大體積混凝土施工技術及質量控制

張松

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，工程建設進入了一個全新的時期，技術水平不斷提高，工程規(guī)模進一步擴大，大體積混凝土的應用也越來越廣泛。本文分析了市政工程施工中大體積混凝土的主要特點，對大體積混凝土的質量問題進行了分析，并以廣渠路東延工程為依據(jù)提出了大體積混凝土施工技術要點和質量控制措施，希望能為相關人員提供一些參考。

關鍵詞：大體積混凝土;質量;施工;養(yǎng)護

中圖分類號：TU755 文獻標識碼：A

0 引言

在大體積混凝土工程施工過程中，混凝土施工質量直接影響整個建設工程的施工質量。如果控制不當，會對建設項目的使用壽命產(chǎn)生不利影響。因此，在大體積混凝土施工過程中，重點是要根據(jù)施工情況采取正確的措施，避免大體積混凝土開裂，增強其耐久性，使大體積混凝土更好地發(fā)揮自身作用。

1 大體積混凝土的主要特征

目前用于工程項目開發(fā)的大體積混凝土施工，一般是指結構物實體最小尺寸≥1 m或預計因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致混凝土開裂的混凝土工程。大體積混凝土一般結構厚實，混凝土用量大，工程施工條件比較復雜，對施工技術要求也比較高。其次，與傳統(tǒng)的混凝土施工相比，大體積混凝土施工特點更復雜。我參與的北京通州區(qū)廣渠路東延下穿通東機場專用線鐵路立交橋工程，建設內容包含13節(jié)地下框架橋現(xiàn)澆段施工，結構截面尺寸最小為0.7 m，最大為1.4 m，混凝土用量比較大，涉及到大體積混凝土施工，使我積累了大量的施工技術和質量控制方面的經(jīng)驗。

2 大體積混凝土質量問題分析

（1）水化熱的影響。大體積混凝土最常見的開裂是由水泥和水之間的水化反應（水化熱）引起的。水化熱是由于大體積混凝土厚度遠大于普通混凝土，但表面系數(shù)略低，水泥水化釋放的熱量越來越難排出，內部環(huán)境溫度高于外部環(huán)境溫度，內外溫差過大時就會產(chǎn)生溫度應力和溫度變形，導致混凝土結構開裂，降低大體積混凝土結構強度，進而影響建筑質量?；炷羶炔康乃療釡囟扰c混凝土的厚度和水泥用量有關系，混凝土越厚，水泥用量越大，內部溫度越高。

（2）混凝土內外約束條件的影響?；炷羶韧饧s束條件，也是導致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的一個重要原因。在混凝土凝結硬化過程中，早期溫度上升快，內部產(chǎn)生的膨脹受到約束而形成壓應力。而混凝土澆筑完成后，如未采取保溫措施，表面溫度急劇下降產(chǎn)生拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度，就容易產(chǎn)生裂縫。

（3）混凝土收縮變化的影響?；炷林心z凝材料的硬化對水分有一定的需求。根據(jù)工程試驗，大體積混凝土施工的最佳需水量約為20%。當大體積混凝土所需的施工用水達到飽和狀態(tài)時，剩余的水分會不斷蒸發(fā)，使混凝土結構的體積發(fā)生一定程度的收縮。由于這種收縮是不規(guī)則的，表面干燥收縮快，內部干燥收縮慢，會使混凝土彈性模量快速增長，導致裂縫出現(xiàn)，直接影響整個混凝土結構的穩(wěn)定性和耐久性。膠凝材料的種類、配合比、施工工藝等方面都會不同程度地影響大體積混凝土的收縮變化。

（4）支架、模板的影響。在混凝土未達到規(guī)定強度之前拆除模板、支架，或者是由于支架、支撐變形下沉，都容易造成混凝土的裂縫和破損。

3 大體積混凝土施工技術要點

（1）選擇合適的施工方案。在建設工程施工前，要制定專門的大體積混凝土施工方案，從施工準備、混凝土的拌制及運輸、混凝土的澆筑及養(yǎng)護、溫控措施、拆模等方面進行分析，并將每道工序的技術要點對相關人員進行交底，建立崗位責任制和交接班制度，為現(xiàn)場施工質量提供有力保障。

