚴格控制原材料質量，并科學優化混凝土配合比，選擇合理地施工方法，從而實現大體積混凝土澆注施工控制[3]。

大體積混凝土澆注方式主要包含全面分層、分段分層以及斜面分層，見圖1。

從本質上分析，分層澆注指的是通過擴大澆注面積實現快速散熱，當第一層混凝土達到初凝之前，進行第二層混凝土澆注及搗實，嚴格控制澆注層厚度（通過薄層澆注能夠擴大散熱面），一般分層澆注厚度需要控制在1.5m至2.0m之間。以斜面分層澆注為例，坡度≤1/3;以分段分層澆注為例，若是截面的面積是200m2之內，分段應控制在2段以內，且各段的面積>50m2，并選擇蛇形方式預埋冷水管，從而實現混凝土溫度的有效控制[4]。

插入式振動器的應用，需要嚴格貫徹“快插”、“慢拔”的基本原則，振搗時需要以振動棒上下略作為抽動，使混凝土上振下搗均勻、密實。根據混凝土澆注實際情況及時供應，并實時監測混凝土水化熱效應情況。

大體積混凝土搗實施工，具體如下：（1）插入式振動器每一次的插入振搗時間需要控制在20s至30s以內，同時以混凝土無下沉、無氣泡，以及開始番漿為準;（2）振搗的前后距離控制在30cm至50cm以內，避免漏振，同時每一次的距離應<作用半徑1.5倍，通常作用半徑是30cm至40cm ;（3）各層混凝土的澆注厚度需要控制在振動棒1.25倍以內，同時振搗上一層需插入下一層5cm至10cm，促進上層與下層混凝土的有效融合[5]。但需要注意一點，上層混凝土的振搗必須在下層混凝土初凝前開始;（4）振搗過程中避免觸碰模板、鋼筋與預埋件，其中模板邊緣選擇木錘進行敲擊，鋼筋位置選擇鐵釬進行搗實。

2.4混凝土溫度測算

某土木工程大體積混凝土的厚度（h）是2.5m，混凝土導溫系數（α）=0.1m2/d，水泥m=0.384d-1，澆注溫度=25℃，外界氣溫=15℃，K=/T=0.75，求3d之后由于溫度差而產生的混凝土內部溫降。

注：初始溫度差T是正，表明混凝土向外散熱;初始溫度差T是負，表明混凝土由外界吸熱。

大體積混凝土的澆筑溫度，具體見表1。

2.5混凝土養護

養護是提高大體積混凝土澆注質量的重要措施。針對大體積混凝土澆注施工，必須根據《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204）相關規定進行養護，具體如下：（1）在大體積混凝土養護時需要結合工程現場氣候條件制定合理的控溫措施，把混凝土外部與內部之間的溫度差嚴格控制在25℃以內，避免混凝土因溫度差而出現開裂問題;（2）若是混凝土的內外部溫度差接近25℃，應該選用麻袋或者是塑料薄膜覆蓋混凝土表面，實現保溫處理。若是混凝土內外部溫度差在20℃以內，則要拆除保溫層。如果日間氣溫相對偏高，則要拆除保溫層，促進混凝土散熱，夜間再覆蓋保溫層;（3）混凝土拆模過程中必須實時監測其內外溫度差，若是溫度差在20℃以內，則需要埋設蛇形方式的冷卻管，并通入冷水（主要為井水或者是山泉水）;（4）養護時間，高溫期間混凝土濕潤養護時間至少在28d以上。

3.總結

土木工程中大體積混凝土澆注施工控制，需要從混凝土配合比、規范澆注施工、溫度控制以及養護等方面入手，同時結合工程實際情況科學優化與調整施工方案，從而切實保證大體積混凝土澆注質量。

參考文獻

[1]史文玉.土建工程大體積混凝土溫控措施及施工技術[J].山西建筑，2015，41（36）：87-88.

[2]黃馨.土木工程中大體積混凝土結構施工技術研究[J].工程技術研究，2019，4（02）：205-206.

[3]靳曉亮，蔣毅敏.土木施工中大體積混凝土裂縫成因及其防治措施分析[J].建筑技術開發，2018，45（17）：96-97.

[4]唐際宇，林忠和，陳勇輝.南寧華潤中心東寫字樓超厚底板大體積混凝土溫度裂縫控制技術[J].重慶建筑，2018，17（04）：1.

[5]謝文光.土木項目中大體積混凝土結構的實施[J].佳木斯職業學院學報，2020，36（05）：261-262.

（作者單位：山西路橋房地產開發有限公司）