房屋建筑工程大體積混凝土施工技術

田春明

(山西旅游職業學院，山西 太原 030031)

1 大體積混凝土施工特征

在房屋建筑工程施工過程中，若混凝土結構的橫斷面尺寸在1 m以上，則被稱之為大體積混凝土。在大體積混凝土施工過程中，控制溫度應力所產生的混凝土裂縫是很關鍵的，應當結合一定技術手段，對溫度應力加以控制，強化其澆筑過程時的熱量散發，保證澆筑過程中大體積混凝土內外部溫差能夠得到良好控制，避免因為溫度變化形成結構裂縫。與普通混凝土相比，大體積混凝土有著下特征。

首先，將大體積混凝土施工應用在高層建筑工程中，對施工技術有著較高要求，比如箱型結構施工時，需保證施工過程沒有施工縫預留且在澆筑時應當保證連續性，不可停頓[1]；其次，大體積混凝土一次需要澆筑的混凝土方量較大，由于水泥材料水化熱作用明顯，澆筑時在混凝土內部會產生大量難以有效散發的熱量，而混凝土外表面在環境溫度影響下會相對低一些，導致其內外部結構產生大量的溫度差，產生溫度應力，產生混凝土結構裂縫，影響工程項目整體建設質量。

因此，在大體積混凝土施工過程中，應當全面了解施工流程，合理運用施工技術，確保房建工程質量及進度。

2 工程概況

山西省某房建工程位于城市東北部，建筑主體為鋼筋混凝土剪力墻結構，為地上20層，地下2層的高層建筑工程，總建筑面積62 855.60 m2，其中包括地上建筑面積51584 m2，地下建筑面積11 271.6 m2，地下規劃建設車庫。其中裙房部分為框架剪力墻結構，工程基礎底板厚度為4 m，在電梯井處底板厚度為6 m，長25.0 m，寬26.0 m，施工混凝土強度等級均為C40,抗滲等級S8。混凝土一次性澆筑方量最少為2 900 m3，為大體積混凝土施工工程。

項目招標文件中明確指出，該工程大體積混凝土結構抗震等級為三級，抗震防裂度為VII度，在地下2層設置防空地下室為人員隱蔽處。總施工工期為400 d。整個工程需經歷兩個冬季和春季、秋季、夏季，具備交叉專業多、施工復雜等特點。山西省冬季較為干燥且相對寒冷，會增加施工難度并延長施工周期。

在施工過程中，施工難點還體現在基礎底板厚度為4～6 m，山西省夏季施工最高溫度能達到30℃左右。施工采取就地取材原則，但項目所在地只有細砂，沒有中砂,為避免大體積混凝土出現早凝，混凝土拌和過程用冰代替一部分水，再利用循環水對溫度進行控制。

3 大體積混凝土施工技術在房屋建筑工程中的應用

3.1 大體積混凝土配合比設計

在大體積混凝土施工中，其原材料配合比設計是基礎內容，同時也是保證施工質量的關鍵技術保障。在配合比設計中保證水泥、碎石、砂、外加劑、摻合料等原材料用量合理性，進而確保大體積混凝土施工有序實施。在案例工程中，為保證大體積混凝土材料配比合理，在這一階段落實因地制宜原則，根據山西省當地氣候氣象條件，對大體積混凝土性能予以強化。

1)因地制宜地對水泥用量予以掌握。考慮到在該工程施工時，天氣炎熱干燥，陽光直射，為避免水化熱過于嚴重，本次配比設計對水泥使用量予以控制，降低混凝土結構裂縫發生幾率[2]。在這一過程中需進行試樣試驗，配比不同材料比例混凝土，保證其抗拉性能、抗壓性能、內部應力等綜合性能良好，對水泥用量進行合理控制。

2)收縮變形是混凝土凝結過程時的主要問題，同時很容易產生收縮裂縫，尤其是山西地區，若沒有對其加以重視，凝結過程混凝土會出現大量細紋，所以在配比時加以一定量膨脹劑和摻合料，降低細紋裂縫出現幾率，同時控制水泥材料用量，提升大體積混凝土可塑性，對施工成本也能起到很好的控制效果。

3)大體積混凝土配比中，砂石材料是必不可少的，砂石材料應保證平均粒徑在0.5 mm以上，根據試樣結構嚴格控制用量。

另外，為更好地避免大體積混凝土施工結構裂縫產生量，在與甲方單位溝通后，同意在每 m3混凝土中加入0.80～0.90 kg的杜拉纖維。保證大體積混凝土坍落度控制在(180±20)mm。控制水泥進場時間及水泥本身溫度，通過噴淋的方式對砂石材料溫度予以控制。提前準備冰水用于混凝土拌和過程中，在混凝土運輸時對運輸車輛進行保溫隔熱措施，澆筑時對輸送泵管進行隔熱處理，將混凝土澆筑溫度控制在30℃以下。本工程大體積混凝土原材料配比如表1所示。

