建筑工程中大體積混凝土結構施工技術研究

張云龍

(中電建建筑集團有限公司，北京 100032)

1 大體積混凝土施工技術概述

大體積混凝土技術,是指混凝土斷面尺寸大于1 m,防止施工期間出現水化熱、溫度應力的技術。在實際的施工過程中，該技術可以減少裂縫出現，同時提高建筑的整體質量，減少可能出現的形變問題，有效延長建筑物的使用壽命。

2 建筑工程混凝土裂縫種類

2.1 干縮裂縫

干縮裂縫的形成原因主要是受外界溫度影響。混凝土中的水泥水化過程中會產生大量的熱量。并且混凝土表面容易受到影響而形成細小的裂縫。特別是當混凝土的內部和表面溫度不一致的情況下，會導致內部發生形變，從而導致拉應力增大，導致裂縫產生。干縮裂縫的外觀常常為細小較長的縫隙，形狀和特點不一致。干縮裂縫的出現會導致混凝土整體結構出現問題，影響到建筑物的使用壽命。

2.2 塑性裂縫

塑性裂縫多見于大體積混凝土結構，在建筑工程中，大體積混凝土結構較為常見，因此塑性裂縫也是影響建筑工程質量的主要裂縫種類。大體積混凝土在凝固以前強度較低，而這時如果混凝土的外部溫度較高或者是空氣較為干燥的時候，混凝土表面的失水速度就會過快，從而對內部產生較強的負壓，造成塑性裂縫。可見塑性裂縫的產生與混凝土水分蒸發關系十分密切。

2.3 溫差裂縫

溫差裂縫顧名思義是因為溫度差異過大而產生的裂縫，其最常見于大體積混凝土施工作業中。究其本質因素和水泥水化過程中放熱有關。大體積混凝土用水泥較多，所以也是較為常見的裂縫類型。而改善這一問題的主要方式是做好養護工作。若養護工作沒有做好則會導致外部溫度過早低于內部溫度。當內部散熱遠遠慢于外表面時，溫差會急劇較大，而導致溫度應力產生。

2.4 施工裂縫

施工裂縫和材料、氣候等關系不大，主要是人為原因導致的。例如：施工人員技術不過關導致施工工藝不符合相關標準；混凝土配比不科學等問題。所以為了避免施工裂縫產生，應當重視施工技術，施工前做好技術交底，并重視配比工作。

3 建筑建筑工程施工中混凝土裂縫的產生原因

3.1 環境溫度變化

在大體積混凝，土澆筑時，形變的發生概率會隨著溫度的變化而變化，所以環境溫度制約了混凝土澆筑效果。混凝土澆筑應避免在溫差較大的時間點進行，避免可能出現的混凝土開裂的情況。除此之外，施工人員在澆筑大體積混凝土前，應當記錄好未來一段時間的天氣情況以及周邊溫度，若溫度不適宜澆筑可以在工期不受影響的范圍內暫緩澆筑，若工期緊張則可以采取方法避免溫差過大，從而避免產生較大裂縫。

3.2 水泥水化熱

水泥水化熱是一種常見的情況。該過程會導致混凝土建筑物的溫度提升，而且其內部的熱量會持續積存下去。但是同時，外部低溫情況會導致混凝土體的應力保持在低水平狀態。在一段時間后，大體積混凝土水化熱逐漸向外散發,使大體積混凝土彈性模量、強度明顯增加。同時,大體積混凝土的收縮和冷卻功能逐漸加強,所以導致溫度應力提升，當達到臨界點，即溫度應力≥抗拉應力時，會導致裂縫出現。

3.3 鋼 筋

鋼筋導致裂縫出現的主要原因有兩種，一種是鋼筋材料不合格；另一種是混凝土材料受外界影響后導致的鋼筋出現問題。具體為：鋼筋保存不當，引起銹蝕出現。若依然用于建筑施工中，會導致結構膨脹而產生細微裂縫。其次，混凝土養護不當或者材料使用不當會導致內部拉應力提升，鋼筋發揮效用，若混凝土的拉應力過大會對鋼筋產生不利影響。從而導致裂縫進一步擴大。除此之外，還有很多不確定的因素導致鋼筋出現問題，從而影響到裂縫產生。

3.4 混凝土徐變

混凝土徐變會導致混凝土產生裂縫。當結構中存在裂縫方向為縱向或者縱向傾斜時，要觀察是否存在界面預壓應力降低的可能。這一情況會導致變形擴大而進一步影響到拉應力，長此以往，會導致裂縫出現。

3.5 混凝土原材料

混凝土原材料的構成有：水泥、粗骨料、細骨料、其他添加成分等。這些原材料若發生質量問題會嚴重影響到混凝土的質量，可能引起裂縫產生。所以應當重視原材料的選擇和購進，確保不出現質量問題。

