大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中的应用研究

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引言

随着土木工程规模增长，在一些重要的基础结构中大体积混凝土有更多的应用，只有使其达到较高的结构强度、抗裂性能、承载力等指标要求，才能有效促进土建施工质量提升。在土建施工中，需从多方面控制混凝土质量，既要有效控制其外部约束力，还要通过严格控制配置、搅拌、浇筑及养护等环节，约束其内部应力的变化优化，并提高其抗裂及抗拉性能，最大限度预防裂缝等病害发生。面对大体积混凝土在工序复杂性以及质量控制的较高难度，土建施工单位予以重视，对裂缝等质量问题做到有效预防。

1 大体积混凝土结构施工技术概述

大体积混凝土结构施工技术是目前土木工程建筑施工中比较常用的施工技术之一，同时也被广泛应用于水利工程、大型设备的基础部分等施工中。总的来说，大体积混凝土最突出的点整就是体积大，同时由于水化热会集中释放，因此，混凝土结构内部温度会快速升高，易出现温度裂缝，整体施工难度较大，对于施工质量的要求更高。大体积混凝土施工技术的特征可以总结为以下几点：一是影响因素较多，与普通混凝土结构浇筑施工不同，大体积混凝土结构的施工工艺更为复杂，各项标准更为严格。在施工过程中，不仅要考虑材料、施工方案、施工技术等因素的影响，同时也要综合考量环境因素的影响，否则可能会影响到施工质量。二是施工工艺复杂，大体积混凝土结构施工技术由于需要考虑如何有效解决混凝土裂缝问题，包括温度裂缝、收缩裂缝等等。此外在进行浇筑过程中要预防混凝土裂缝的产生，对于局部裂缝，要对产生的原因进行分析，并针对问题的产生提出相应的处理措施，进而提升混凝土的施工质量。经过一系列的研究发现，大体积混凝土的工程施工具有一定的复杂性，主要应用于建筑工程地下钢筋结构浇筑、顶层封顶等领域，并且对施工技术和施工工艺提出了较高的要求。

2 大体积混凝土常见质量问题分析

2.1 裂缝问题 裂缝是大体积混凝土施工中最常见的问题之一，其不仅会降低混凝土构件的整体性，而且会对其承载能力造成较大影响。从项目施工过程看，造成大体积混凝土构件裂缝的原因较多。一方面，这些裂缝对是因为水化热反应而形成的。当水泥与水结合后，其温度会逐渐升高，进而释放一定的热量，而大体积混凝土的结构断面较厚，这使得水泥散热空间受到较大影响，构建内部温度开始积聚，由此造成一定的内外温差裂缝。另一方面，水泥混凝土在硬化的时候会蒸发一定的水分，蒸发水分约为材料配置时添加水分的20%，当超过这样标准时，水泥硬化的自缩值就会变大，由此产生一定的收缩裂缝。此外，较大的约束力也会导致混凝土而机构出现裂缝，影响大体积混凝土构件的整体性。

2.2 大体积混凝土的自缩 混凝土是由砂石及水泥与水配比而成的复合材料，其中水泥在原材料中非常重要，其标号较多，不同标号的水泥特性不同，其自缩能力也不同，另外水泥的细度也可影响混凝土的自缩速度。通常，在水泥中加入废渣、硅灰等，自缩值会随着添加量的增加而增加；加入煤灰会减少自缩值；另外添加减水剂、膨胀剂等都会影响混凝土的自缩值。由此可见，在水泥中添加不同的物质，会对混凝土的自缩值产生不同的影响。混凝土自缩导致混凝土收缩，最终产生裂缝，危害结构安全。