表1 大體積混凝土原材料配比

3.2 大體積混凝土澆筑

1)大體積混凝土澆筑過程對混凝土的運輸時間要求較高，混凝土裝車后需要在1 h以內達到施工現場，且混凝土一旦初凝則不可進入場地，禁止加水后再使用。為保證混凝土澆筑連續性，在現場需保證至少有2臺運輸車輛等待澆筑。

2)為避免頻繁拆除泵管，通過平面分層澆筑和斜面分層澆筑的方式對筏板基礎展開澆筑。為減少混凝土表面裂縫，經與甲方溝通在底板部分加入一定量的杜拉纖維，但甲方只允許在底板構造上下1 m位置加入杜拉纖維，中間2 m區間不允許摻加。因此調整澆筑方案，對底板分4層澆筑，每層澆筑厚度為1 m，在單層澆筑時，進行斜面分層澆筑，澆筑厚度控制在50 cm上下[3]。斜面分層澆筑如圖1所示。

圖1 斜面分層澆筑示意圖

通過倒退式澆筑的方式對混凝土進行澆筑,劃分為3條寬度為8.60 m的澆筑帶,在確定澆筑范圍時綜合考慮泵車布料桿的長度，確保每臺泵車負責各自區域的混凝土澆筑。先在一個區域將混凝土澆筑至設計標高,使混凝土形成扇形結構，能夠向前流動，然后繼續澆筑坡面。通過這一澆筑方法能夠將泵送工藝的優勢充分發揮出來，確保后車混凝土均澆筑在前車混凝土的坡面位置，并且能夠在下層混凝土初凝前完成上層澆筑工作，有效避免了對泵管的頻繁拆裝，同時也方便覆蓋保溫已經澆筑完成的部分。

3)為了能夠將泌水及時排出，在側模底部應預留出排水孔。伴隨著混凝土澆筑工作進行，泌水被推移至基坑頂端，當所澆筑的混凝土大坡面接近頂端時，切換混凝土澆筑方向，從頂端開始澆筑。兩個斜坡相交形成了一個泌水的集水坑，在澆筑工作推進下，集水坑逐漸成為水潭，這時通過水泵將聚集的泌水抽出。在大體積混凝土澆筑4～6 h左右，其表面大概率會出現塑性裂縫，這時可通過二次壓光或者澆筑層予以處理。

3.3 大體積混凝土振搗

混凝土振搗工作往往是與混凝土澆筑不可分割的，振搗對于提升混凝土質量具有相當重要的地位。在案例工程中選擇插入式振搗棒進行振搗工作，插入時可以斜向插入也可以垂直插入，但要保證振搗棒插入點的均勻性。另外，在斜插振搗棒時應將斜插角度控制在40°～60°，插入振搗棒時應穩定、準確，嚴格遵循快插慢拔工藝流程[4]。在振搗上層混凝土時，應保證振搗棒插入下層混凝土深度在50 cm左右，提升混凝土密實度，避免分層澆筑出現結構裂縫。最后應當注意，在澆筑振搗施工中，振搗棒不能接觸模板四周及底部，會對混凝土振搗工作質量產生較大負面影響。

3.4 大體積混凝土養護

大體積混凝土施工中最后的保溫養護同樣很關鍵，其目的是為了控制混凝土結構內外部溫度差，降低結構溫度應力，控制混凝土溫度下降速度，從而提升混凝土的抗拉強度和抗裂能力，最大程度避免溫度裂縫的產生。在混凝土二次抹面后隨即可以開展覆蓋保溫養護工作，同時應當明確養護時混凝土結構的溫度控制指標，以此為依據完善養護策略。在案例工程中，采取先將一層塑料薄膜覆蓋在混凝土表面上，然后進行蓄水養護，混凝土澆筑初期，其水化作用相對較快，及時覆蓋薄膜能夠起到保溫作用，避免結構表面過快脫水干燥而形成干縮裂縫。在本次工程中，由于墻柱結構、后澆帶的結構形式特殊性，應當著重展開保溫養護，經過溫度測量和混凝土強度檢驗合格后，方能撤掉蓄水和塑料薄膜，使混凝土自然散熱。

4 結束語

綜上所述，隨著建筑工程量越來越大，大體積混凝土施工在建筑工程施工中越來越常見，但其施工具備一定復雜性，在澆筑時需保證連續性且與振搗工作緊密配合。在筆者參與的山西省某房建工程中，結合地區氣候差異性對混凝土配比進行嚴格控制，并科學落實混凝土澆筑、振搗、養護等工作，施工后大體積混凝土無明顯結構裂縫，強度滿足設計要求，該工程按期保質竣工。

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