大體積混凝土質量控制分析

摘 要：大體積混凝土以其優越的抗壓能力，在建筑工程中得到廣泛應用。但在施工過程中，大體積混凝土澆筑往往伴隨著泌水、浮漿、內外溫差大等問題，容易產生裂縫。因此，要嚴格控制大體積混凝土的施工質量?；诖?，以重慶萬州新田長江大橋南岸錨碇施工為依托，分析大體積混凝土澆筑的施工細節和質量控制要點，從而增強混凝土整體性、耐久性，為同類工程施工項目提供參考和經驗。

關鍵詞：大體積混凝土；內外溫差；裂縫；整體性

中圖分類號：TU37" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2023）08-0058-03

0 引言

大體積混凝土是指最小斷面大于1 m混凝土，大體積混凝土整體性要求較高，需要連續澆筑。因混凝土中膠凝材料水化熱引起溫度變化，會導致混凝土產生有害裂縫，施工時需要采取相應的技術措施，處理水化熱引起的內外溫差，合理解決溫度應力，控制混凝土裂縫。

隨著我國基建領域的日益擴大，大體積混凝土施工工藝也在不斷提高，超高層建筑、特大橋梁等工程中越來越多的使用大體積混凝土施工。因此，高質量的混凝土施工工藝成為社會發展的必然需求[1]。

1 大體積混凝土施工技術要點

混凝土以膠凝材料、水、粗骨料、細骨料、外加劑等為原料，按照一定比例混合、拌和、成型、養護硬化而成。采用大體積混凝土進行結構設計的技術難點在于如何保證其力學性能和耐久性。將大體積混凝土的施工特性與工程實際情況相聯系，保證施工質量達到工程設計要求。

混凝土裂縫是大體積混凝土施工中最常見的問題，其危害非常嚴重，不僅會影響結構的壽命，還會導致結構的承載力下降，從而對建筑的安全產生不利的影響。大體積混凝土的施工常選用鋼、木兩種不同的模板，按其自身的溫度特點來選取特定的模板，以避免因外部因素的影響而導致混凝土產生裂縫和損壞。

必須對新澆筑的大體積混凝土進行保溫，以保證其施工質量。在進行大體積混凝土澆筑時，還應注意其材料的配比、專業技術人員的選擇、裂縫問題及支護模板的選擇?；炷恋臐仓c振搗與混凝土的硬度、質量、抗壓性能密切相關。因此，在混凝土的澆筑與振搗工藝中，必須著重掌握混凝土的澆筑與振搗工藝。在工程施工中，應盡量縮短澆筑周期，保證連續澆筑。

2 混凝土中裂縫的成因

2.1 溫差裂縫

溫差裂縫是因為在進行混凝土施工中，由于內外溫差過大而形成的開裂。當進行大體積混凝土施工時，為了保證其整體性，往往需要對其進行不間斷的一次性澆筑。因為大體積混凝土的體量比較大，所以在澆筑時，膠凝材料所產生的的水化熱會出現散熱不均的現象，表面散熱很快，但里面散熱則非常緩慢。經過一段時間后，里外就會形成內外較大的溫度差，進而致使裂縫產生。

2.2 收縮裂縫

收縮裂縫是最常見的非結構性裂紋，它一般是由于濕度變化而產生的。混凝土都是由骨料、膠結材料和水所組成的，其中膠結類材料主要有水泥，骨料主要有砂、石等。為確?；炷恋暮鸵仔?，在對各種材料混合攪拌的時候，會往里面添加足夠的水，通常水量是達到水泥水化所需要水量的4～5倍[2]。而在對這些材料混合攪拌、澆筑完成后，在凝結的過程中，混凝土里一部分游離的水分就會蒸發掉，導致混凝土當中出現一些微小的孔洞，使混凝土形成一定的體積收縮。

3 工程概況

新田長江大橋全長約1.7 km，主橋采用主跨1 020 m雙塔單跨鋼箱梁懸索橋，其中南錨碇采用擴大基礎結構形式，由錨塊、散索鞍支墩及基礎、前錨室3部分組成。錨碇總體長58.2 m，寬71.077 m，高42.65 m，預計混凝土5.2萬m3。

4 錨碇混凝土澆筑施工方法

南錨碇整體由后澆帶分為2塊，在高度方向上結合結構形式、單次澆筑方量、現場設備進行分層澆筑[3]。

錨塊分層澆筑，標高217.6 m以下部分不設模板，分層（2～4 m/層）澆筑。標高217.6 m以上部分采用懸臂模板結構（面板為鋼模板），分層（3 m/層）澆筑。布置冷卻水管，控制內表溫差。拆模前頂面蓄水，拆模后噴淋養護。

