建筑工程中大體積混凝土施工質(zhì)量研究

何率

中鼎國(guó)際工程有限責(zé)任公司 江西萍鄉(xiāng) 337000

在現(xiàn)代施工過程中，大體積混凝土的澆筑施工是一項(xiàng)非常有用的施工技術(shù)。大體積混凝土施工質(zhì)量是整個(gè)工程建設(shè)的基礎(chǔ)和保證。然而，在實(shí)際施工過程中仍存在許多不利因素，這些不利因素容易受到施工原材料、施工工藝和自然環(huán)境的影響。其中，裂縫的防治一直是該領(lǐng)域最重要的關(guān)鍵技術(shù)。

1 大體積混凝土的施工特點(diǎn)

大體積混凝土結(jié)構(gòu)是指實(shí)際體積大于1m3的混凝土結(jié)構(gòu)。在大體積混凝土施工中，采用有效的施工技術(shù)可以降低溫度應(yīng)力，防止混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差大的問題，控制大體積混凝土的裂縫問題。與普通混凝土結(jié)構(gòu)施工相比，大體積混凝土施工具有以下特點(diǎn)：第一，對(duì)于大多數(shù)大體積混凝土，相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)要求非常高，比如在高層建筑工程的箱型結(jié)構(gòu)中，施工要求不能是設(shè)施前的接縫。二是大體積混凝土本身體積很大，混凝土內(nèi)部水泥的水化會(huì)帶來大量的水化熱，且熱量不易散發(fā)，這會(huì)造成大體積混凝土內(nèi)部溫度和外部溫度的很大偏差，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力集中現(xiàn)象。如果溫度應(yīng)力高于混凝土的強(qiáng)度，就會(huì)引起混凝土開裂。因此，在進(jìn)行大體積混凝土施工時(shí)，必須選擇合適的技術(shù)方法，避免大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，保證施工順利完成。

2 大體積混凝土施工技術(shù)要求

廣義上講，混凝土是由膠凝材料、水、粗骨料、細(xì)骨料、必要的外加劑、外加劑等按一定比例混合、攪拌均勻、集中成型、養(yǎng)護(hù)而成。在滿足我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，設(shè)計(jì)大體積混凝土?xí)r，由于施工工藝難度大，相關(guān)施工技術(shù)人員必須掌握混凝土的力學(xué)性能和耐久性，并能結(jié)合大體積混凝土的施工特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)分析，從而保證大體積混凝土的施工質(zhì)量能滿足建筑設(shè)計(jì)要求。大體積混凝土施工中最常見的質(zhì)量問題是混凝土開裂，其嚴(yán)重程度極為嚴(yán)重。它會(huì)影響結(jié)構(gòu)的耐久性，降低結(jié)構(gòu)的承載力，影響建筑物的使用功能，危及建筑物的安全。大體積混凝土施工中經(jīng)常采用鋼、木、鋼木混合模板，根據(jù)其溫度特性進(jìn)行混凝土模板的選擇。為防止大體積混凝土受外界影響開裂，新澆大體積混凝土應(yīng)采取保溫措施，以保證大體積混凝土施工質(zhì)量。因此，大體積混凝土施工應(yīng)注意其材料配比、專業(yè)技術(shù)人員的選擇、裂縫問題及支撐模板的選擇。

3 大體積混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題的分析

3.1 裂紋分析

大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因除水化熱外，主要有外部粘結(jié)力、外部溫度效應(yīng)和混凝土自身收縮。外粘結(jié)力是指大體積混凝土作為一個(gè)整體澆筑，會(huì)產(chǎn)生較大的粘結(jié)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫；外界溫度的影響，是指混凝土澆筑后，由于外界環(huán)境的急劇變化和沒有保溫措施，造成混凝土內(nèi)外溫差；混凝土的自收縮是由于膠凝材料的水化反應(yīng)引起的體積收縮和彈性模量的急劇增加，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

3.2 混凝土泌水分析

混凝土在運(yùn)輸、泵送和振搗過程中出現(xiàn)的粗骨料下沉、浮水現(xiàn)象稱為混凝土泌水?；炷了冶仍酱?，外加劑越多，混凝土易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象?；炷撩谒F(xiàn)象一般發(fā)生在大體積混凝土澆筑后2小時(shí)左右，發(fā)生在大體積混凝土分層分段澆筑的部位?；炷撩谒F(xiàn)象會(huì)對(duì)混凝土表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞，對(duì)混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性和耐久性產(chǎn)生不利影響。