3.6 工程設計

影響裂縫出現的原因，除了施工過程的因素外，和設計也存在一定的關系。設計師的設計要根據施工現場的地質條件、開發單位的設計要求等多方面完成設計工作。以水利工程的基礎部分為例，若設計存在問題，可能造成地基不穩或者下陷等問題。若工程的基礎承載力達不到要求，可能導致混凝土的受力不均，在剪力過大的情況下會導致裂縫產生。這也是沉降裂縫產生的原因。常規狀態下，沉降裂縫的表現形式為貫穿的裂縫或者深入某位置的裂縫為主。但是實際是因為承載力不均勻導致。所以應當重視建筑工程的設計問題，避免因為設計不當而出現沉降裂縫等問題。

4 建筑工程施工中混凝土裂縫的防治技術

4.1 物理特性影響的預防措施

在混凝土裂縫預防工作中，要重視物理因素導致的裂縫產生。沉降裂縫和收縮裂縫，這兩種類型是因為物理因素才出現的。所以針對這類裂縫，需要采取專門的措施應對。在預防收縮裂縫產生時，應當定期進行噴水作業，從而確保混凝土的濕度合格；避免收縮裂縫產生的手段還有減少振動。以上是收縮裂縫的預防。沉降裂縫出現的原因是含水率不合格，要保證最佳含水率。避免因為振動而導致混凝土產生分層。

4.2 對原材料加強管理

混凝土的組成成分非常復雜，這樣原材料不僅決定了混凝土的性能和強度，而且部分原材料對于混凝土的裂縫出現起到重要的作用。例如水泥水化過程中會產生大量的熱，這些熱量若處理不當會導致溫差裂縫產生。但是，若采用某些添加劑會降低裂縫出現的概率。所以應當針對不同的材料進行控制，根據建筑施工圖紙和國家相關的標準進行施工和混凝土的配制。嚴格避免不合格或者不符合該施工條件的材料入場。以水泥為例，水泥分為不同的性能和標號，根據對混凝土的要求選擇不同的水泥配制，所以材料采購人員應當做好市場調研工作，當拿到材料采購單時，應當將不同的材料分類，針對不同類型的材料展開調研，盡量選擇性價比高的材料。除此之外，當材料入場前，應當要求材料供應商提交材料的廠家資質和相關檢測報告，同時施工方應當將材料送到檢測站進行檢測。一方面確保材料合格，另一方面為竣工驗收提供相關資料。最后，材料的保管工作應當根據材料的特性和儲存要求存放。同時存放原材料的環境應當多加重視，因為不同原材料對環境的要求不同。例如鋼筋的存放需要保持干燥和潔凈，從而避免鋼筋銹蝕和外表面污染。水泥存放必須保證環境的干燥，避免水分進入后水泥硬化。

4.3 控制混凝土施工時的溫度、濕度

為了減少混凝土中裂縫出現的概率，同時減少質量問題，應當重視施工過程中混凝土的溫度以及濕度，一旦混凝土施工時的溫度過高，混凝土水分蒸發速度將非常快，此時，在混凝土攪拌時，可以添加一定量的水，降低混凝土溫度，使得混凝土的濕度能夠符合施工要求。例如：為了減少水分蒸發，可以采用在結構中預埋冷水管來避免溫度過高引起的濕度不夠的情況。

4.4 管理好混凝土的運輸

在攪拌機中卸出混凝土材料以后，需要及時將混凝土運送到澆筑現場。在運輸混凝土時，應當重視運輸的時機，同時重視運輸工作。在這一過程中，應當嚴格確保泵車的密封性，杜絕出現混凝土滲出的情況。并且避免發生混凝土離析等情況。

4.5 強化混凝土養護

在混凝土澆筑作業結束以后，施工人員一般要在澆筑結束以后的12 h以內進行混凝土養護。在養護處理的過程中，一般會將泡沫、麻袋和塑料薄膜覆蓋于混凝土表面，還需要開展灑水養護。混凝土的養護工作最低要7 d方可完成養護工作。如果在混凝土施工過程中摻加了緩凝型外加劑，則養護時間需在14 d以上。

5 建筑工程中大體積混凝土施工技術要點

5.1 混凝土制備

混凝土原材料的好壞對于建筑工程質量能否滿足使用要求發揮了重要的作用。尤其是大體積混凝土建筑，需要保證混凝土的配比以及原料質量的合格。現如今，常規的大體積混凝土建筑施工過程需要利用BIM技術建模，或者利用造價軟件計算需要的混凝土量，根據設計要求以及配比要求制備混凝土。另外，若建筑類型對混凝土有特殊要求也可以加入不同的添加劑，從而讓混凝土具有更高的強度等特性。

