大體積混凝土施工的質量控制技術要點分析

錢倫

（甘肅萬泰建設工程有限公司，甘肅 蘭州730030）

0 引言

市政工程建設力度不斷增強，公路橋梁工程建設規模和數量逐步提升，此類工程施工技術要求高、難度大，尤其是當前多數工程是以混凝土結構為主，如何保障大體積混凝土澆筑施工質量則是重中之重。大體積混凝土存在抗拉強度偏低的問題，在具體施工中，受到水化熱和環境因素影響，混凝土容易出現裂縫問題，不僅會降低結構整體承載力，還會影響到建筑物整體安全性、耐久性以及美觀性。所以，把握大體積混凝土施工技術要點，做好施工全過程質量控制，旨在建造符合要求的工程項目，推動市政路橋工程高水平建設和發展。

1 大體積混凝土開裂的原因

混凝土結構物實體最小幾何尺寸在1m 以上，即大體積混凝土，其開裂的原因通常是由于溫度應力變化導致，問題較為普遍。相較于普通混凝土而言，大體積混凝土的尺寸大、結構大、鋼筋布置密度大、水泥用量大、設計標號高，具有較強的承載和防水性能，而且大體積混凝土施工時間長、工藝要求高、收縮變形概率大，容易受到季節溫度因素影響。導致大體積混凝土開裂的原因多樣，大致分為以下幾點。

1.1 混凝土自身因素

混凝土在物理或是化學反應下發生形變，將會大大影響混凝土穩定性。如果混凝土穩定性較差，則會降低混凝土的抗滲能力，尤其是其中加入的溶液物質，也會影響混凝土的耐久性。混凝土澆筑后會發生一定的收縮，如果沒有負載混凝土，則會受到這一特性影響而發生開裂，在任一荷載作用下混凝土結構也會出現徐變變形、彈性變形。結構徐變能夠降低大體積混凝土溫度應力，增加收縮裂縫問題出現概率，但相應的也會造成預應力損失，結構變形隨之增加，因此要多角度考量徐變對大體積混凝土的影響[1]。

1.2 混凝土原料因素

混凝土收縮開裂現象較為普遍，其主要原因是原材料質量不合格，配置完成的混凝土收縮應力超出抗拉強度，導致表面開裂。水泥類型、用量將直接影響混凝土收縮大小和強度，水泥顆粒越粗，表層發生裂縫的概率隨之下降，所以做好這一因素的管控至關重要。混凝土骨料表面所攜帶的泥土會影響水泥漿、骨料咬合連接，弱化界面結構，進而導致混凝土整體抗拉強度下降，出現裂縫。實際上，加入外加劑情況下，混凝土初期干縮值較大，而加入了凝性AE 減水劑的混凝土干縮值要高于不加外加劑的混凝土，而且混凝土澆筑后如果未能及時養護處理，更容易出現混凝土裂縫問題[2]。

1.3 其他因素

大體積混凝土澆筑環節，關于裂縫的控制，做好前期構造設計也是極為重要的。結構計算中需要確定結構物受力體系相關參數，而傳統計算模型與結構物實際狀態有所差異，而這也會導致內力計算結果和實際情況有所偏差，如果此類因素缺少充分考量，則會誘發結構裂縫[3]。

2 大體積混凝土施工質量控制技術要點

大體積混凝土施工環節眾多，各環節之間聯系密切，如果某一環節操作不當，質量不符合要求，會產生連鎖反應，進而干擾下一道工序的順利進行。因此，要明確施工質量控制要求，把握控制技術要點，便于及時發現和解決質量問題。

