大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在土木工程建筑中的應(yīng)用

李志江

摘 要 我國土木建筑領(lǐng)域飛速發(fā)展，以水工建筑物為代表的大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工，應(yīng)注重防裂縫處理，現(xiàn)代化建筑物以大壩或大型房建項目為例，均會使用大體積混凝土施工，以保證項目施工效率，此時尤其結(jié)構(gòu)表面尺寸參數(shù)較大，澆灌料在凝結(jié)時，會出現(xiàn)外部與內(nèi)部凝結(jié)時效不均勻問題，一旦出現(xiàn)較大凝固溫差，會出現(xiàn)溫差膨脹裂縫，此時應(yīng)注意調(diào)整技術(shù)，避免大體積結(jié)構(gòu)出現(xiàn)施工縫隙。

關(guān)鍵詞 土木工程 大體積混凝土 結(jié)構(gòu)施工 技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號：TV544+.91 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）04-0015-02

當(dāng)今大體積混凝土施工，在水工類大型建筑施工建設(shè)中較多，應(yīng)用此結(jié)構(gòu)施工，一定程度上可以提高項目效率，為避免縫隙問題出現(xiàn)，應(yīng)對結(jié)構(gòu)施工重點分析，確保施工應(yīng)用環(huán)節(jié)縫隙出現(xiàn)概率降低。綜合上述條件，本文針對結(jié)構(gòu)技術(shù)調(diào)整與應(yīng)用兩方面，完成縫隙規(guī)避探討。

1 大體積混凝土特點

結(jié)構(gòu)施工過程，會面臨大體積混凝土澆灌工作，完成此部分工作是保證整體結(jié)構(gòu)溫穩(wěn)固的重要條件，與傳統(tǒng)小體積混凝土澆灌相比，施工效率更高且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更強。由于預(yù)拌材料的成本優(yōu)勢，以及大型項目基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性能需求，更多的分段項目選擇使用大體積結(jié)構(gòu)完成施工，此時為避免縫隙應(yīng)對其進行特點分析：第一結(jié)構(gòu)厚實。以房建地基項目施工為例，進行地基結(jié)構(gòu)澆灌過程，屬于大體積混凝土施工，施工過程可觀察到地基結(jié)構(gòu)相較于墻體結(jié)構(gòu)，表面參數(shù)與結(jié)構(gòu)系數(shù)均明顯增大，此時施工困難度明顯增加。預(yù)拌料完成鋪設(shè)后會凝結(jié)，此過程會出現(xiàn)凝固水化熱問題，一旦水化熱溫度高于內(nèi)部溫度，出現(xiàn)溫度差或出現(xiàn)結(jié)構(gòu)縫隙，大體積結(jié)構(gòu)表面參數(shù)過大，此時凝結(jié)過程造成的膨脹會在結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)張力約束不足，此時若養(yǎng)護或縮小溫差工作無法跟進，結(jié)構(gòu)表現(xiàn)在水化熱縱向拉力作用下，最終出現(xiàn)縫隙[1];第二造價優(yōu)勢。使用大體積混凝土施工，對于大型基地或堤壩工程，存在造價優(yōu)勢，對于大范圍需要混凝土澆灌的結(jié)構(gòu)，繼續(xù)小面積澆灌無法滿足大型結(jié)構(gòu)的施工需求，處于造價角度分析，應(yīng)使用大體積混凝體施工。

2 大體積混凝體施工病害分析

2.1 裂縫病害

出現(xiàn)縫隙病害根據(jù)縫隙的層深不同，可分為貫穿縫隙、深度縫隙以及表面縫隙，由本段文字逐一總結(jié)：第一表面縫隙。顧名思義出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)表層的細小縫紋路，這屬于混凝土施工過程的通病，出現(xiàn)表面縫隙不會造成結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性能的影響，在美觀程度要求不高的地基結(jié)構(gòu)或水利堤壩結(jié)構(gòu)，可不必進行過多處理;第二深層縫隙。縫隙呈現(xiàn)出深度超過三毫米，或?qū)挾瘸隽泓c二毫米時，不再屬于表面縫隙，統(tǒng)稱為深度縫隙，對此不加以處理，會影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。尤其是地基結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)深度縫隙時通常伴隨防水性能降低，此時為避免縫隙造成的性能影響，應(yīng)及時采取灌漿加固[2];第三貫穿縫隙。出現(xiàn)貫穿縫，代表結(jié)構(gòu)出現(xiàn)性能殘缺，這是對深度縫隙不及時進行補救造成施工錯誤，一旦出現(xiàn)貫穿將會造成穩(wěn)固性能降低，容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)斷裂，避免此問題應(yīng)在深度縫隙發(fā)生時及時補救。