錨室側墻及前墻模板采用懸臂模板結構（面板為鋼模板）分層澆筑，模板不采用通長的對拉拉桿。預留部分側墻及前墻，待主橋上部結構全部安裝完畢后再進行澆筑。錨室頂板最后進行安裝及澆筑。

5 澆筑質量控制措施

為保證錨碇混凝土施工質量，施工過程中重點對以下7方面進行控制。

5.1 混凝土生產

拌制混凝土前，測定集料含水量，根據其含水量計算拌和用水量，若含水量變化較大，需動態調整實際配合比。定期校驗拌和站計量器具，確保拌和材料稱量結果的偏差滿足技術規范要求?；炷涟韬臀飸鶆?、顏色一致，不得有離析和泌水現象。保證原材量充足和混凝土的連續供應，盡可能防止停歇[4]。在拌和站設置地磅，混凝土運輸車在空車時和滿載時分別稱取質量，然后根據差值推算混凝土容重，以進一步驗證生產的配合比是否滿足要求。

5.2 混凝土的運輸

在完成混凝土的攪拌之后，將其運輸到施工現場，盡可能避免長距離的運輸，防止對混凝土的性能造成破壞。在把混凝土運送至現場以后，應當立即澆筑?；炷寥绻霈F離析現象，應該對其實施二次攪拌，在其達到使用條件的要求之后，再進行澆筑。

5.3 混凝土泵送

嚴格混凝土泵操作規程，指定專人操作。在泵送混凝土前，對泵管等泵送器械進行仔細檢查檢修，保證混凝土泵能持續、穩定工作，防止混凝土堵管和管內混凝土離析。輸送管應盡量減少彎管，必須設置時應盡量減緩轉彎，接頭處需連接嚴密。泵送過程中，需用手拉葫蘆及埋件將泵管臨時固定。

混凝土泵使用前，應使用與混凝土配合比相同的水泥砂漿潤滑管。泵送過程中，需保證料斗內有足夠的混凝土，以防止泵管吸入空氣形成空泡現象，造成堵管，確保料斗內不得進水。泵進料連續進行，發生中斷時應采用低速間歇循環泵[5]。若施工時溫度高，為防止管內混凝土因吸收大量熱量而產生堵管等現象，可用濕草簾覆蓋在水平輸送管上，防止直接日照，并每隔一定的時間對濕草簾灑水濕潤。

5.4 混凝土澆筑

在澆筑混凝土前，對側模支撐框架、模板、鋼筋、預埋件和施工接縫等進行準確性、穩定性檢測，并檢查新舊混凝土結合面是否清理干凈、充分潤濕，均符合設計和規范要求后才能進行澆筑?；炷翝仓r，須加強巡視檢查觀測支架、模板、鋼筋和預埋件的穩固情況和鋼筋的保護層情況，及時發現并處理問題。

泵口距舊混凝土面較高時，用泵口接頭筒對混凝土減速，避免混凝土分離，泵送時嚴格控制布料點間距，由遠至近澆注，同一區域混凝土先作縱向結構后按水平結構分層連續澆注。不得使用振動棒將材料趕出?；炷练謱訚仓r，層間時間間隔應在1 h以內，以防止先澆筑混凝土層初凝與后澆筑混凝土層形成冷縫。

5.5 混凝土的振搗

對于混凝土的前后排，要分別設有一排振搗棒，分別用來振搗澆筑點與斜坡處的混凝土。對于構建的邊角處，則必須采取振搗模板的方法，來防止在結構的表面上產生蜂窩麻面等情況。在振搗時，將混凝土振搗棒快速插入混凝土內部，插入底層混凝土10 cm，振搗棒與側模應保持50～100 mm的距離，其移動間隔為40 cm，混凝土不產生氣泡，開始灌漿后緩慢提起振搗棒。在振搗時，振搗棒應快插慢拔，以確?；炷量梢杂泻芨叩拿軐嵍?。

5.6 混凝土的表面處理

大體積混凝土常常會在表抹面出現比較嚴重的沁水現象，可以將這些沁水引向低洼的地方，再用小水泵將其抽走。在混凝土振搗完畢以后，初凝以前，應將混凝土表層的浮漿清理干凈，刮平壓實，這稱為一次抹壓。在混凝土終凝以前，由于沉陷以及收水作用，常會使大體積水泥的表層產生一些裂縫，這時應當對混凝土的表面再進行二次抹面壓實，以消除其表面的裂紋。