2.1 工程概況

蘭州中川國際機場三期擴建工程，機場工程高架橋及落客平臺工程設計起點樁號為K0+167.964，終點樁號為K1+852.051，全長1684.087m，其中落客平臺橋梁長724.047m，兩側引橋各長480.020m；落客平臺橋梁標準寬度為46.5m，引橋標準寬度為12.5m。A匝道橋梁道路設計起點樁號為AK0+0.000，終點樁號為AK0+587.622，全長587.622m，橋梁寬度為8～9m；B1 和B2 匝道橋梁設計起點樁號為BK0+42.952，終點樁號為BK0+128.992，每側各長86.04m，標準寬度為8m。落客平臺橋梁設計標高為1955.395m，地面標高為1941.20m。高架道路橋梁道路設計等級為城市次干路，設計車速為40km/h；A、B 匝道橋梁道路設計為城市支路，設計車速為20km/h。橋梁設計基準期為100 年，設計荷載等級為城市-A 級。

2.2 施工準備

該工程橋梁承臺幾何尺寸均大于1m，最小承臺尺寸為5.7m×5.7m×2m，屬于大體積混凝土。在大體積混凝土施工前期準備階段，要熟悉圖紙內容，充分調查分析，收集工程項目相關資料信息，編制合理的大體積混凝土施工方案，并做好充分技術交底；優化配合比設計，原材料選擇要充分滿足強度要求，選擇水化熱小的礦渣水泥，減少水泥用量，最大程度上降低混凝土水化熱程度；優化骨料級配，加入一定量混合料；材料供應滿足連續澆筑作業需要，并且配備配套運輸工具、串筒、振動器、攤鋪機械設備等，澆筑后進行仔細的質量檢驗；合理配備施工人員開展施工活動；鋼筋、模板、支架和預埋件等鋪設符合設計標準，加工安裝后進行仔細的質量檢驗；配備發電設備，保證作業照明系統安全穩定；了解氣候變化情況，規避炎熱或是雨天澆筑混凝土[4]。具體作業流程見圖1。

圖1 大體積混凝土施工流程

2.3 大體積混凝土施工技術要點

2.3.1 鋼筋安裝

按照承臺施工圖紙要求進行鋼筋綁扎施工，鋼筋綁扎過程中把防雷接地鋼筋提前預埋[5]。在完成承臺鋼筋安裝完成后，仔細檢查驗收，如果不符合要求及時返工整改。

2.3.2 測溫管設置

承臺邊緣向內0.5m 交點區域，設置溫度監測孔，預埋PVC 管，直徑為10cm，預埋期間使用鐵絲將PVC管固定在架立鋼筋上，管體全長1.5m，外露0.2m，預埋1.3m。在混凝土強度達到設計標準前向管道內注水，實時測量水溫變化，并用灑水降溫來調節氣候溫度和混凝土表面溫度，溫差不超過25℃。在混凝土澆筑期間，要做好質量監管，避免漏水和堵塞問題，澆筑后使用M10 水泥漿灌注、封控，并清理干凈[6]。

2.3.3 模板安裝

在這一環節，結合工程項目要求選擇定型鋼模，工廠提前預制加工完成，運輸到施工現場后拼裝即可。具體拼裝時，要確保模板接頭平滑、平順，將表面打磨到有光澤度即可。然后在模板表面上均勻涂抹脫模劑，凝固后經檢驗合格后方可進行下一環節。現場主要是選擇吊車+人工配合方式起吊安裝，使用拉桿加固模板，保證模板穩定、牢固。在完成模板安裝工序后由現場工程監理人員仔細檢查，包括各項尺寸規格和模板牢固程度，合乎要求后進行混凝土澆筑，不符合要求上報相關部門，由施工人員明確整改要點，重新整改，直到驗收合格[7]。

