试析火电厂基础施工中的大体积混凝土施工技术

冷 祥

中国能源建设集团广东火电工程有限公司，广东广州 510735

随着科学技术的不断进步，电力机组容量越来越大，电力设备的工艺也越来越复杂，这些都对基础结构的承重能力提出了越来越高的要求。大体积混凝土施工是火电厂基础施工的重要组成，其施工质量的好坏直接影响整体质量的好坏。大体积混凝土是指混凝土最小断面在1m以上的混凝土，在混凝土施工过程中，很容易出现裂缝问题，这对于基础结构的整体质量有着十分不利的影响。因此，在大体积混凝土施工过程中，应当采用先进的施工技术，尽可能减少和避免裂缝，有效提升混凝土整体施工质量，从而保证火电厂电力设备运行的安全性、稳定性和可靠性[1]。

1 大体积混凝土的主要特点和产生裂缝的原因

（1）在混凝土施工过程中，如果水泥用量过大，就会增加水泥水化热，导致混凝土因收缩变形而产生裂缝。一般来说，混凝土体积越大，需要用到的水泥总量就越大，这就意味着大体积混凝土水泥用量较大。然而，水泥遇水会产生水化热，这种热量难以散出，导致混凝土的内部温度在短时间内迅速上升，大大增加了混凝土体积变化速度。当混凝土浇筑完成后，内部温度往往低于外部温度，产生内外温差，这就使得大体积混凝土构件表面拉应力增加，从而造成混凝土裂缝，这一裂缝被称为“早期裂缝”或“初始裂缝”。

（2）大体积混凝土的变化过程是在内约束和外约束的共同作用下进行的，由此产生内应力。混凝土构件内部水泥水化热散失较慢，然而其表面热量散失较快，在热胀冷缩的影响下，结构物内部体积膨胀，而表层体积收缩，如果阴雨天气或温差变化较大的天气，这种热胀冷缩现象更为明显。在内外温差的影响下，混凝土构件会产生内约束；外界因素对于混凝土构件同样有约束作用，例如：在水泥水化后期，水泥散失的热量要比放出的热量高出许多，在这种情况下，混凝土构件温度下降、体积收缩，在外界条件的影响下产生拉应力，这就是混凝土构件的外约束。内外约束都会导致混凝土裂缝产生。

（3）混凝土构件具有抗拉性较低的特性，这也是混凝土裂缝产生的主要原因。混凝土属于脆性材料，其抗压性较高，但是抗拉性较低，不到抗压性的1/10。此外，混凝土的极限拉伸更是小于1×10-4。在这种情况下，混凝土因温度变化产生的拉应力很容易超出其抗拉强度，从而导致裂缝产生。在设计大体积混凝土结构时，对于其结构有着拉应变方面的要求。但是，在实际施工过程中，大体积混凝土构件不可避免地会产生较大拉应力，与此同时，要控制这种因温度变化而产生的拉应力难度较大[2]。

2 大体积混凝土施工技术

2.1 审查设计图纸

在正式施工之前，首先要对设计图纸进行认真、细致地审查。核对混凝土基础内部钢筋的设计情况，对于温度钢筋的数量进行确定。在构件转折处、底面、角落以及截面突出的地方，需要进行斜向配筋的增加，以此改善大体积混凝土应力集中的状况，避免出现混凝土裂缝问题。

2.2 设计混凝土配合比

在开展大体积混凝土的配制工作时，水化热较低的水泥，如矿渣水泥等是较为合适的原料。选用中粗砂作为骨料较为合适。在不影响混凝土构件设计强度、坍落度与和易性的基础上，最大程度上减少水泥用量。外加剂的选择应当综合考虑其高效减水性、微膨胀性能等，使其对混凝土温度收缩起到补偿作用。

2.3 计算温度应力和保温养护材料厚度

要确保大体积混凝土施工质量，还要制定科学合理的施工方案。对温度应力进行计算，分析比较混凝土温度应力与混凝土抗拉强度，如果混凝土抗拉强度小于其温度应力时，应当进行调整计算。同时，在进行大体积混凝土养护覆盖材料和厚度的选择时，也要通过计算选取合适的养护材料及厚度，将混凝土内外温差控制在25℃以内。

2.4 加强混凝土生产过程控制

在混凝土的生产过程中，首先要对混凝土原材料进行严格的质量把关，坚决执行设计配合比。做好进场砂石材料的控制工作，在混凝土搅拌前，应当先将砂石材料进行水洗，确保沙子含泥量小于百分之二，石子含泥量小于百分之一；在确保规范出机入模温度的基础上，尽可能将大体积混凝土施工安排在夏季，拌和用水宜采用深井水。做好砂石等原材料的存放工作，使用合适的材料对其进行覆盖，防止阳光暴晒；如果混凝土施工在冬季进行，则要确保拌和用水的温度控制在合理范围内，尽可能使得混凝土入模温度降低；要确保混凝土拌和均匀，每盘混凝土在投料后的搅拌时间需要控制在100s以上。如果混凝土一些部位浇筑量大且要求连续浇筑，如汽轮机底板等，必须提前做好砂、石、水泥和外加剂的准备工作，确保各类材料充足。在浇筑散装水泥之前，必须将其进行充分冷却；在进行大体积混凝土施工之前，还要做好搅拌机械的检修和保养工作，在浇筑过程中，必须确保混凝土持续供应，避免由于混凝土供应不充分导致的施工冷缝[3]。