2.2 成因分析

出現(xiàn)縫隙病害成因不同，本段文字逐一總結(jié)：第一水化熱因素。所謂水化熱是指預(yù)拌料水泥含量過多，在攪拌過程中與水發(fā)生反應(yīng)，呈現(xiàn)出能量釋放，這一過程在小體積結(jié)構(gòu)施工中不會造成過多影響，一旦遇到大體積結(jié)構(gòu)，熱量造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)膨脹，此時結(jié)構(gòu)表面若凝結(jié)過快，容易出現(xiàn)縫隙。水化熱控制工作應(yīng)分為兩方面完成，調(diào)整預(yù)拌料水泥比例或類型，無法調(diào)整可以通過表面水養(yǎng)減緩水化熱影響[3];第二外界溫度變化。澆灌過程如遇環(huán)境溫度改變，出現(xiàn)驟升或驟降，結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面會呈現(xiàn)出溫度差值，此時在結(jié)構(gòu)內(nèi)部會出現(xiàn)橫向應(yīng)力，溫度差值越大橫向應(yīng)力造成的危害越大。尤其是夏季氣溫升高，大體積混凝土內(nèi)部無法釋放熱量，此時若不加以外表面降溫，會出現(xiàn)橫向用力縫隙;第三凝固收縮。預(yù)拌中摻入水分是為凝固所需，大體積混凝土凝結(jié)過程，在結(jié)構(gòu)表面會呈現(xiàn)出不同程度的收縮應(yīng)力，不通過溫控調(diào)節(jié)收縮速度，會造成結(jié)構(gòu)外表面凝結(jié)過快造成收縮應(yīng)力加強，此時結(jié)構(gòu)內(nèi)部收縮過緩，出現(xiàn)內(nèi)外應(yīng)力差值，這是深度分析的成因[4]。

3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 基坑支護技術(shù)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，應(yīng)用在建筑項目地坑的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)保證混凝土澆灌過程的穩(wěn)定性能，此時應(yīng)使用地坑支護，提升建筑物地基與混泥土結(jié)構(gòu)的匹配性能。基坑支護應(yīng)用在地基混凝土澆灌工作，主要利用其穩(wěn)固性能強、開槽深度符合地坑的結(jié)構(gòu)要求，為保證基坑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能，確保混凝土澆灌工作如期進行，不出現(xiàn)縫隙或滲水病害，此技術(shù)應(yīng)用時應(yīng)注意下述內(nèi)容：第一基坑滲水控制。基坑結(jié)構(gòu)的混凝土施工，尤其建筑上層結(jié)構(gòu)的性能要求，地坑開槽深度通常情況下，會深入地下數(shù)米位置，此時會因土壤含水量多而造成基坑結(jié)構(gòu)反滲，對于此問題的控制方法是在預(yù)拌料中添加反滲材料，避免因基坑結(jié)構(gòu)混凝土施工中，因滲水造成大體積結(jié)構(gòu)外立面出現(xiàn)縫隙危害;第二外壁支護。為保證澆灌環(huán)節(jié)不出現(xiàn)外漏問題，應(yīng)注意外壁支護工作，開槽過程對于地坑的外壁應(yīng)增加坡度設(shè)計，保證地坑的結(jié)構(gòu)在澆灌工作中，不會出現(xiàn)地坑管線損傷[5];第三計算載荷。大體積混凝土澆灌，結(jié)構(gòu)承載力不良，容易造成外力面出現(xiàn)破裂，此時應(yīng)對結(jié)構(gòu)的最大承載載荷進行計算，避免澆灌工作中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破損。載荷計算工作，應(yīng)圍繞施工項目與預(yù)拌原料配比規(guī)范化計算，尤其是出現(xiàn)配比不同產(chǎn)生不同的熱量變化，應(yīng)對結(jié)構(gòu)載荷做出規(guī)定。

3.2 鉆孔灌注技術(shù)

建筑項目地坑以及水利堤壩結(jié)構(gòu)，均屬于大體積結(jié)構(gòu)，對此項目施工應(yīng)保證其承載性能，以及保證預(yù)拌料灌注過程，結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出固定平穩(wěn)性，此時應(yīng)使用鉆孔灌注，提升大體積結(jié)構(gòu)表面的工作效果。鉆孔澆灌工作是結(jié)構(gòu)工作的重要內(nèi)容，本段文字分為三點分析其應(yīng)用：第一結(jié)構(gòu)泥漿保護。地坑或水利堤壩此類體積巨大的結(jié)構(gòu)工作，應(yīng)使用泥漿保護技術(shù)確保結(jié)構(gòu)基本性能，施工過程應(yīng)先對施工地進行清流工作，完成清理后應(yīng)進行泥漿預(yù)拌，保證泥漿對大體積結(jié)構(gòu)具有保護能效，隨后將預(yù)先準備好的鋼筋籠放入地坑中，最后完成泥漿填充。這一過程對大體積結(jié)構(gòu)承載性能有所提升;第二鉆孔與體積結(jié)構(gòu)的匹配。施工過程會面臨大面積混凝土澆灌工作，此時預(yù)留孔無法與面積匹配，會造成澆灌效率問題，若鉆孔預(yù)留過多，對結(jié)構(gòu)內(nèi)部性能有所影響，此時孔數(shù)與后期澆灌效率，應(yīng)合理計算，方案設(shè)計部門應(yīng)通過力學(xué)與現(xiàn)場工作計算，保證其合理性[6]。

