建筑工程中大体积混泥土结构施工技术探讨

 　摘要：大体积混凝土施工时需注意要把大体积混凝土的施工重点放在减少温度应力的工作上，降低直至防止裂缝发生。而在进行浇筑施工时，要强化施工管理过程，科学合理进行施工工艺安排，保证建筑施工的总质量。文章结合工程实例，从大体积混凝土施工的材料选用、混凝土配合比、混凝土的拌制、混凝土的浇筑及混凝土的养护等方面分析了大体积混凝土施工技术。 
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　　关键词：大体积混凝土；结构施工；裂缝；浇筑 
　　0.引言 
　　在钢筋混凝土结构浇注、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣，可能产生各种形式的裂缝，特别是长薄壁结构更容易出现裂缝。还有因水泥化热，外界气温变化，混泥土收缩引起的裂缝等等，总之，大体积混凝土结构内出现的裂缝的成因很复杂。 
　　1.大体积混凝土的概述 
　　大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。它的施工特点主要体现在：①结构的体积较大，浇注后混凝土产生的水化热量大，并集聚在内部不易散发，从而形成内外较大的温差，引起较大的温差应力；②整体性要求较高，往往不允许留设施工缝，一般要求连续浇注。大体积混凝土的施工尤其在高层和超高层建筑中较为广泛，其基础工程大多数都属于大体积混凝土工程。如高层建筑的箱形基础、筏板基础、桩基厚大的承台等，都属于体积较大的混凝土工程。 
　　2.大体积混凝土施工工艺 
　　2.1施工准备 
　　2.1.1施工器具 
　　施工器具包括：耙子、扫把、白线、铝合金刮尺、尖锹、平锹、混凝土地泵插入式振捣器、平板振捣器、配电箱、塔吊、水泵等。 
　　2.1.2材料准备 
　　在选择材料与优化配比这个过程里重视混凝土工程的质量，要求我们做到使混凝土有较小的绝热升温、较小的热强比、较小的线膨胀系数、较大的抗拉能力以及较大的拉伸极限变形能力。此外，自生体积变形原则上应当是低收缩与低膨胀的。采用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。水泥应不结块，符合质量标准并有质保书和复验单。（2）骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80%～83%。应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂子采用中砂，粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用；掺量一般以15%～20%为宜。（3）水应用不含有害物质的洁净水。（4）尽可能按设计和规范掺用外加剂，减少单位体积水泥用量，外加剂应有质保书和复验单，配制计量要正确。 
　　2.1.3技术准备 
　　大体积混凝土浇筑时，很多都是强度不均匀的，裂缝则自强度最低的薄弱处向强度高处蔓延，所以一定要对薄弱处加强施工管理。（1）浇筑混凝土前，预先与混凝土供应单位办理预拌混凝土委托单及浇灌申请，委托单的内容包括：混凝土强度等级、方量、坍落度、初凝终凝时间以及浇筑时间等。（2）所有机具均应在浇筑混凝土前进行检查，同时配备专职技工，随时检修。（3）在混凝土浇筑期间，要保证水、电、照明不中断。在现场准备一定数量的人工搅拌和振捣用工具，以防备临时停水停电，防止出现意外施工缝。 
　　2.2配合比的确定与优化 
　　合理选择混凝土的配合比，通过理论计算和试配来确定合适的配合比，试配时应按设计强度提高，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热，坍落度控制在lcm～3cm内。从实践经验看，水泥用量控制在450kg/m，是可以防止裂缝出现的。 
　　2.3混凝土拌制 
　　因大体积混凝土有单方水泥用量少，需掺外加剂粉煤灰等特点，故混凝土的搅拌时间应延长，每槽搅拌时间30min。各种材料的投放量应准确，外加剂和粉煤灰由专人投放。 
　　2.4混凝土的浇筑 
　　全面分层，即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应保证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，适用于结构平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适；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；斜面分层。要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。 
　　2.5混凝土的养护 
　　大体积混凝土的养护主要有保湿和保温法。保湿的作用是使尚在混凝土强度发展阶段内，潮湿的条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝，另外可使水泥的水化顺利进行，保温是为了保持混凝土表面温度不至于过快散失，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。 
　　3.工程实例 
　　3.1工程概况 
　　某建筑物地下2层，裙房3层，主楼20层组成。建筑总高度为72.9m，总建筑面积为35195.2m2。工程结构形式为框剪结构，基础为筏板基础，混凝土体积约5500m3。混凝土为C45P12防水混凝土。 
　　3.2大体积混凝土配合比的选用 
　　42.5级普通水泥；Ⅱ级粉煤灰；中砂，MX=2.5，级配合格；碎石粒径为531.5，级配合格，针片状含量、含泥量合格；缓凝高效减水剂NF，膨胀剂采用HPE低碱型混凝土膨胀剂。 
　　3.3混凝土输送 
　　根据该工程自身特点，考虑到基坑深达11.65m，纵向净长70.5m，基础大体积采用泵送混凝土，首先优化配合比，掺入减水剂、保证混凝土出机和入仓时的质量要求。泵送现场实测混凝土坍落并保持在160mm～180mm之间；浇筑温度在6.7℃～8.6℃之间，混凝土工作性能良好。根据施工要求每小时向工地输送混凝土约60m3。为了在浇筑过程中不形成施工缝，混凝土初凝时间大于6h，整个浇筑任务在95h内顺利完成。 
　　3.4混凝土浇筑 
　　该工程混凝土采用斜面分层法浇筑，每层的厚度不超过600mm，斜面坡度为混凝土振捣时自然流淌形成的坡度。混凝土的浇筑应连续进行、间歇时间尽量缩短，并不超过混凝土的初凝时间，次层混凝土应在前层混凝土初凝前浇筑完成。 
　　3.5混凝土振捣 
　　该工程采用插入式振动棒振捣混凝土。根据混凝土泵送时自然流淌和振捣时形成的坡度，分前、中、后三段布置振动棒，前面为泵管出料口布置一台，中间布置一台，后面为坡脚处布置两台。振动棒作业时，为了使上下层相互结合，要使振动棒自然沉入混凝土且插入到下层尚未初凝的混凝土中5.1m。为了保证混凝土均匀密实，应注意将振动棒上下抽动5.1m。 
　　3.6混凝土的养护 
　　基础底板混凝土采用内降外保的养护工艺，当混凝土表面温度骤降时，启用内部降温系统。混凝土于终凝前开始收平表面后开始养护，并及时用塑料薄膜覆盖，再加盖双层草袋；考虑气温骤降、表面失水等不利影响，对基础底板表面的覆盖养护保持了28d以上。 
　　3.7混凝土施工缝处理方法 
　　混凝土施工缝按设计要求需留置纵横二道后浇带，留置起来施工很困难，为了解决此矛盾，决定配制等强膨胀混凝土进行技术处理，并一次性浇筑，解决了混凝土由温度引起的内应力。 
　　4.结语 
　　经多方观察，该工程混凝土表面未出现明显的可见裂缝。实践证明，该项技术处理经济实惠，施工便捷，符合混凝土变形要求。