5.2 澆筑施工

澆筑前，應當做好準備工作，控制好工程質量，避免因為操作不當而引起工程質量的不合格。首先，現場除了從事澆筑工程的有關人員外，其他人員不要處于澆筑現場；其次，在進行澆筑作業前，應當仔細檢查混凝土模板是否安裝合格，同時再次檢查模板的質量是否存在問題；再次，做好混凝土澆筑施工方案，做到分層澆筑以及分塊澆筑，在初凝后，方可進行后續澆筑工作；最后，澆筑混凝土的過程中不可出現中斷，需要預先調配好混凝土，確保當天混凝土的制備量或者運送量可以滿足澆筑要求。

5.3 溫度控制

做好混凝土的溫度控制，對于大體積混凝土建筑物的質量具有積極的作用。澆筑過程中，控制好溫度，避免裂縫出現的幾率，進而提高結構的安全性和穩定性。因為直接加水稀釋會改變混凝土的性能，導致部分混凝土的強度或者其他特性達不到要求，而霧化法不會產生這一問題，這一方法可以在不改變混凝土性能的前提下改善混凝土溫度。若采用人工控溫，注意不要使混凝土冷卻過快以及溫度降低過多，因為這樣會導致溫度梯度上升，導致混凝土的強度受到影響，進而引起熱裂縫產生。溫度降低過多會導致混凝土溫度差過大而導致溫度裂縫產生。控制溫度裂縫的方法有測溫孔法,該方法是在混凝土墻體中分三層均勻布孔,然后在周圍環境中布置測溫點,然后對比兩者的溫度。另外,需要注意的是,測溫儀測量時,應當多次測量并記錄,嚴格按測溫線的變化規律測量。

6 加強土木工程施工管理的建議

6.1 加強大體積混凝土配制

大體積混凝土的配比要根據多方面因素來綜合考慮。其配比的依據之一為項目的實際情況,結構工程師根據建筑圖紙計算出混凝土的強度等特性。之后,實際施工中,可以將混凝土的要求告知拌和站,然后由其在規定時間內泵送至施工現場。若施工現場條件允許,采用現場攪拌混凝土的方式進行混凝土配制。但是總體來說需要確保混凝土的質量滿足設計要求以及使用要求。除此之外,若采用現場攪拌混凝土的方式,需要嚴格控制砂石、水泥、水等原料的質量和配合比。

6.2 做好材料管理和采購工作

材料管理工作是保證大體積混凝土施工質量的重要因素。所以,做好材料的市場調研工作,在材料入場時應當要求供應商提供質量合格的檢驗報告、信用等級以及出廠資質等資料。并且,現場管理人員應派專人負責材料的保存、驗收和登記工作,可以采用信息化管理模式,將材料分類保存,并且在管理過程中可以充分利用信息化管理軟件開展管理,這樣便于材料的統計、使用和了解材料的剩余情況。另外,采購人員在采購材料時,應當重視性價比,在保證材料質量的前提下減少成本,從而在滿足施工質量的前提下提高企業的經濟效益。

6.3 加強施工現場的管理

做好現場管理工作對于施工場地負責人了解現場實際情況,確保施工質量有著積極的意義。所以,現場負責人應當建立一支專業的管理團隊,并完善施工組織方案和現場管理制度,從而達到施工有依據,管理有根據。方便管理人員根據施工進度和實際情況安排不同工種的施工人員,也有利于管理好施工現場。同時,應做好應急預案以及安全預案,防止施工過程中發生各種安全事故或者因為施工不當產生的安全隱患發生。加強安全文明施工的重要性,做好安保措施。

6.4 提高施工人員的綜合素質

施工人員的綜合素質的培養依賴于長期的培養,培養過程不僅要對施工人員日常施工積累的經驗,而且要加強相關專業的培訓,形成系統的知識體系，從而讓施工人員養成安全文明施工的好習慣,如要求其上工佩戴好安全設施;施工現場不得吸煙飲酒等。同時施工企業可以定期開展施工技術分享會,讓經驗欠缺的工作人員在會上提出疑問,由公司的專家或者其他施工人員解答,從而提高團隊的默契度以及個人的專業能力。

7 結束語

隨著大體積混凝土施工技術的應用，讓建筑行業的質量有了質的飛躍。混凝土材料在耐壓和抗旱方面具有較大優勢,被廣泛應用在建筑材料中。但是在混凝土配置、澆筑和振搗過程中,各種外界因素變化都會對大體積混凝土施工造成一定的影響,容易導致混凝土項目出現裂縫等病害。因此，大體積混凝土技術的應用為減少了裂縫的出現,保證了施工質量。

[ID:013923]