土木工程建筑中大体积混凝土结构施工技术的应用

林成坤 刘成虎

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引言

随着我国国民经济水平的不断进步，我国大众对现代化建筑的舒适度与功能性的要求也在不断提高，为了充分满足现代化建筑的发展需求，土木工程建筑的高度、体积、强度、厚度、承重力等各个方面的标准都在不断提高，传统的建筑施工技术已经无法满足现代化建筑的施工要求。该项技术虽然已经在当前土木工程建筑施工中普遍应用，但是在应用的过程中裂缝问题一直是该项技术在施工中的重点控制问题，裂缝问题控制不当会给建筑工程的施工质量以及安全性造成威胁。因此，裂缝现象已经成为当前建筑工程在运用该项技术过程中需要重点预防的主要问题。

1 大体积混凝土结构施工技术概述

该项施工技术就是在建筑施工中以钢筋作为框架，大量浇筑混凝土作为建筑的主体结构，该项施工技术的应用可有效增加建筑主体结构的坚固性，进而满足建筑物对称重力、厚度、高度的需求。由于该项施工技术的工艺复杂，需要多项技术的紧密配合，并严格控制各项技术的精确度。例如：在混凝土浇筑作业环节，施工人员应当保证一次成型完成浇筑作业，不能出现二次浇筑作业、混凝土要根据建筑主体要求进行科学配比、严格掌控养护时间以及养护技术等。因此，在建筑施工过程中具有一定技术难度。而大体积混凝土结构裂缝现象的出现，就是结构内部的混凝土由于水热化作用所产生的能量无法发散，造成结构内外温度差异较大，进而形成裂缝。

2 土木工程建筑中大体积混凝土结构的裂缝原因

大体积混凝土结构施工技术中，主要根据裂缝根据深度的差异，分为表层裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝三个发展阶段，这三种裂缝对建筑结构的危害也有所不同。表层裂缝主要是指结构表面出现的细微裂缝，对建筑主体结构的影响并不大。而深层裂缝由于缝隙较深，会将一部分结构断面切断。因此，对建筑主体的结构的危害较大。贯穿裂缝则会切断整个结构断面，严重影响建筑结构整体的稳定，给土木工程建筑造成严重的安全隐患。判断裂缝地对建筑结构的危害不仅仅是根据裂缝的类型来判断，裂缝的宽度也有相应的判断标准。例如：在建筑室内环境中，建筑主体裂缝不宜超过0.3mm，而在室外环境则不能超过0.2mm，由于地下建筑结构的裂缝问题会给建筑的防水性造成影响，裂缝宽度过大会造成地下建筑主体结构渗水。因此，裂缝的宽度应当控制在0.1mm～0.2mm之间，这个宽度的裂缝会随着时间的推移慢慢自愈。大体积混凝土建筑结构施工过程中温度应力的作用、水泥水热化、混凝土的自缩等多方面的因素都可以造成混建筑主体结构出现裂缝。因此，在施工过程中，应当加强对可能造成结构裂缝的客观因素采取有效的控制措施，尽量避免结构主体裂缝的出现。

3 控制大体积混凝土结构裂缝的措施

3.1 控制外界温度的变化

造成混凝土结构裂缝问题的原因有很多，外界温度变化是造成混凝土结构产生裂缝的主要因素之一。由于混凝土结构裂缝的形成主要是因为结构内部与外部温度差异过大而造成，温差的大小直接决定其产生温度应力的大小，更是影响其所造成结构裂缝大小的主要因素。在温度较高的环境中，混凝土结构中的热量难以散发，导致结构内部温度会持续升高，最高温度甚至会达到65℃左右。因此，要想有效控制大体积混凝土结构的裂缝问题，应当做好相应的温度控制工作，尽量缩小结构内部与外部的温度差异，以避免造成结构裂缝的产生。

3.2 避免水泥水化热产生

水泥由于受其自身材质的影响，在水化过程中会产生一定的热能，然而由于水泥水化所产生的裂缝问题会根据结构的体积、混凝土中水泥的配比以及水泥的原材料等多方面因素的影响。大体积结构由于其断面相对比较厚重，其表面系数相对较低，进而导致水泥水化所产生的热量无法及时得到散发，只能在混凝土结构内部聚集，导致其温度不断上升，进而造成混凝土结构内部与外界环境的温差不断增加，造成结构裂缝的产生。因此，要想预防由于水泥水化所造成的结构裂缝，相关施工人员应当根据混凝土中水泥的种类以及使用数量，结合混凝土结构体积的大小采取相应的处理措施，最大限度地降低由于水泥水热化所造成的结构裂缝问题。

3.3 避免混凝土自缩

混凝土自缩主要是指结构在逐渐固化的过程中，会消耗混凝土中的一小部分水分，而大部分水分会逐渐蒸发。混凝土中所选用的材料以及各种材料的配比都有可能影响结构水分的蒸发，如果结构中的水分蒸发过多或者过快，则会造成混凝土结构的自缩。例如，在混凝土添加矿渣或者添加剂等物质添加比例过多，则会提高混凝土的流动性，进而造成大体积混凝土结构自缩值降低。因此，在大体积混凝土结构施工时，应当充分考量可以给混凝土结构自缩造成影响的各种不良因素，最大限度地降低由于混凝土自缩而产生的裂缝问题。