大體積混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)主要集中在如何解決水化熱、減小內(nèi)外溫差、減少結(jié)構(gòu)裂縫等方面。針對(duì)出現(xiàn)的各種問題，從根源上找出原因，并采取有效措施加以解決[1]。

3.3 水化熱分析

大體積混凝土最常見的開裂是由于水泥和水之間的水化反應(yīng)（水化熱）。水化熱是由于大體積混凝土的厚度遠(yuǎn)大于普通混凝土，但表面系數(shù)稍低，水泥釋放的熱量多且不易排出，內(nèi)部環(huán)境溫度高于外部環(huán)境溫度，形成較大的溫差，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開裂，降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，進(jìn)而影響建筑物的質(zhì)量。

3.4 混凝土施工澆筑問題

在當(dāng)前大體積混凝土施工過程中，要求施工人員根據(jù)施工項(xiàng)目的實(shí)際情況，制定合理的施工方案。為保證大體積混凝土的正常施工，要求施工企業(yè)采用連續(xù)澆筑方式供應(yīng)混凝土。在具體施工中，一旦出現(xiàn)混凝土供應(yīng)不足，就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。一般情況下，為了保證混凝土的澆筑效果，必須將混凝土的運(yùn)輸時(shí)間控制在一個(gè)固定的范圍內(nèi)。但是，為了提高施工效率，一些施工企業(yè)在大體積混凝土施工過程中不會(huì)對(duì)混凝土表面進(jìn)行鑿毛，鋼板搭接過程中也存在不少問題。另外，由于大體積混凝土面積大，在施工過程中難以進(jìn)行有效的現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆筑工作的順利開展造成了一定的障礙。

4 大體積混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制方法

4.1 案例實(shí)況

本項(xiàng)目總建筑面積為131290m2，基坑總面積約24850m2，基坑總延長(zhǎng)約為679m，地上建筑面積約為85698m2，地下建筑面積約為45592m2。地下建筑總計(jì)2層，地上建筑分為一號(hào)樓（7層）、二號(hào)樓（12層）、三號(hào)樓（13層）。該項(xiàng)目的一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)樓的主體采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)。其中，一號(hào)樓主樓筏板厚約1.4m，二號(hào)、三號(hào)主樓筏板厚約1.6m，其他筏板厚0.6m，底板頂標(biāo)高為-12.30m；地下室、裙房采用框架結(jié)構(gòu)，地基為樁筏類型。地下室底板采用C35密實(shí)防水微膨脹混凝土，設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)為P8。

4.2 技術(shù)準(zhǔn)備

在澆筑施工前，我們要做好以下幾個(gè)方面的質(zhì)量控制：

（1）在審批混凝土澆筑施工方案的過程中，要求有關(guān)人員充分考慮混凝土的澆筑面積、施工設(shè)備的使用等，在澆筑過程和原材料的運(yùn)輸過程中，還必須按照施工方案進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確保各項(xiàng)混凝土澆筑標(biāo)準(zhǔn)的有效實(shí)施。

（2）施工企業(yè)需要做好鋼筋的質(zhì)量檢驗(yàn)工作。一旦發(fā)現(xiàn)不合格鋼筋，需要向質(zhì)量管理人員報(bào)告，及時(shí)更換有問題的鋼筋，為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)。只有在保證鋼筋質(zhì)量的基礎(chǔ)上，施工才能有效避免鋼筋的彎曲和錨固問題，并促進(jìn)鋼筋混凝土的澆筑質(zhì)量得到進(jìn)一步提高。

（3）管理者要做好施工設(shè)備的檢查工作，確保振動(dòng)器等設(shè)備在使用過程中不會(huì)出現(xiàn)故障，為保證施工安全和施工順利進(jìn)行。

（4）大體積混凝土澆筑前，要求施工人員認(rèn)真分析天氣因素，結(jié)合實(shí)際天氣情況合理制定應(yīng)急措施，從而保證整個(gè)大體積混凝土澆筑工程的順利進(jìn)行。

4.3 施工準(zhǔn)備階段注意事項(xiàng)

4.3.1合理劃分混凝土澆筑施工段

該工程采用C35P8混凝土基礎(chǔ)板，混凝土總體積約為230000M3。收縮后澆帶應(yīng)在兩側(cè)混凝土齡期達(dá)到60天后，采用比原混凝土強(qiáng)度高一級(jí)的微膨脹混凝土澆筑。沉降后澆帶應(yīng)在主樓封頂、沉降穩(wěn)定后封閉。同時(shí)，結(jié)合施工單位的實(shí)際人員配置，將整個(gè)基礎(chǔ)板混凝土澆筑施工過程分為兩個(gè)施工階段。