（2）準備工作。大體積混凝土施工準備主要有三個方面。首先是材料的準備。大體積混凝土所需的各項材料應滿足規(guī)范要求。二是施工工具。這部分主要針對施工過程中需要的相應工具。如：振搗棒、鐵鍬、水泵等工具。在澆筑混凝土之前，這些工具應由專門人員準備和檢查，以保證施工需要。三是支架和模板應進行承載力、剛度和整體穩(wěn)定性的驗算，在使用過程中要采取保證安全穩(wěn)定的措施。

（3）優(yōu)化混凝土配合比。在大體積混凝土施工前，相關施工人員需要計算混凝土配合比，并進行試配?；炷林苽淝?，宜進行絕熱升溫、泌水率、可泵性等對大體積混凝土裂縫控制有影響的技術參數(shù)的試驗，并在施工過程中根據(jù)工程實際情況合理優(yōu)化混凝土配合比，進一步保證混凝土質量。在廣渠路東延工程施工前，通過比選，我們確定了三家商品混凝土拌合站，并對混凝土配合比的施工性能和強度進行驗證，滿足現(xiàn)場混凝土施工需要。

（4）混凝土攪拌及運輸?；炷翑嚢枋谴篌w積混凝土施工中一個非常重要的環(huán)節(jié)。要求操作人員對混凝土攪拌設備定期檢查，及時排除隱患，保證設備能夠正常運轉。要嚴格按照混凝土的配合比和規(guī)定的攪拌時間進行操作，攪拌時間過長或過短都會對混凝土質量產(chǎn)生影響。施工單位需要合理規(guī)劃混凝土的運輸路線，確保混凝土能夠及時運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場?；炷吝\輸過程中嚴禁加水，并根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況采取防曬、防雨和保溫措施。應配備專職人員盯控混凝土生產(chǎn)和押運混凝土，保證到達現(xiàn)場的混凝土滿足施工需要?；炷恋竭_現(xiàn)場以后，應盡快澆筑，防止混凝土離析。

（5）混凝土澆筑及振搗?；炷翍謱訚仓?，在下一層混凝土初凝之前澆筑上層混凝土，保證混凝土的連續(xù)性和整體性。根據(jù)結構的尺寸、鋼筋配置的疏密程度、混凝土的供應情況、現(xiàn)場施工條件等因素，澆筑方式可以分成三種。一是全面分層澆筑。這種方法是按每層依次施工。上層澆筑完成后，可澆筑下一層，時間間隔合理。該方法主要適用于一些結構平面尺寸較小的工程。二是斜面分層澆筑。這種澆筑方法要求斜面的坡度不大于1/3，主要適用于長度為其厚度3倍的建筑結構，澆筑過程自下而上進行。三是分段分層澆筑。這種方法是從底部開始澆筑，然后在一定距離后澆筑第二層，依次向前澆筑其他各層，由于總層數(shù)較多，當澆筑完成后，第一層末端混凝土尚未凝固。主要適用于單位時間內要求供應的混凝土較少，長度比較大的工程。不論是哪種澆筑方法，施工過程中都嚴禁加水，散落在外的混凝土嚴禁二次利用。

大體積混凝土的振搗應采用二次振搗工藝，應能使模板內各個部位混凝土密實、均勻，不應漏振、欠振、過振。按照分層澆筑厚度振搗密實，使用振搗棒時，應遵循“快插慢拔”的原則，其前端插入上一層混凝土的深度不小于50 mm。當混凝土表面無明顯缺陷、有水泥漿出現(xiàn)、不再冒氣泡時，應結束該部位振搗。

