浅谈大体积混凝土施工技术

浅谈大体积混凝土施工技术

王彦东

甘肃第四建设集团有限责任公司甘肃兰州730060

摘要：随着中国经济实力的提升和科学技术水平的提高，大体量的建筑频频出现，大体积混凝土结构在中国得到了极大地应用和发展。大体积的混凝土结构施工的保证措施因此也就是一个重要的环节。

关键词：建筑工程；大体积混凝土；温度裂缝

1裂缝的种类和产生的内在原因

大体积混凝土内出现裂缝按照裂缝深度的不同可分为三种：贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。

贯穿裂缝是由于混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性较严重；而深层裂缝在部分切断结构断面，也具有一定的危害性；表面裂缝一般危害性较小，对结构影响较小。

混凝土结构出现的裂缝并不是绝对不影响结构安全，根据设计规范和验收规范，裂缝是有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度小于等于0.3mm，处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度小于等于0.2mm。对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水、随着时间的推移裂缝可以自愈。如果裂缝超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中尽量避免出现超过0.3mm的贯穿裂缝。

混凝土产生裂缝的原因如下：

1.1水泥水化热

混凝土在凝固的过程中是一个放热的过程，而大体积混凝土的结构断面较大，表面系数相对较小，凝聚在混凝土内部的热量不容易散失。这样导致的结果就是，混凝土内部热量积聚越高，内部温度会急剧升高，内外差温度较大。内外温差最大值出现在混凝土浇注后的3～5天内。

1.2外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降。会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达到60～65℃，并且有较长的延续时间。

1.3混凝土的收缩

混凝土中约20%的水分是水泥凝固所必须的，其余的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。在处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿环境交替会引起混凝土体积的交替变化，对混凝土的结构是十分不利的。

2混凝土原材料的配制

选用原材料应注意一下几点：

（1）粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂；

（2）外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等；

（3）降低原材料的温度；

（4）选用水化热低、凝结时间较长的水泥，优先选用硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥。

3大体积混凝土的浇筑、振捣方法

大体积混凝土的浇筑方法可分为三种：全面分层、分段分层和斜面分层。

全面分层，即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间同时进行浇筑。

分段分层，混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或纵向长度较大的工程。

斜面分层，要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上，下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进，振动器也相应跟上。

4大体积混凝土养护时的温度控制养护

混凝土养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内外温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应按照混凝土养护规定的时间进行养护，拆模后应立即覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内外温差，防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的温度开裂。温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。

在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：

（1）混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应不大于25℃。

（2）混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

（3）采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。

（4）保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等）在缓慢的散热过程中，使还混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差不大于25℃。

以上是对大体积混凝土施工控制的全部措施，随着国家的大力发展建筑行业大体积混凝土施工已经在建筑工程中普遍存在，我们应严格按照施工规范进行施工，在施工过程中大体积混凝土可能出现的问题是可以预防和避免的。

工程实例：兰州高新技术产业开发区城中村改造骆驼滩居民安置小区集体经济办公写字楼工程，地下一层地上十三层，筏板基础，筏板厚度为1.5米，筏板混凝土属于大体积混凝土施工。在施工过程中项目部组织技术力量对大体积混凝土进行施工，主要从以下几个方面进行控制，材料、浇筑、养护等。项目部编制严格大体积混凝土施工方案，材料采用商品混凝土，浇筑方法采用斜面分层法，养护采用覆盖草袋洒水养护。

现场测温布置，根据规范要求和建筑物的外形尺寸在平面布置三行五列，共布置十五测温点，竖向布置三个分别为高、中、低，采用电子测温，并做相应记录。

在混凝土浇筑完24小时后开始测温，测温频率第一至第四天，每四小时一次；第五至第七天，每八小时一次；从第七天开始每十二小时测一次，待高点位置的温度与环境温度的差值小于20℃时，测温结束。

在该工程施工过程中，混凝土的内外温差在第四天至第五天达到最大值，值为19℃，在次期间，增加洒水养护次数，温差得到了控制。

在养护结束之后，对该大体积混凝土进行全面检查，没有发现裂缝，经过严格施工控制，保证了大体积混凝土的施工质量。

参考文献

[1]《混凝土结构工程施工规范》(GB50666—2011).

[2]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015).

[3]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002).

[4]《工程结构可靠性设计统一标准》(GB50153-2008).

[5]《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010).

[6]《混凝土外加剂应用设计规范》(GB50119-2013).