土木工程建筑中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)探析

王瑜

【摘要】由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)具有較大優(yōu)勢，在高層建筑施工中，得到了廣泛使用。為確保高層建筑的穩(wěn)定性，混凝土基座需要具有較強(qiáng)的承載力，這樣才能有效承擔(dān)高層建筑的重量。在實際施工的過程中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)容易受到外部環(huán)境的影響，而出現(xiàn)裂痕。雖然每次出現(xiàn)的裂痕都不大，如果不采取有效的措施加以解決，經(jīng)過長時間的使用，一定會給大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來極大的影響，從而使整個高層建筑具有較大的安全隱患，因此，確保大體積結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂痕，最大程度的發(fā)揮出該結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，是當(dāng)前大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中亟待解決的技術(shù)問題。

【關(guān)鍵詞】土木工程;大體積混凝土;施工技術(shù)

1、大體積混凝土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其施工要點(diǎn)

混凝土結(jié)構(gòu)類型多樣，大體積混凝土結(jié)構(gòu)是其中的一種。從該結(jié)構(gòu)的名稱上可以看出，該結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)在于體積比較大，正是因為該混凝土結(jié)構(gòu)體積較大，所以溫度、水汽等難以有效穿透該結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度過高，出現(xiàn)水汽蒸發(fā)現(xiàn)象，但是由于水汽無法快速穿透混凝土結(jié)構(gòu)而蒸發(fā)到空氣中，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部始終都處于較高的溫度中。如果這時外部環(huán)境氣溫過低，那么該混凝土結(jié)構(gòu)就會處于比較大的溫差中，這會對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致裂痕的出現(xiàn)。在施工過程中，需要工作人員嚴(yán)格按照操作要求與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范施工。另外，對該結(jié)構(gòu)的維護(hù)保養(yǎng)工作也需要采取有效的措施，花費(fèi)更多的精力，只要做到以上兩點(diǎn)，可以很好的避免由于溫差造成的結(jié)構(gòu)裂痕。在進(jìn)行大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑時，需要確保該結(jié)構(gòu)的完整性，避免該結(jié)構(gòu)局部出現(xiàn)細(xì)小的縫隙，而導(dǎo)致后期出現(xiàn)較大的裂痕，該結(jié)構(gòu)保養(yǎng)維護(hù)的關(guān)鍵點(diǎn)在于確保內(nèi)外溫度的一致性。為達(dá)到以上兩點(diǎn)要求，大體積混凝土結(jié)構(gòu)不能分次進(jìn)行，需要一次性完成，這樣才能有效減少各種因素對該結(jié)構(gòu)的影響，確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。因此，完成這一環(huán)節(jié)，需要施工人員具有較高的技術(shù)水平與各個環(huán)節(jié)的協(xié)同配合。

2、大體積混凝土工程施工過程中存在的問題

2.1設(shè)計方案或施工操作不當(dāng)

在施工過程中由于結(jié)構(gòu)特殊而容易造成應(yīng)力集中的位置，例如轉(zhuǎn)角部位或者截面突變的位置，常會存在設(shè)計缺陷，或者在對外約束形式處理不恰當(dāng)，針對這些問題，相關(guān)設(shè)計人員在這些特殊的位置在設(shè)計方案的過程中應(yīng)投入更多注意力。另一問題則為由于混凝土的配比設(shè)計不合理，常會導(dǎo)致混凝土的收縮變形效果與預(yù)想方案中的形狀差異較大，或者抗拉強(qiáng)度較低的問題。而在施工過程中，由于施工養(yǎng)護(hù)技術(shù)不成熟，對檢測養(yǎng)護(hù)方面重視力度不足等問題往往也會造成大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。

2.2水泥中水分蒸發(fā)化熱的影響

根據(jù)混凝土冷凝的物理原理和混凝土化學(xué)成分原理，凝固過程中的水化過程由于其產(chǎn)生大量的水化熱，該部分水化熱量是混凝土的內(nèi)部溫度不斷變化并且呈上升趨勢的主要原因。并且由于大體積混凝土的體積較大，熱量難以透過厚厚的混凝土層而散發(fā)，則會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)中心溫度高，而表面溫度較低的狀況。根據(jù)力學(xué)和熱學(xué)的相關(guān)原理，若溫度差為內(nèi)高外低的狀況則會導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，最終導(dǎo)致大體積混凝土的形狀與預(yù)設(shè)方案有所出入，并且容易在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。

2.3混凝土收縮變形產(chǎn)生影響

混凝土的硬化過程常常會伴隨著一定的體積收縮，而這一收縮過程則會使其內(nèi)部產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力。根據(jù)物理力學(xué)定理可知，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度小于收縮應(yīng)力時，則會使混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生收縮裂縫。根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗以及知識原理，大體積混凝土結(jié)構(gòu)主要存在五種收縮變形問題，即凝縮變形、干燥收縮變形、冷收縮變形、自身收縮變形與碳化收縮變形。