（6）混凝土養(yǎng)護。大體積混凝土的養(yǎng)護過程，關鍵是要采取保溫保濕措施，以便控制混凝土的內外溫差，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。混凝土澆筑完成后，應在初凝前進行覆蓋或噴霧養(yǎng)護。在廣渠路東延工程中，我們采取塑料薄膜和土工布雙層覆蓋的養(yǎng)護工藝，安排專人定時灑水，保持混凝土表面濕潤，保證混凝土逐漸降溫，有效控制溫度應力，減少了混凝土裂縫的產(chǎn)生。混凝土養(yǎng)護應按澆筑的時間順序進行，避免養(yǎng)護不及時，養(yǎng)護時間不少于14天。

（7）溫度監(jiān)測。大體積混凝土澆筑前沿澆筑體厚度方向，應至少布置表層、底層和中心溫度測點，測點間距不宜大于500 mm，每50 m2設置一組測溫點。指派專人測量和記錄溫度，測溫頻率應滿足以下規(guī)定：1）第一天至第四天，每4 h不應少于一次;2）第五天至第七天，每8 h不應少于一次;3）第八天至測溫結束，每12 h不應少于一次;當混凝土內外溫差超過25℃時，應采取降溫措施?；炷翝仓w降溫速率不宜大于2.0℃/d。當混凝土澆筑體表面以內40～100 mm位置的溫度與環(huán)境溫度的差值小于20℃時，可停止測溫。在本工程中，我們采用了JDC-2型建筑電子測溫儀，搭配長度為0.5 m、1.0 m、1.5 m的測溫線進行溫度監(jiān)測。在混凝土澆筑前將帶有測溫探頭的測溫線用鋼筋緊固，避免施工過程中導線被損壞移位?；炷翝仓瓿梢院?，每天有專人定時進行測量，并繪制了各點溫度變化曲線和斷面溫度分布曲線。在混凝土升溫階段，可適當散熱，降低溫升峰值;在降溫階段，可以調整保溫層厚度，防止表面溫度下降過快。通過溫度監(jiān)測和相應的溫控措施，可以保證大體積混凝土充分凝結硬化，有效減少混凝土開裂現(xiàn)象，并為以后的工程施工提供了指導。

4 提高大體積混凝土施工質量的措施

（1）加強混凝土施工技術的管理工作。為充分保證大體積混凝土施工質量，需要明確施工過程中每一個操作細節(jié)，全面核實施工工藝和工程質量，每一個施工環(huán)節(jié)進行嚴格把關。此外，還可以根據(jù)施工現(xiàn)場的原材料和技術水平，對整個施工方案進行優(yōu)化調整，確?，F(xiàn)場施工。

（2）建立健全管理體系。為了提高大體積混凝土的施工質量，需要建立完善的管理體系，對各環(huán)節(jié)操作實施科學的標準化管理，降低質量問題的發(fā)生。在管理制度的建立上，一方面要注意誘導制度的完善。做好員工崗前培訓，規(guī)范員工行為，提高專業(yè)能力，加強施工環(huán)節(jié)控制，以保證各項參數(shù)的準確性。同時做好上崗前的各項檢查，要求施工人員落實安全防護措施，以對自己和單位負責的態(tài)度進行作業(yè)。另一方面要完善獎懲制度，充分調動員工的積極性，明確自己的操作要點，發(fā)揮主觀能動性。

（3）加強過程監(jiān)督。在大體積混凝土施工過程中，施工單位應組織專業(yè)人員負責過程監(jiān)督管理，如發(fā)現(xiàn)施工過程有違規(guī)現(xiàn)象，應及時制止并糾正，確保工程質量。

5 結束語

采用科學手段優(yōu)化大體積混凝土的施工工藝，是降低裂縫發(fā)生概率，保證施工質量的重要措施。在施工過程中，應建立完善的監(jiān)督制度，重視過程監(jiān)督管理，做好大體積混凝土施工技術管理和質量控制工作，對建設工程結構的穩(wěn)定性和施工作業(yè)的安全性都有很好的指導意義。

參考文獻：

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