大体积混凝土施工过程管控

李鑑

摘要：随着建筑业的高速发展，建造技术突飞猛进，大体积混凝土施工技术日趋完善和成熟，但施工企业对大体积混凝土施工过程管控的重视程度却随之弱化，施工过程中，简单套用或仅凭以往施工经验的现象普遍存在。本文通过对大体积混凝土的界定和施工过程控制要素的分析，并结合ISO9000标准关于特殊过程的控制要求，阐述了大体积混凝土施工过程管控方法，希望对大体积混凝土施工管理起到借鉴作用。

关键词：大体积混凝土  施工过程  管控方法

0 引言

改革开放30年来，我国建筑业高速发展，建造技术突飞猛进，高速铁路、高速公路、高层、超高层建筑、大型水利大坝工程越来越多，随之而来的是大体积混凝土的广泛应用。由于大体积混凝土受水泥水化热和混凝土散热性能等自有特性以及施工工艺和施工环境的影响，极易发生温度应力导致结构裂缝的现象，从而影响结构的使用性能和耐久性能，严重的危及结构安全性能，因此对大体积混凝土温度应力及温度控制的研究，一直是设计与施工企业重点关注的问题。目前，随着各方面的致力研究和实践探索，大体积混凝土施工技术日趋完善和成熟，施工难度也随之降低，但是由于施工难度的降低，施工企业对大体积混凝土施工过程管控的重视程度也随之弱化，施工过程中，简单套用或仅凭以往施工经验的现象普遍存在，由此导致结构裂缝、造成返修或返工的事件时有发生。本文通过对大体积混凝土的界定和施工过程控制要素的分析，并结合ISO9000标准关于特殊过程的控制要求，阐述了大体积混凝土施工过程管控方法，希望能对大体积混凝土施工管理起到借鉴作用。

1 大体积混凝土的界定

目前，国内外对大体积混凝土的定义尚无统一的规定。国内，《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）定义为：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土;《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）定义为：体积较大的、可能由胶凝材料水化热引起的温度应力导致有害裂缝的结构混凝土。国外，美国混凝土学会（ACI）规定：任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂;日本建筑学会标准（JASS5）规定：结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。

综上所述，大体积混凝土的界定主要看两项指标，一是结构尺寸，二是混凝土内外温度差引起的温度应力。由于混凝土自身散热性能较差，结构尺寸越大，越容易造成内外温差过大而产生温度应力导致结构裂缝的现象，因此目前施工企业以结构尺寸来判断是否是大体积混凝土的现象比较常见。但是从上述国内外大体积混凝土定义来看，大体积混凝土实质上并不是由结构尺寸的大小决定的，而是由是否会产生水化热引起的温度应力来定性的，而温度应力的大小，除了受结构尺寸的影响外，还受混凝土配合比、原材料以及施工环境等因素的影响。因此，简单的以结构尺寸来判断是否是大体积混凝土的做法是错误的，正确的方法应该是通过计算混凝土内外温度差引起的温度应力是否会造成结构裂缝来判定;当温差过大且温度应力大于混凝土自身的抗拉强度时，此时应判定为大体积混凝土，既便是结构尺寸不大，也应该按大体积混凝土实施控制。

2 大体积混凝土施工过程控制要素

大体积混凝土施工的关键及难点是如何有效控制混凝土内外温度差引起的温度应力，防止混凝土结构裂缝的产生。由于混凝土温度应力变化受原材料选择、配合比设计、施工技术工艺、施工环境变化等诸多因素的影响，因此，大体积混凝土施工前，应从施工组织和施工技术两个方面进行科学合理的策划准备工作，确保大体积混凝土的施工质量。

2.1 施工组织准备 大体积混凝土施工的显著特点是混凝土数量大、浇筑时间长，要确保施工过程的顺利完成，必须在施工场地规划、管理和施工人员配备、物资及机械设备配置方面做好充足的准备。

①场地规划。施工现场“三通一平”，根据现场实际情况，合理规划场地布置，避免各类机械车辆的交叉作业。施工前，做好水电供应设施设备的检查验收工作，确保满足连续施工的需要，为防止意外，现场应配备发电设备和蓄水设施。场内道路应满足不同天气的需要，坚实平坦，并合理安排混凝土罐车的行走路线，确保混凝土的连续供应和浇筑。

②人员配备。根据混凝土数量，预测浇筑时间，配备充足的管理和施工人员，合理安排倒班班次（两班倒或三班倒），防止人员长时间工作产生极度疲劳，导致工作失误或对身体健康造成伤害。

