大體積混凝土結構施工技術在土木工程建筑中的應用研究

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引言

隨著土木工程規模增長，在一些重要的基礎結構中大體積混凝土有更多的應用，只有使其達到較高的結構強度、抗裂性能、承載力等指標要求，才能有效促進土建施工質量提升。在土建施工中，需從多方面控制混凝土質量，既要有效控制其外部約束力，還要通過嚴格控制配置、攪拌、澆筑及養護等環節，約束其內部應力的變化優化，并提高其抗裂及抗拉性能，最大限度預防裂縫等病害發生。面對大體積混凝土在工序復雜性以及質量控制的較高難度，土建施工單位予以重視，對裂縫等質量問題做到有效預防。

1 大體積混凝土結構施工技術概述

大體積混凝土結構施工技術是目前土木工程建筑施工中比較常用的施工技術之一，同時也被廣泛應用于水利工程、大型設備的基礎部分等施工中?？偟膩碚f，大體積混凝土最突出的點整就是體積大，同時由于水化熱會集中釋放，因此，混凝土結構內部溫度會快速升高，易出現溫度裂縫，整體施工難度較大，對于施工質量的要求更高。大體積混凝土施工技術的特征可以總結為以下幾點：一是影響因素較多，與普通混凝土結構澆筑施工不同，大體積混凝土結構的施工工藝更為復雜，各項標準更為嚴格。在施工過程中，不僅要考慮材料、施工方案、施工技術等因素的影響，同時也要綜合考量環境因素的影響，否則可能會影響到施工質量。二是施工工藝復雜，大體積混凝土結構施工技術由于需要考慮如何有效解決混凝土裂縫問題，包括溫度裂縫、收縮裂縫等等。此外在進行澆筑過程中要預防混凝土裂縫的產生，對于局部裂縫，要對產生的原因進行分析，并針對問題的產生提出相應的處理措施，進而提升混凝土的施工質量。經過一系列的研究發現，大體積混凝土的工程施工具有一定的復雜性，主要應用于建筑工程地下鋼筋結構澆筑、頂層封頂等領域，并且對施工技術和施工工藝提出了較高的要求。

2 大體積混凝土常見質量問題分析

2.1 裂縫問題 裂縫是大體積混凝土施工中最常見的問題之一，其不僅會降低混凝土構件的整體性，而且會對其承載能力造成較大影響。從項目施工過程看，造成大體積混凝土構件裂縫的原因較多。一方面，這些裂縫對是因為水化熱反應而形成的。當水泥與水結合后，其溫度會逐漸升高，進而釋放一定的熱量，而大體積混凝土的結構斷面較厚，這使得水泥散熱空間受到較大影響，構建內部溫度開始積聚，由此造成一定的內外溫差裂縫。另一方面，水泥混凝土在硬化的時候會蒸發一定的水分，蒸發水分約為材料配置時添加水分的20%，當超過這樣標準時，水泥硬化的自縮值就會變大，由此產生一定的收縮裂縫。此外，較大的約束力也會導致混凝土而機構出現裂縫，影響大體積混凝土構件的整體性。

2.2 大體積混凝土的自縮 混凝土是由砂石及水泥與水配比而成的復合材料，其中水泥在原材料中非常重要，其標號較多，不同標號的水泥特性不同，其自縮能力也不同，另外水泥的細度也可影響混凝土的自縮速度。通常，在水泥中加入廢渣、硅灰等，自縮值會隨著添加量的增加而增加；加入煤灰會減少自縮值；另外添加減水劑、膨脹劑等都會影響混凝土的自縮值。由此可見，在水泥中添加不同的物質，會對混凝土的自縮值產生不同的影響?；炷磷钥s導致混凝土收縮，最終產生裂縫，危害結構安全。

2.3 施工流程不符合標準 在大體積砼結構施工技術中，每一環節的工藝都十分重要，因此，只要某一環節存在問題，就有可能導致砼出現裂縫或者其他問題。比如在選材環節，技術人員對原料的挑選與配比沒有能夠全方面分析，缺少實地考察試驗，可能會出現施工后原材料融合度差的現象，這就要求技術人員預先對原料配比進行多次試驗，以尋找更適用于施工場地地質及氣候條件的材料配比。在澆筑環節，可能存在技術人員對澆筑要求不明確的情況，比如砼澆筑需要一次性灌注，可能受時間安排影響出現中途暫停澆灌的情況，使得澆灌的砼的凝固程度不同，影響混凝土受力。

3 大體積混凝土施工技術要點

3.1 設置施工縫 混凝土之所以后續會產生裂縫情況，大部分原因都是因為熱脹冷縮造成的應力裂縫。為了減少漲縮對混凝土的影響，可以提前設置施工縫，加強施工縫養護工作，這樣可以在一定程度上減少漲縮造成的裂縫問題。同時大體積混凝土澆筑施工還需要達到防水標準，施工縫處設置止水帶，采用鍍鋅管焊接，止水帶設置要嚴格按照設計標準進行，確保焊接的牢固性，不得出現漏焊、焊穿等問題，這樣焊縫位置不會通過明水?；炷翝仓?，要對表面進行清理，清除表面毛刺，在澆筑界面涂抹一層處理劑，從而提高混凝土的粘結性、防水性。采用分層建筑方案，第一層混凝土初凝之后再建筑第二層混凝土。

