跳仓法施工中超长大体积混凝土配合比优化设计研究

跳仓法施工中超长大体积混凝土配合比优化设计研究

张佳辉

南通市水润水利工程质量检测有限公司    江苏南通    226000

摘要：对于超长大体积混凝土的工程，由于要承受较大的力，不免会对工程造成变形等影响，降低整体工程的质量。尤其是水利工程，起到控制与调配水资源，保证人们正常使用水资源，如果其质量得不到保证，将会对人们的生活产生严重的影响。因此，在水利工程的超长大体积混凝土施工中，可以采用"跳仓"的方法，来有效控制混凝土裂缝等病害的产生，提高混凝土性能的工程质量。

关键词：跳仓法；水利工程；超长大体积混凝土；配合比

引言：

随着建筑业的迅速发展，新建项目的规模越来越大，出现了大量的水利工程项目。为了解决建筑物因温度、收缩、沉降等因素引起的问题，各水利工程建筑部门大多采取了设置后浇带的方法。但是在具体实施中，存在施工难度大，进度缓慢，质量难保证等问题。尤其是沉降后浇带，设置时间长容易产生安全隐患，可能对整体工程的安全造成影响。因此，从控裂、设计、施工和建筑功能等方面综合考虑，利用跳仓法使建筑整体结构一次连续成型，可以使水利工程中超长大体积混凝土的问题得到有效解决。

一、跳仓法施工的原理

超长大体积混凝土工程建设初期，温度收缩应力高，而对超长大体积混凝土进行分段浇筑，是利用自身的抗拉强度，在短时间内利用多个区段有效释放应力，再将这些块体集中起来，从而抵御下一阶段的温度收缩应力。这种方法主要用于超长大体积混凝土，包括大型工业建筑物的地下工程和水利工程。近几年，它广泛用于水利工程，解决了超长、超宽、超厚混凝土施工缝的难题。"跳仓法"是在传统的预留伸缩缝和后浇带施工技术的基础上，根据“抗防兼施、先放后抗、以抗为主”的原则，进行结构控制的一项新技术。

二、混凝土原材料选择

（一）水泥

由于水利工程的基础混凝土强度等级要求较高，不仅要考虑超长大体积混凝土容易发生裂缝和变形的问题，还应重点考虑其抗渗性能。因此，进行水利工程的建设，可以使用抗渗性能较好的大坝水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、耐酸水泥、防潮硅酸盐水泥。试验相关实践经验显示， P. O42.5强度的混凝土可以达到设计要求。本项目所用水泥的特性是：细度为0.5%；初凝150分钟，终凝200分钟，稳定性、抗渗性、耐酸性能够达到要求[1]。

（二）骨料

混凝土原材料选用时，骨料比例的合理与否直接关系到混凝土的性能。选用高质量的骨料，不仅能使混凝土的抗裂性得到改善，而且能使混凝土的流动性和水泥掺入量较少，降低水化热，预防开裂等问题出现。同时，泥沙含量也会对骨料产生不良影响。它会使混凝土产生收缩，使其抗拉强度下降，进而导致开裂问题。

（三）粉煤灰

通过一系列试验可得，粉煤灰可掺入混凝土，取代部分水泥。如此，不仅可节约成本，还能改善混凝土的质量。尤其是在水利工程中，粉煤灰的掺入，实现了削弱拌合物中的碱性，C3A的密度。同时也有效地解决了混凝土拌合物的渗水问题，也能一定程度地抑制混凝土内部骨料与碱性材料之间的反应。此外，对于减少水泥水化热，阻止温度裂缝的产生，对于提高混凝土耐久性与密实性有很大效果。

（四）矿粉

除了以上所提到的水泥、骨料和粉煤灰之外，还可以利用矿粉对混凝土进行改善处理。加入一定量的矿粉，可以在一定程度上延长水泥的水化时间，提高水泥的和易性，最大限度地防止水化热升高。

（五）缓凝剂

缓凝剂也是水利工程中超长大体积混凝土原材料的一种选择，采用缓凝剂与减水剂复合使用的方式，可使混凝土凝结时间得到相应调节。该缓凝方法可为很多大体积混凝土工程赢得较多工期，缓凝剂不仅能起到延缓混凝土水热化的作用，而且能降低冷缝的产生量，使混凝土热峰延迟[2]。

三、跳仓施工混凝土配合比设计

从水利工程现场施工情况，结合本地的原材料特点及施工时所处的外部环境，对混凝土的工作性能进行了分析。按照材料控制和配合比的设计原则，在工程工期允许的情况下，推荐采用60d的强度。混凝土的原材料和配比都要通过检测，才能知道是否满足预期的强度和施工性能。其工作内容包括，搜集水利工程所处的土地资料，现场检测混凝土材料的品质、测定混凝土的各项工作性能指标，并进行试配检验。配合比中材料的掺量可以借鉴如下经验数据：C40混凝土水泥掺量以290kg以下为宜，C30混凝土的用量最好为260 kg；粉煤灰掺入为15%～20%，抑或是20%粉煤灰与10%矿粉；C40混凝土中的胶凝材料含量不能超过390kg，C30混凝土中不能超过330kg；C40混凝土中水的含量应低于165 kg，C30低于170 kg；粗骨料的掺入量大于1110 kg，细骨料的用量大于750 kg；混凝土的坍落度应为140~160 mm，浇注后为120~140 mm，使其具有良好的和易性与保水性。