③物资和机械设备配置。搅拌站应根据配合比设计及混凝土浇筑数量，准备好充足的混凝土原材料;现场养护所需的塑料薄膜、草袋、洒水胶皮管以及防雨物资应提前组织进场。

机械设备的数量和型号应根据具体工程规模和施工工艺进行策划与配置。施工前，所有机械设备均应进行检查和试运转，考虑到发生故障的可能性，施工时主要和关键机械设备还应配备备用品或易损零件，同时配备修理工，随时检修。

2.2 施工技术准备 大体积混凝土施工质量控制的关键是采取有效的温度控制技术，减小混凝土内外温度差引起的温度应力。为此，需要从原材料选择、配合比设计、热工计算及温控养护等环节做好技术准备工作。

①原材料选择。水泥应根据工程特点、混凝土设计性能和所处环境条件，合理选择水泥品种，尽量选用低热水泥，如矿渣水泥、火山灰或粉煤灰水泥;骨料应选用中粗砂和粒径较大、级配良好的碎石;在设计和规范允许的条件下，合理掺加使用适量的粉煤灰和外加剂，如缓凝剂、减水剂和膨胀剂，以减少水泥用量，降低水化热。

②配合比设计。根据选用的原材料，进行混凝土配合比试配工作，重点解决掺和料和外加剂掺量控制以及减少水泥用量、降低水化热的问题。根据试配的理论配合比，实测搅拌站现场砂石料含水率、含泥量，进行配合比优化，以满足实际现场拌制要求。endprint

③热功计算及温控养护。大体积混凝土施工前的热功计算是针对工程的特定条件，通过计算预估混凝土内部温度及内外温差，从理论上复核施工方案的可行性，并为后续的温控和养护工作提供依据。鉴于目前随着相关施工规范和施工技术的不断完善，施工企业在热功计算以及保温养护和温控监测方面已经有了相当的施工经验，形成了相对成熟的技术措施，本文在此不再赘述。但值得注意的一点是，目前部分施工企业在实际操作中存在不进行热工计算，只凭实测实量和以往施工经验进行温控养护的现象，由此失去了对大体积混凝土的主动控制，极易在施工过程中发生不可补救的严重后果。由于工程项目具有单件性的特征，因此施工企业应针对不同的工程项目，在大体积混凝土施工前，有针对性地进行热功计算，以适应不同项目、不同条件下的大体积混凝土浇筑和温控养护工作，这一点至关重要。

3 基于ISO9000标准特殊过程的管控方法

ISO9000：2005《质量管理体系—基础和术语》标准中规定：“对形成的产品是否合格不易或不能经济地进行验证的过程，称之为特殊过程”，并在ISO9001：2008《质量管理体系—要求》标准中规定：“当生产和服务提供过程的输出不能由后续的监视或测量加以验证，使问题在产品使用后或服务交付后才显现时，组织应对任何这样的过程实施确认”。在大体积混凝土施工过程中，由于水化热引起的温度应力难以经济的通过检测或测量手段来加以验证，温度应力可能导致的结构裂缝只有在施工结束后才能显现，因此，认证施工企业应该根据ISO9000标准要求，按“特殊过程”对大体积混凝土施工实施控制，并对过程实施予以确认。过程实施的确认主要包括准则、方法和程序的确认、人员资格的鉴定、设备的认可三个方面，俗称特殊过程“三鉴定”。

3.1 准则、方法和程序的确认 准则即施工依据的设计文件、标准、规范;方法和程序即遵循准则要求和现场实际情况，制定的大体积混凝土施工方案、工艺流程和参数、混凝土配合比设计等。大体积混凝土施工前，应组织对准则的有效性和适用性和以及方案的可行性进行评审和确认。

3.2 人员资格的鉴定 针对大体积混凝土施工过程各环节涉及的操作人员，如混凝土工、模板工、试验工、机械操作人员及修理工等，施工前应对其岗位能力进行鉴定，必要时应通过专业技能培训并考核合格、持证上岗。

3.3 设备的认可 针对大体积混凝土施工方案中确定的各类机械设备，包括小型机具和备用设备，施工前应对其性能状态进行检测检修，确保性能稳定、状态完好。特别注意对试验检测、测温监控涉及的仪器仪表或计量工具，应按相关标定要求进行检测标定。

4 结束语

大体积混凝土施工技术难度大、工艺复杂，完善的施工方案和充足的原材料、人员以及机械设备配置是大体积混凝土施工保障的基本要素，严格的施工过程控制是大体积混凝土质量保证的关键，只要按照特殊过程控制要求，做好前期策划准备工作，大体积混凝土施工质量完全可以得到保证。

参考文献：

[1]倪平安.大体积混凝土施工过程中质量控制[J].中国新技术新产品，2010（4）.

[2]刘力源.大体积混凝土施工过程控制要素分析[J].山西建筑，2011（26）.

[3]解荣.大体积混凝土温度监控的研究[D].长安大学，2011.endprint