3.4 避免较强的约束力

混凝土结构一般所采用的施工技术主要是整体浇筑施工技术，为了提高施工标准，在施工时首先需要在外部设置一个较强的约束力。混凝土结构的温度效应直接影响外部约束力为结构内部所造成的影响，如果约束力超过了一定的范围，则有可能引发结构裂缝问题的出现。因此，在施工过程中，对于施工工艺、施工技术是否完全符合结构施工要求，施工环境是否符合施工条件等多方面因素进行综合考量，最终可有效避免结构裂缝问题的出现。

4 大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中的应用

4.1 强化混凝土结构的抗裂性能

科学合理混凝土的配方可有效提高混凝土抗裂性能，相关技术人员应当根据混凝土原料的各项功能，通过对混凝土不同配方的实验，对混凝土的抗裂性进行分析，最终确定混凝土配方，确保混凝土的质量充分满足当前土木工程建筑的施工需求[1]。与此同时，相关技术人员还应当加强对混凝土原材料的选择，尽量选择无机纤维、金属纤维等新型材料，来加强混凝土地对拉伸力的承受能力，还应当混凝土中合理使用添加剂，最大限度上控制混凝土的自缩范围，进而增加建筑主体的抗裂性。另一方面，相关技术人员还应当对骨料种类的选择、配比等方面进行合理地控制。以骨料为混凝土的主要原材料，则要控制砂砾的大小以及光滑度，提高骨料的质量，进而实现混凝土强度的增加。

4.2 加强温度应力控制

温度应力主要是指混凝土结构内部与外部由于温度差异而产生的作用力，温度差异越小其应力越小，反之温差越大温度应力也会越大，而就混凝土结构裂缝的大小主要取决于应力的大小。因此，温度应力是形成混凝土结构出现裂缝现象的重要因素，技术人员在施工过程中应当采取相应的应对手段，确保土木工程建筑的施工质量。由于水泥会出现水热化现象，并在整个过程中会散发大量的热，热量无法及时散发，进而导致结构中的热量堆积，使结构内部温度远远要高于环境温度，出现结构裂缝的现象。因此，相关技术人员应当在混凝土的配比中，可以选择地热水泥来缓解水泥水热化产生的热能，同时还可以在混凝土中添加减水剂，最大限度上控制裂缝问题[2]。另一方面，环境温度直接影响混凝土建筑的温度，在大结构混凝土施工环节，相关技术人员应当根据环境温度严格掌控施工时机，尽量避免在夏季温度最高的时间段进行施工作业，如果为了保障施工进度，在环境温度较高时可以采取相应的冷却措施，最大限度上控制混凝土的温度。避免裂缝现象的产生。与此同时，施工过程中应当提前设置好测温孔，方便测温人员对混凝土结构的实时测温工作，而负责测温人员应当定时对混凝土结构进行测温，并对测温结果以及测温时间进行严格记录，内外温度差异超过25℃时，应当及时汇报，并根据实际情况采取覆盖保温等措施控制结构内部与外部的温度差异，直至内外温度差异达到10℃以下，最终方可停止测温工作。

4.3 加强约束力控制

大体积混凝土结构施工过程中，由于热胀冷缩的原理混凝土的体积会随着结构内部温度的增高其体积也会随之增大，而随着混凝土体积会受到构件的约束，构件的约束力则是来源于建筑地基的约束[3]。当结构内部温度达到最高值时也是混凝土体积膨胀最大值，随后混凝土的体积与弹性都会随着内部温度的降低而逐渐减少，相应的压力应力也在逐渐减小，进而有可能出现垂直裂缝的现象。因此，要想控制外部约束力，首先应当降低地基对混凝土结构产生的约束力，相关技术人员可以在混凝土结构与地基之间利用理清油毡或者砂垫层添加一个隔断层，利用隔断层来降低地基产生的约束力。

4.4 加强混凝土养护技术

为了有效控制大体积混凝土结构施工过程中出现裂缝，在混凝土浇筑过程中，相关技术人员应当根据设计方案在建筑结构主体中预先布置测温管，可以将测温管与钢筋构件固定在一起，避免在混凝土浇筑过程中对测温线造成一定的破坏[4]。并在完成浇筑工作之后，养护人员应当根据施工环境的温度采取相应的保护措施，保障混凝土结构的质量。而在夏季由于环境温度过高，养护人员应当定时在结构表面洒水，来实现表面温度的降低，维持混凝土结构内部与外部温度差异保持在合理地控制范围之内。另一方，在完成施工作业以后，相关质量监督人员应当对混凝土结构进行验收工作，严格检查混凝土结构的裂缝问题，对于混凝土结构中宽度过大的裂缝及时灌浆加固技术进行处理，最终保障混凝土结构的施工质量。

5 结束语

总而言之，大体积混凝土结构施工技术已经成为当前我国建筑领域中主要应用的施工技术手段，为了有效控制该项技术在施工过程中出现的裂缝问题，保障大体积混凝土结构施工质量，技术人员应当根据混凝土结构的成因，在施工过程中，采取有效的预防措施，最大限度降低混凝土结构裂缝现象的出现，与此同时，对出现裂缝的混凝土结构主体，应当及时采取相应的补救措施，进而保障土木工程建筑的施工质量以及施工安全。