4.3.2混凝土原材料的選擇與配比

本工程采用的混凝土主要是不透水混凝土。石料最大粒徑不大于35mm，吸水率不小于1.5%。宜采用中砂作為防滲混凝土的原材料。實(shí)際施工中，每立方米最小水泥用量不低于260kg，水膠比不低于0.50，每立方米堿含量不超過3kg，最大氯離子不超過0.1%。其次，混凝土水灰比控制在0.4～0.5之間，每立方米粗骨料控制在1050kg～1150Kg之間，砂率控制在38%～42%之間。高性能混凝土摻入sy-t復(fù)合纖維增韌劑，摻量為混凝土膠凝材料總質(zhì)量的10%，后澆區(qū)摻量為混凝土膠凝材料總質(zhì)量的12%。對(duì)大體積混凝土原材料進(jìn)行科學(xué)選擇和合理配比，混凝土出廠溫度和運(yùn)輸溫度控制在25℃以內(nèi)，以減少水化熱引起的混凝土裂縫。

4.4 澆注工藝要點(diǎn)

4.4.1底板混凝土澆筑點(diǎn)

該工程基礎(chǔ)底板混凝土澆筑采用自然成流坡澆筑法，即“分段定點(diǎn)、薄層澆注、一坡、一次、一次頂”分層澆筑法。其中，“分段定點(diǎn)”是以混凝土流動(dòng)長(zhǎng)度為分段標(biāo)準(zhǔn)；薄層澆筑是從混凝土澆筑開始到頂層形成的斜坡。該段澆筑厚度不超過500mm，每次覆蓋混凝土坡腳，防止形成冷縫，“一坡”是指在多次澆筑混凝土過程中，通過控制下料路線，使混凝土形成的坡度基本保持原狀，并逐漸向前加厚，角度和厚度不變”第一次澆注完成后，按流水作業(yè)順序進(jìn)行第二次澆注。整體澆筑只拆管不接管，避免了堵管問題，提高了施工效率；一次到頂時(shí)，混凝土澆筑應(yīng)達(dá)到筏板頂標(biāo)位置。如果高度不符合標(biāo)準(zhǔn)，則不允許推進(jìn)澆筑。采用這種分層澆筑方法，需要設(shè)專人對(duì)每層施工進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)冷縫，并保證每層澆筑混凝土的下料保持在一定的體積范圍內(nèi)，保證澆筑方向的一致性，混凝土澆筑一小時(shí)后即可進(jìn)行下一步混凝土澆筑[2]。

4.4.2混凝土振搗

在大體積混凝土振搗中，一般采用Φ在振搗過程中，堅(jiān)持快插慢拔的原則，自上而下泵送，使混凝土振搗均勻。分層澆筑的混凝土振搗時(shí)，振搗器應(yīng)深入下層混凝土50mm左右，以消除混凝土層間的接縫。混凝土振搗點(diǎn)均勻布置成梅花形，間距不小于400mm，振搗時(shí)間不超過20s～30s。當(dāng)混凝土表面灌滿砂漿，無氣泡，水平高度不再明顯下沉?xí)r，應(yīng)立即停止振搗。鋼筋綁扎密實(shí)的混凝土澆筑部位，如柱縫、梁等，應(yīng)采用Φ30，以防粘桿[3]。

4.4.3后澆帶澆筑

澆筑后澆帶時(shí)，施工人員采用雙層快易收口網(wǎng)模對(duì)后澆帶進(jìn)行封堵，以增加底板后澆帶的剛度，提高結(jié)構(gòu)質(zhì)量。雙層快易收口網(wǎng)模由鋼絲網(wǎng)面和V形網(wǎng)骨組成。鋼網(wǎng)表面有多個(gè)沖孔，每個(gè)沖孔都有凸起的壓板，可以加強(qiáng)鋼網(wǎng)與材料之間的粘結(jié)密度。鋼筋網(wǎng)面用雙層密目18#鋼筋網(wǎng)固定在14豎向鋼筋骨架上，豎向鋼筋骨架間距不小于300mm。施工中以水平布置快易收口網(wǎng)為主，用鋼支撐完成定位支撐。上、下洞口與底板鋼筋相接時(shí)，必須切溝，用扎線將骨架垂直綁扎在鋼筋上。同時(shí)在快易收口網(wǎng)的連接網(wǎng)上設(shè)置150mm左右的大接口，與骨架瓦套相結(jié)合，以增強(qiáng)支撐效果，模板邊緣與支撐的距離必須大于150mm，模板與振搗器之間的距離不應(yīng)小于450mm，以有效地減輕模板上的荷載，防止振動(dòng)對(duì)模板造成損壞。