2.3.4 大體積混凝土澆筑

為了保證大體積混凝土澆筑質量，應做好混合料配合比設計，基于試驗確定最佳的低水化熱水泥材料；細骨料為中砂，含泥量不超過3%；粗骨料則是二級配5～16mm、16～31.5mm 石子，含泥量不超過1%，滿足篩分曲線技術標準；外摻劑則選擇粉煤灰或是復合型外加劑，減少水泥用量，起到降低水泥水化熱的作用。混凝土砂率40%～45%，滿足泵送要求下盡可能降低坍落度，以此來降低混凝土收縮變形概率。做好混凝土出機溫度，如果氣溫較高，砂石堆場可以設置遮陽棚，噴灑冷水降溫。具體澆筑中，承臺混凝土借助汽車泵泵送入模，分層澆筑，控制混凝土坍落度處于180～220mm 范圍內。澆筑前仔細清理干凈模板雜質，禁止模板上有碎屑和積水，檢驗后澆筑混凝土；表面仔細處理，使砂漿與模板緊貼，保證混凝土表面光滑、無蜂窩。大體積混凝土分段、連續澆筑，并且保證澆筑過程勻速進行，充分振搗來增強混凝土強度。從兩邊朝著中間進行，薄層連續澆筑，便于充分散熱，避免出現冷縫，依據30cm 厚度分層澆筑，并使用插入式振搗器充分振搗，避免漏振當混凝土停止下沉、表面泛漿時為最佳。同時也要避免振搗器從混凝土中拔出時出現空洞，插入式振搗器要避免與混凝土預埋構件、鋼筋接觸。混凝土澆筑后及時檢查表面質量，初凝前二次收面，直到混凝土表面達到光滑狀態時最佳[8]。

2.3.5 拆除模板

拆模時，混凝土芯部與表層、表層與環境溫差均不宜大于15℃，在氣溫急劇變化時不宜拆模，避免生拉硬拽損壞構造物。拆除模板后及時清理干凈，保管好便于下次使用。剛拆模時混凝土溫度較高，禁止潑灑涼水，規避熱震裂縫出現，保證混凝土表面養護水溫度小于混凝土表面溫度，溫差在25℃以下。拆除模板后，人工鑿毛處理墩柱和承臺連接位置。

2.3.6 混凝土養護

在完成上述工序后，及時對混凝土進行養護處理，鞏固施工質量，避免后期出現裂縫病害。在夏季施工中，混凝土澆筑完成后，立即在表面覆蓋清潔的塑料薄膜，初凝后取掉塑料薄膜，改用浸濕的透水土工布進行覆蓋，并經常灑水，保持潮濕狀態最少7 天，同時采用冷卻管蓄水降溫，保證內外溫差控制在25℃以內。冬季施工中，需加強混凝土的保溫養護，以蓄熱法為主，并且選用帆布搭設棚架包裹承臺，在混凝土內部加溫養護，表面選擇塑料薄膜覆蓋，以此來起到保溫保濕作用，減小混凝土內外溫差[9]。

2.3.7 加強溫度監測

大體積混凝土澆筑完成后，應對里表溫差、降溫速率及環境溫度進行監測，在完成混凝土澆筑工作后，重點監測混凝土內部與表面溫度變化情況，盡可能減小內外溫差。監測前7 天，每天監測4h，后期調整為8h。如果是惡劣天氣，溫度維持難度則會大大提升。這就需要結合氣候條件，控制混凝土溫度在40～90F 范圍內，寒冷天氣下混凝土溫度則不小于40F，炎熱天氣最高溫度限制是90F。因此，依據溫度監測工作需要，可以選擇工業級溫濕度傳感器設備，獲取精準全面的數據信息[10]。

另外，施工現場要加強動態控制，仔細檢驗和分析混凝土各項指標變化情況，在發現問題時及時告知工程師，經過多方協商溝通來處理混凝土質量問題。而試驗人員也要定期抽查混凝土坍落度，發現有混凝土離析情況及時處置。而混凝土澆筑后做好面層搓平，使用木抹子抹平混凝土表面，收水后也要搓平兩次，避免出現收縮裂縫，提升混凝土施工質量。

3 結語

綜上所述，大體積混凝土施工專業性較強，具體施工中影響因素多樣。如何保障大體積混凝土施工質量和安全，就是要把握施工技術要點，選擇合適的質量控制措施貫徹落實到施工全過程，有助于及時發現和解決質量問題，建造質量和效益并重的工程項目。