3.3 抗裂縫技術(shù)

大體積混泥土容易出現(xiàn)裂縫，出現(xiàn)縫隙病害呈現(xiàn)的縫隙深度的不同，會出現(xiàn)不同程度的危害，此時抗裂技術(shù)應(yīng)用，可避免因縫隙造成的性能下降，本段文字通過三點總結(jié)：第一控制澆灌溫度。混凝土在供應(yīng)廠裝入攪拌車后，途徑運輸?shù)竭_施工現(xiàn)場，在澆灌施工前應(yīng)保證溫度不超過理論數(shù)值二十八攝氏度，由于項目地不同，此理論數(shù)值應(yīng)根據(jù)項目工程環(huán)境所有調(diào)整，如遇氣溫較高施工地，運輸途徑必然會造成澆灌溫度上升，此時對澆灌料進行降溫處理;第二增加養(yǎng)護。后期養(yǎng)護是避免出現(xiàn)縫隙的核心工作，完成澆灌工作后，在大面積混凝土呈現(xiàn)定型，應(yīng)通過降溫工作對其進行養(yǎng)護和覆蓋。或降溫材料的應(yīng)用不符合產(chǎn)出比，可利用水循環(huán)方式對其處理，保證表面溫度控制[7]。遇到環(huán)境氣溫低于澆筑溫度時，降溫工作不可繼續(xù)使用，應(yīng)采用保溫工作對其進行溫度控制，完成澆灌工作后，在大面積混凝土呈現(xiàn)定型，應(yīng)使用保溫工作對其進行養(yǎng)護，覆蓋保溫板材或循環(huán)熱水，保證表面溫度維持在二十八攝氏度。

3.4 外部約束的控制加強

結(jié)構(gòu)施工中外部約束應(yīng)通過以下幾點完成：第一，材料配比。除必備技術(shù)外，材料配比工作更為重要，面對不同的大體積結(jié)構(gòu)，基料選擇應(yīng)進行調(diào)整，房建地坑大體積結(jié)構(gòu)，由于其需要進行防水工作此時應(yīng)選用顆粒較粗的基料完成配比，以保證成本還可滿足防水性。水利堤壩大體積結(jié)構(gòu)，對防水以及滲水性能要求更高，此時粗顆粒不能滿足混凝土施工要求，細基料應(yīng)選用中顆粒或細顆粒砂石，保證與防水水泥的充分攪拌;第二，減少結(jié)構(gòu)約束力。尤其是出現(xiàn)配比不同而產(chǎn)生不同的熱量變化時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)載荷做出規(guī)定。結(jié)構(gòu)表面受氣溫或凝固影響較大，此時對約束力不加以處理，容易造成表面約束力大于內(nèi)部應(yīng)力，出現(xiàn)大體積結(jié)構(gòu)病害。此時技術(shù)應(yīng)用前應(yīng)增加力學(xué)分析，對表面約束力與結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)充分計算，避免出現(xiàn)人為施工問題;第三，注意施工現(xiàn)場技術(shù)應(yīng)用。結(jié)構(gòu)工作是項目的基礎(chǔ)，不打好基礎(chǔ)影響后期工作，及時在新技術(shù)保證下，亦應(yīng)該增設(shè)現(xiàn)場總工的技術(shù)支持，聯(lián)合監(jiān)管部門共同完成施工[8]。

4 結(jié)語

綜合上述，本文總結(jié)大體積混凝土相關(guān)問題與技術(shù)分析，結(jié)構(gòu)施工過程為避免縫隙問題出現(xiàn)，應(yīng)對結(jié)構(gòu)施工重點分析，確保施工應(yīng)用環(huán)節(jié)縫隙出現(xiàn)概率降低，面臨大體積混凝土澆灌工作，完成此部分工作是保證整體結(jié)構(gòu)溫穩(wěn)固的重要條件，綜合討論，僅為工作提供部分經(jīng)驗，以此保證建筑物實用與經(jīng)濟效果更優(yōu)良。

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