4.5 施工質(zhì)量控制

大體積混凝土的施工是復(fù)雜的。在實(shí)際施工過程中，由于振動(dòng)法和澆筑法的影響，容易造成施工質(zhì)量不理想。在振動(dòng)施工過程中，必須使用振動(dòng)器在混凝土邊坡的中間、足部和頂部進(jìn)行振動(dòng)。刮板桿用于平整表面，礫石用于覆蓋表面，以提高表面密度。在大體積混凝土施工中，混凝土表面應(yīng)刮平并覆蓋塑料薄膜，避免表面水分揮發(fā)，以減少裂縫的發(fā)生概率。在泌水作業(yè)過程中，要嚴(yán)格控制混凝土中的水分，并按工程施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行泌水處理，確保工程施工質(zhì)量。質(zhì)量控制與施工人員密切相關(guān)。施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)操作。管理人員要把施工管理落實(shí)到位，規(guī)范自己的行為。施工方必須制定管理制度，實(shí)現(xiàn)對(duì)員工的約束，確保每一個(gè)環(huán)節(jié)、每一個(gè)過程都按照工程建設(shè)的指標(biāo)進(jìn)行。

4.6 大體積混凝土后期養(yǎng)護(hù)

由于混凝土通常是分層澆筑，因此分層技術(shù)、凝固時(shí)間和凝固程度非常重要，尤其是凝固時(shí)間。澆筑后未完成，混凝土表面變形可能影響整體質(zhì)量。因此，我們需要進(jìn)行二次振搗和抹灰，以確?；炷帘砻婀饣瑘?jiān)實(shí)，從而更有效地過濾表面水分，防止混凝土表面出現(xiàn)氣泡或裂縫。大體積混凝土的最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)間為澆筑后10小時(shí)，最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)間為4周。要適當(dāng)延長(zhǎng)特殊部位的維修時(shí)間，調(diào)整特殊部位的維修方式，分析研究具體問題。在養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)安排專業(yè)人員對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并用適當(dāng)?shù)恼谏w物覆蓋混凝土，防止損壞表面。應(yīng)定期打開以檢查濕度。一旦濕度不夠，應(yīng)立即加水。如果混凝土表面不平，應(yīng)立即派專業(yè)人員進(jìn)行修補(bǔ)，以確保成型混凝土的完整性。

4.7 建筑工程大體積混凝土質(zhì)量的控制措施

為保證施工項(xiàng)目的順利實(shí)施，防止混凝土質(zhì)量事故的發(fā)生，施工企業(yè)應(yīng)做好大體積混凝土施工準(zhǔn)備，協(xié)調(diào)人力物力，保證施工過程的有序進(jìn)行，并嚴(yán)格按照相關(guān)施工要求、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行混凝土澆筑[3]。

在實(shí)際施工中，各工種必須設(shè)專人對(duì)鋼筋、模板、預(yù)埋鋼筋的加工過程進(jìn)行監(jiān)督，防止施工人員踩踏鋼筋，禁止施工人員隨意改變鋼筋或模板的尺寸和位置，以免影響后續(xù)混凝土澆筑質(zhì)量。

最后，施工單位要預(yù)測(cè)施工期天氣情況，提前做好準(zhǔn)備，盡量避免雷雨天澆筑大體積混凝土。澆筑過程中如遇突發(fā)暴雨，應(yīng)立即覆蓋事先準(zhǔn)備好的塑料薄膜，防止混凝土表面不平整造成雨水沖刷后凝固，并在后續(xù)澆筑層間產(chǎn)生裂縫，降低混凝土剛度。

5 結(jié)語

大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工為我國(guó)建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，對(duì)我國(guó)建筑質(zhì)量起著重要作用，是我國(guó)現(xiàn)代建筑技術(shù)的重要組成部分。大體積混凝土最常見的問題是混凝土開裂，嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)的安全和使用性能。因此，在大體積混凝土施工中，應(yīng)控制水化熱、裂縫、泌水等質(zhì)量問題，確保澆筑工藝、后澆帶施工工藝及保溫、保濕養(yǎng)護(hù)，從而確認(rèn)混凝土質(zhì)量，提高建筑物的完整性和安全性。