3.2 有效控制外部約束力和溫度應力 由于大體積混凝土多用于土木工程基礎，會受到地基的約束力作用，當地基出現不均勻沉降或者位移時，會嚴重破壞其質量，并嚴重威脅土建工程安全。為此通常會設計滑動層來加以預防，滑動層的主要結構類型有：砂墊層或者瀝青氈層，可使混凝土結構不與地基直接相接，進而起到控制地基約束力的作用，有效避免地基沉降裂縫的發生，這在土木工程基礎施工中應多加關注。同時，對于溫度應力主要是通過蓄水、覆蓋等方式加以控制，其原理在于借助于物理降溫的方式，加快內部熱量散失，將其內外溫差控制在允許范圍，也就有效限制了溫度應力，進一步保障大體積混凝土質量。

3.3 注重澆筑和養護工作 澆筑技術有分成連續澆筑和推移連續澆筑兩種方式。在實際施工中，應當有效控制施工時間，令施工過程大大縮短，如果時間過長則會對施工質量產生影響。分層連續澆筑在當前施工中應用較為廣泛，也更利于振搗。在采取分層澆筑混凝土時應當保證水平施工縫符合以下要求。首先應當清除建筑表面浮漿、松動石子和軟弱混凝土層，使粗骨料外露；其次需要利用壓力水進行堆表面污物清洗操作，令混凝土保持一定濕潤性，但不能存在積水；最后，如果施工混凝土流動度較低，或者屬于非泵送，則應當在澆筑上層混凝土的時候應用接漿方法，同時為了提升澆筑質量，應當對表面泌水進行及時清理。在養護混凝土問題上，首先需要進行保溫養護，令澆筑塊體降溫速率與內灣溫差達到溫控指標標準；另外，保溫養護時間應當依據塊體內溫差確定，最短時間應當在15天；最后，應當維持混凝土表面的濕潤程度，如果混凝土澆筑之后短期之內產生了塑性裂縫，處理時可以采用二次亞光或澆灌層方法。

3.4 抗裂性能的提升 首先要從混凝土材料配比入手，這決定結構抗裂性能的關鍵性指標，切忌在土木施工中進行隨意設計，應當進行嚴格的試驗來確定最優配比。而且在材料調配環節，要保證施工人員嚴格依據經試驗所得配比進行相關操作。在這之前，還要針對材料配比做好施工人員培訓，使其掌握熟練的配比工藝，對材料質量及配比進行嚴格要求，并且還應由具有熟練專業配比經驗的技術人員參與現場管理，這樣才能使混凝土強度、抗裂性能、承載力等得到基本的保障。實際材料調配及攪拌過程中，應嚴格履行操作規程，使其達到更高的融合效果，同時，配筋材料的合理添加，對于改善大體積混凝土的抗裂性能也很有幫助。除此之外，還要重視添加劑的使用，混凝土裂縫的產生很大程度上來自其收縮特性及水化反應，部分抑制混凝土收縮的添加劑以及減水劑等使用，也能使其抗裂性能得以優化，進而保障大體積混凝土質量。

3.5 混凝土的澆筑 在開始澆筑之前，施工人員應對建筑物的整體結構與應用功能進行分析，以滿足未來應用要求為出發點，及時調整澆筑工藝。在實際開展澆筑任務的過程中，混凝土澆筑被分為全面分層、余面分層和分段分層等工藝，應根據具體建設要求選定適當的澆筑技術。對于廠房澆筑，其施工環境較為開闊，澆筑任務具有量大、耗時長等特點，相關施工人員可采取余面分層澆筑技術，確保澆筑的高效率；在開展澆筑任務之前，應為執行澆筑的工作人員教授基本澆筑知識：澆筑應遵循從下到上的順序，在下方澆筑部分凝固之后才能對建筑上方進行澆筑，防止出現混凝土在下部過度固結，導致上部完全澆筑、下部無法澆筑的尷尬局面；在開展澆筑任務的過程中，應及時對施工環境進行檢驗，如果天氣潮濕、澆筑環境內水分超標，施工人員應及時對混凝土的配方工藝、保存環境與澆筑手法進行調整，防止混凝土變質、脫落；項目負責人應派遣專業的施工人員選定尺寸合適的鋼筋，防止出現鋼筋浪費、混凝土強度不夠等現象，只有落實全套加工與監督工藝，才能為高質量的房屋建設提供保障。

3.6 有針對性的調整鋼筋位置 對鋼筋的位置進行適當調整，這樣可以使內部熱量得到及時有效的傳遞，防止內部熱量過高的問題，在具體的運用過程中，針對鋼筋進行配置的時候，要保持鋼筋的配比率，采取上下配置的方案。為了加快鋼筋內部的散熱速度，可以在頂皮和底皮鋼筋之間設置對應的鋼筋，然后應用搭接焊的方式保證每平方的鋼筋都可以進行散熱。利用這種方式，盡可能有效減少鋼筋直徑和鋼筋的距離，進一步降低混凝土的收縮程度，以此確保中間熱量得以及時有效的散發，從而充分減少混凝土裂縫問題出現的幾率。

結束語

綜上所述，大體積混凝土結構施工技術作為目前建筑行業普遍采用的技術之一，適用范圍較廣，在施工準備階段，要制定科學合理的施工方案，合理設計混凝土配合比；在實際施工階段，要注意嚴格執行施工操作規范，做好溫度控制以及養護措施，重點預防混凝土裂縫的出現，大體積混凝土的施工涉及到的工藝流程相對復雜，如果不對其采取標準化的流程控制，則有可能造成后期的質量受到影響。這不僅有可能造成建筑物使用壽命下降，還有可能在施工過程中造成危險。嚴格的控制施工流程以及施工材料，對每個環節都采取多次檢查，確保工藝、質量滿足有關的要求。大體積混凝土內外溫差大是普遍存在的問題，因此要做好散熱措施。與此同時，施工前要充分研究前期的勘察文件，并與設計單位進行溝通，確保大體積混凝土不會對地基造成破壞，減少環境對于其質量的影響。