2.5 加强混凝土浇筑过程控制

在开展大体积混凝土浇筑工作之前，首先要结合施工现场的实际情况和工程特点进行浇筑方法的选择，一般来说，斜面分层和整体分层是大体积混凝土的主要浇筑方法。在浇筑过程中，通常是使用泵车或拖式泵布料来开展浇筑工作的。为了避免混凝土在浇筑时自由下落高度过大而产生离析现象，一般使用串筒下料的方式进行。在浇筑过程中，做好混凝土的振捣工作也是必不可少的，在振捣过程中，应当确保振捣棒插入足够深度，防止出现两层接缝之间无法有效对接。当混凝土振捣完成后，其表面往往会产生一层较厚的浮浆，因此要使用铲除多余浮浆并进行表面的磨平。在混凝土初凝阶段，需要在其表面进行三遍压光，以此预防混凝土表面因收缩而产生裂缝。

2.6 外露混凝土表面工艺施工技术

2.6.1 模板施工工艺

（1）竹胶大模板。在进行竹胶大模板施工时，应当严格依据施工程序，使其满足设计标准，在木工厂提前配模时，模板应当符合配板图的要求。在完成每一块模板的配合后，都要在模板上进行编号的标注，防止出现混乱。配板的设计与模板的施工质量有着直接关系，必须对其几何尺寸的设计工作重视起来，防止模板接缝处出现凹凸不平的现象。模板的接缝之间需要进行密封处理，当胶固化后再用铲刀铲去凸胶痕，然后使用细砂纸进行打磨。

（2）模板加固。在加固主厂房框排架梁柱时，通常使用对抗螺栓；而在加固汽轮发电基础和变压器防火墙时，则使用内置式对拉螺栓进行加固处理。在加工内置对拉螺栓时，应当根据构件的截面尺寸，然后将暗榫焊接到对拉螺栓两端，暗榫与模板互相连接，然后在模板上钻孔，进行加固螺栓的安装[4]。

2.6.2 混凝土工程

第一，控制原材料。选择较为可靠的水泥，在水泥、砂石和外加剂等材料实际投入施工之前，首先要进行复试，合格后才能投入使用；做好台账的跟踪管理工作，检测每批水泥、砂石和外加剂在不同部位的使用情况。第二，设计配合比。首先开展混凝土的试配工作，试配应当综合考虑构件结构特征、施工阶段的气温和采用的浇筑方法。严格执行混凝土配合比，使其满足相关设计标准，对坍落度损失的影响因素进行考虑，确保混凝土具备良好的坍落度与和易性。第三，搅拌和运输。采用集中搅拌的方式进行搅拌，混凝土的运输应当使用罐车，泵送入模。通过计算机控制混凝土搅拌计量系统，保证计量的准确性。第四，浇筑和振捣。为了避免混凝土在浇筑过程中出现离析现象，其自由下落高度应控制在2m内。使用插入式振捣器进行混凝土振捣较为合适，振捣时注意快插慢拔，确保混凝土内部气泡完全排出。第五，混凝土养护。混凝土的养护应当严格按照相关规范进行，做好养护过程中的测温、保温等工作，最大化地减少和避免混凝土裂缝产生。

3 结语

综上所述，大体积混凝土施工是火电厂技术设施建设过程中的重要内容和关键部分，其施工质量直接影响整体基础设施质量，对于火电厂的正常运行也有着很大影响。因此，要确保火电厂基础施工中的大体积混凝土施工质量，在混凝土施工过程中，必须制定科学的施工方案，结合施工现场的实际情况和工程特点，认真、仔细地审查施工图纸、合理设计材料配合比，加大混凝土生产、浇筑和养护过程中的质量控制力度，以此实现混凝土施工技术水平的有效提升，确保火电厂基础施工质量，促进火电厂安全、高效运行。

[1] 杨红. 火电厂主厂房土建施工技术的分析[J]. 建材技术与应用，2012（6）：33.

[2] 杨新强. 火电厂施工中对混凝土裂缝的控制探析[J]. 四川水泥，2017（7）：213.

[3] 苏德发. 火电厂大体积混凝土施工技术探析[J]. 科技与企业，2012（10）：228.

[4] 郭夏楠. 火电厂基础施工中大体积混凝土施工技术探讨[J].科技创新与应用，2015（32）：252.