5.7 混凝土的養護及測溫工作

由于新澆筑的混凝土具有較快的水化速度，所以為防止混凝土的內外部產生很大的溫度差而形成裂紋，在對混凝土完成澆筑以及二次抹壓之后，施工人員要對混凝土的表面用草席或麻袋等覆蓋物覆蓋，以對其進行保溫保養[6]。在覆蓋物上面澆水可以保持混凝土表面溫度的平衡。為了有效掌握混凝土內外溫度，應當在內部埋設適量的測溫點，并根據混凝土澆筑后的天數來分別規劃好每日測溫的頻率。大體積混凝土養護與測溫的時間，一般應為28 d。

6 混凝土裂縫控制

混凝土開裂是由多方原因造成，控制好混凝土施工過程中的各個工藝工序就能很大程度避免早期裂縫，預防后期開裂傾向，確?；炷两Y構耐久性。新田長江大橋錨碇混凝土水泥成分中含較多較高水化速率物質，水化熱速率較快，混凝土的自收縮變形和溫度變形都會較大，更需要嚴格控制施工中各個環節。

6.1 溫度裂縫

新田長江大橋南岸錨碇混凝土膠凝材料用量較大，混凝土內部溫度高，外部降溫快，形成較大內外溫差，非常容易出現溫度裂縫。

需采取有效措施控制混凝土內外溫差大的問題，主要溫控措施有以下6點[7]：①優選水化熱低的配合比，降低水化熱。②冬季施工加強覆蓋保溫，推遲模板拆模時間。萬州冬季平均氣溫10℃左右，氣溫較適宜，對原材料需進行遮陽處理，適當灑水降溫，控制混凝土入模溫度在25℃以下，有效降低內外溫差。③夏季施工采取遮蓋骨料，選擇低溫時段澆筑，降低混凝土內部最高溫度。④冷卻水及冷卻水管控制。冷卻管采用導熱性好、無縫鋼管，彎管部分采用冷彎工藝預處理，管與管之間采用螺紋絲扣+生膠帶連接進行連接，保障水管嚴密性。施工中嚴格監測混凝土溫度，根據溫度監測結果，通過集水池（冷卻水管出水）調節水溫使進水溫度與混凝土內部最高溫度之差小于20℃。內部最高溫度≤40℃，且最大內表溫差≤20℃時，可停止通水冷卻。通水結束后，立即對冷卻水管進行壓漿封堵，壓漿材料采用不低于混凝土強度等級的微膨脹砂漿或凈砂漿。⑤內外溫差控制。對于大體積混凝土，由于水化放熱導致溫度持續上升，因此必須在升溫的一定期間內強化內部放熱，例如增大通水流量、降低通水溫度等。當混凝土處于降溫階段時，對表面進行保溫覆蓋以減少降溫速度，在整個溫度控制過程中，模板表面必須覆蓋有彩色條紋布，嚴禁模板直接暴露在風中。模板具有一定的保溫效果，拆除模板時應嚴格監測混凝土和環境溫度，當混凝土表面溫度與日最低環境溫度之差小于10℃時，方可拆除模板。⑥加強混凝土的養護。大體積混凝土凝固后進行蓄水養護，蓄水深度在150 mm以上。在結構體側表面臨空面采用保溫被覆蓋，厚度為20 mm以上，養護水溫度與混凝土表面溫度差為15℃以下。在施工現場條件允許的情況下，適當延長帶模養護時間，并實時監測溫度數據，在混凝土溫差控制指標達到相應條件時，分層逐步拆除保溫層，最后拆除模板。

6.2 收縮裂縫

混凝土除溫度裂縫外，還有收縮裂縫。收縮裂縫的主要控制措施有：①控制集料的含泥量，石子含泥量控制在1%以下，中砂含泥控制在2%以下，砂的細度模數大一些。②使用高效減水劑降低混凝土單方用水量。③摻入優質外加劑降低混凝土的泌水和干燥收縮。④在滿足強度條件下，盡可能減少水泥用量。⑤減小新、老混凝土澆筑的時間間隔，降低兩層間溫差。⑥對分層澆筑的各節段頂面進行二次振搗，消除混凝土塑性裂縫，改善混凝土和鋼筋的粘結強度。⑦適當推遲拆模時間，延緩混凝土所受握裹力釋放，防止因過早拆?；炷翉姸炔蛔阋缘挚蛊湎蛲夥艔埩Χ鴮е麻_裂。⑧模板拆除是一溫度驟降的過程，需選擇一天中氣溫較高時段拆模來有效控制混凝土拆模時內外溫差過大產生裂縫。⑨拆模后立即采取養護劑養護，減少水分散發。

7 結束語

大體積混凝土施工影響著基建行業的施工質量，如果施工不當將會發生重大質量事故，給工程造成巨大經濟損失，所以必須優化施工工藝，提高施工質量。文章簡述了新田長江大橋南岸錨碇混凝土澆筑的施工工藝，總結了施工過程中的質量控制要點，對提升大體積混凝土施工水準有著重要意義。

參考文獻

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