3、大體積混凝土施工技術(shù)操作要點(diǎn)

3.1嚴(yán)格控制混凝土配制比例

確定混凝土配合比是大體積混凝土澆筑施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在混凝土配制過程中，相關(guān)人員要嚴(yán)格控制水泥和水的使用量，在滿足工程設(shè)計強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，抑制水化熱反應(yīng)，改善混凝土的和易性。為進(jìn)一步加強(qiáng)混凝土配制效果，優(yōu)選礦渣水泥，并添加適量的粉煤灰，一方面，優(yōu)化大體積混凝土配合比，另一方面，減輕混凝土泵送壓力。總之，優(yōu)化大體積混凝土配合比設(shè)計，可以減少水泥損耗量，增大表層混凝土強(qiáng)度，進(jìn)而降低混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的概率，改進(jìn)大體積混凝土澆筑施工質(zhì)量，維護(hù)整體土木工程質(zhì)量安全。

3.2編制完整的大體積混凝土澆筑施工方案

第一，攤鋪厚度控制。在土木工程大體積混凝土澆筑施工中，多采取分層澆筑或連續(xù)澆筑的方式。為降低混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的概率，有必要嚴(yán)格控制混凝土攤鋪厚度，確保混凝土攤鋪厚度滿足土木工程施工要求。如果采用泵送的方式輸送混凝土，應(yīng)將混凝土攤鋪厚度控制在600毫米以內(nèi);如果采用其他方式輸送混凝土，要將混凝土攤鋪厚度控制在400毫米以內(nèi)。

第二，混凝土攪拌及添加劑管理。在大體積混凝土澆筑施工過程中，多通過添加外加劑的方式來解決單方水泥用量少的問題。其中，較為常見的外加劑就是粉煤灰。為優(yōu)化混凝土性能，相關(guān)人員必須嚴(yán)格控制混凝土持續(xù)攪拌時間。一般情況下，在添加外加劑后，持續(xù)攪拌時間以30分鐘為宜。再者，加強(qiáng)投料用量的精確性，全面滿足大體積混凝土澆筑施工需求。指定實踐經(jīng)驗豐富的人員負(fù)責(zé)在混凝土拌制過程中投放粉煤灰和外加劑，從而加強(qiáng)操作的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性，避免因人工操作失誤而影響混凝土性能。

第三，混凝土澆筑施工。在大體積混凝土澆筑施工過程中，待第一層混凝土澆筑完畢后，根據(jù)混凝土凝固狀態(tài)決定第二層混凝土澆筑施工時間。但是要在第一層混凝土初凝前進(jìn)行第二層混凝土的澆筑，以加強(qiáng)整體澆筑作業(yè)的連續(xù)性，降低發(fā)生混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的概率。無論是采取分層澆筑方式，還是連續(xù)澆筑方式，都必須嚴(yán)格控制各澆筑層的間隔時間。通常，多通過試驗的方式確定各澆筑層的間隔時間。

第四，水平施工縫處理。分層澆筑是大體積混凝土澆筑施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。客觀地說，分層澆筑的操控難度較大，一旦處理不到位，會直接降低施工質(zhì)量。在大體積混凝土分層澆筑過程中，應(yīng)及時清理軟弱混凝土表層的浮漿、石子和大粒徑顆粒物。密切觀察粗骨料的狀態(tài)，確保粗骨料始終保持均勻狀態(tài)。使用高壓水槍對混凝土表面實施清理，為混凝土澆筑施工提供有利條件。同時，確保混凝土表面無明顯積水，且始終保持濕潤狀態(tài)。在混凝土澆筑過程中，如果采用非泵送方式運(yùn)輸混凝土，則需選擇適宜的接漿方式，且結(jié)合土木工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行澆筑。按照由短邊向長邊延伸的次序完成澆筑，進(jìn)一步加強(qiáng)澆筑效果。

第五，大體積混凝土養(yǎng)護(hù)。大體積混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)水平直接決定了整體土木工程施工質(zhì)量。一般來說，對于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)多采用保溫法和保濕法。保溫法是通過控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)表面的溫度來調(diào)節(jié)溫度梯度的。由此，使混凝土結(jié)構(gòu)因內(nèi)外部溫度差異引發(fā)的拉應(yīng)力小于混凝土結(jié)構(gòu)自身的抗拉強(qiáng)度，防止混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

結(jié)語：

綜上所述，做好大型混凝土施工工程中的相關(guān)準(zhǔn)備工作、監(jiān)督工作，能夠有效起到保障作用，并且有利于降低工程成本，使效益達(dá)到最大化。

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