四、超长大体积混凝土施工要点控制

为了防止混凝土开裂，应从入模温度、收口、养护、钢筋抗裂、施工人员管理等多个方面进行综合考虑。

（一）尽量降低入模温度

运输混凝土成品时。应合理规划运输路线，为了减少混凝土在施工期间的发热量，应尽可能减少搅拌站至施工现场的运送时间。为了降低入模温度，可以多在晚上和早晨进行施工，夏天的出模温度不能高于28℃。同时，在浇注前，应先清扫场地，安排好泵车、罐车的行驶路径，并设置车辆抽水装置、车辆泵等机械，保证一次浇筑完成，减少混凝土泵车的等候时间，降低坍落度损失。在夏天安装固定泵时，要有保温罩和隔音罩两种设置。搅拌站应对集料进行遮阴，避免阳光直射；使用前应在仓库存放2天或更长时间。水泥外加剂的选择应该是粉煤灰，而且，搅拌用的水不能在常温下暴晒，使用深度要比室温低[3]。

（二）混凝土浇筑要点

浇筑时，混凝土振捣必须紧密，不得有漏振、欠振、无过振现象。振动点的位置要安排良好，振动棒的使用要快插慢拔。在基础的浇筑上，需要在前、中、后各设有四个振动棒，以确保混凝土的完全密实。同时，在保证施工质量的情况下，对浇筑时间和浇筑深度进行严格的控制，并通过二次振动技术来改善混凝土的致密程度。混凝土的自由下落高度不能大于2m，应采用串筒、管道、滑道等方法，以避免混凝土的离析问题。在浇注混凝土之前，必须将地基和模板浇透，如果不浇透或浇注不足，则模板的吸水率将会增加，干燥后的模板会吸收过多的混凝土中的水，造成混凝土的塑性收缩，从而产生开裂。

（三）混凝土收面、养护要点

在混凝土入模后，首先将混凝土表面刮平，然后喷洒清水进行养护。混凝土初凝前和混凝土初凝后，采用人工二次压抹、收光。结束后得用提浆机进行收尾，每一次都要进行覆膜，并在完成后及时将其盖上。养护结束后，将底层的膜保存，防止后期干燥收缩，并进行14天喷水养护。在养护过程中，如果出现大面积的水流，必须用麻袋覆盖，避免大量的水洒到浇筑面，导致温度下降。同时，尽可能延长模板拆除的时间，在浇注2日后，先将模板的螺栓松动，再喷水养护，直至模板孔洞与混凝土间隙处得到修补。混凝土的冷却速度不应大于2℃/d，并在接近冷却速度时进行喷洒，并调节保温层的厚度。

（四）钢筋工程中抗裂要点

钢筋既能抵御外荷载力，也能防止混凝土收缩变形。所以，在施工中应注意加强钢筋保护层的厚度，并严格遵守其他各方面的规定进行钢筋施工。在对板面负筋保护层进行严格控制时，一般采用负筋作为支撑梁的钢筋，使其与梁筋紧密连接。另外，为了保证在施工中不出现钢筋垮塌，对保护层进行有效的控制，防止因负筋沉降而导致的保护层厚度增加[4]。

五、结束语

综上所述，在水利工程中。通过"跳仓法"进行施工，解决后浇带预留时间短，难以浇灌、清理的难题；减少了后浇带的维护工作，提高了工作效率；实际施工中，为了能够得到良好配合比的混凝土材料，需要从材料的选用以及混凝土的制备、运输等方面进行科学的控制。如控制入模温度、提高浇筑质量、重视养护工作，使在水利工程超长大体积混凝土施工中采取“跳仓法”施工，起到防裂、抗变形、防渗防漏的作用，加快施工进度。

参考文献

[1]李海旭.跳仓法在超大地下混凝土结构施工中的应用研究[J].建筑工程与管理，2021，003(001):P.53-58.

[2]贾玉峰，申金全，靳海潮.超长大体积混凝土结构跳仓法施工技术应用研究[J].建筑技术开发，2022，49(11):4.

[3]郑永生，甘英杰，王英，等.跳仓法在300m超长及大体积混凝土地下室的施工应用[J].建筑技术开发，2022，49(21):4.

[4]王瑞亮，吴海丰，周志刚.大体积混凝土配合比设计及工程应用[J].工程建设与设计，2022(6):3.