2.3 施工流程不符合标准 在大体积砼结构施工技术中，每一环节的工艺都十分重要，因此，只要某一环节存在问题，就有可能导致砼出现裂缝或者其他问题。比如在选材环节，技术人员对原料的挑选与配比没有能够全方面分析，缺少实地考察试验，可能会出现施工后原材料融合度差的现象，这就要求技术人员预先对原料配比进行多次试验，以寻找更适用于施工场地地质及气候条件的材料配比。在浇筑环节，可能存在技术人员对浇筑要求不明确的情况，比如砼浇筑需要一次性灌注，可能受时间安排影响出现中途暂停浇灌的情况，使得浇灌的砼的凝固程度不同，影响混凝土受力。

3 大体积混凝土施工技术要点

3.1 设置施工缝 混凝土之所以后续会产生裂缝情况，大部分原因都是因为热胀冷缩造成的应力裂缝。为了减少涨缩对混凝土的影响，可以提前设置施工缝，加强施工缝养护工作，这样可以在一定程度上减少涨缩造成的裂缝问题。同时大体积混凝土浇筑施工还需要达到防水标准，施工缝处设置止水带，采用镀锌管焊接，止水带设置要严格按照设计标准进行，确保焊接的牢固性，不得出现漏焊、焊穿等问题，这样焊缝位置不会通过明水。混凝土浇筑前，要对表面进行清理，清除表面毛刺，在浇筑界面涂抹一层处理剂，从而提高混凝土的粘结性、防水性。采用分层建筑方案，第一层混凝土初凝之后再建筑第二层混凝土。

3.2 有效控制外部约束力和温度应力 由于大体积混凝土多用于土木工程基础，会受到地基的约束力作用，当地基出现不均匀沉降或者位移时，会严重破坏其质量，并严重威胁土建工程安全。为此通常会设计滑动层来加以预防，滑动层的主要结构类型有：砂垫层或者沥青毡层，可使混凝土结构不与地基直接相接，进而起到控制地基约束力的作用，有效避免地基沉降裂缝的发生，这在土木工程基础施工中应多加关注。同时，对于温度应力主要是通过蓄水、覆盖等方式加以控制，其原理在于借助于物理降温的方式，加快内部热量散失，将其内外温差控制在允许范围，也就有效限制了温度应力，进一步保障大体积混凝土质量。

3.3 注重浇筑和养护工作 浇筑技术有分成连续浇筑和推移连续浇筑两种方式。在实际施工中，应当有效控制施工时间，令施工过程大大缩短，如果时间过长则会对施工质量产生影响。分层连续浇筑在当前施工中应用较为广泛，也更利于振捣。在采取分层浇筑混凝土时应当保证水平施工缝符合以下要求。首先应当清除建筑表面浮浆、松动石子和软弱混凝土层，使粗骨料外露；其次需要利用压力水进行堆表面污物清洗操作，令混凝土保持一定湿润性，但不能存在积水；最后，如果施工混凝土流动度较低，或者属于非泵送，则应当在浇筑上层混凝土的时候应用接浆方法，同时为了提升浇筑质量，应当对表面泌水进行及时清理。在养护混凝土问题上，首先需要进行保温养护，令浇筑块体降温速率与内湾温差达到温控指标标准；另外，保温养护时间应当依据块体内温差确定，最短时间应当在15天；最后，应当维持混凝土表面的湿润程度，如果混凝土浇筑之后短期之内产生了塑性裂缝，处理时可以采用二次亚光或浇灌层方法。

3.4 抗裂性能的提升 首先要从混凝土材料配比入手，这决定结构抗裂性能的关键性指标，切忌在土木施工中进行随意设计，应当进行严格的试验来确定最优配比。而且在材料调配环节，要保证施工人员严格依据经试验所得配比进行相关操作。在这之前，还要针对材料配比做好施工人员培训，使其掌握熟练的配比工艺，对材料质量及配比进行严格要求，并且还应由具有熟练专业配比经验的技术人员参与现场管理，这样才能使混凝土强度、抗裂性能、承载力等得到基本的保障。实际材料调配及搅拌过程中，应严格履行操作规程，使其达到更高的融合效果，同时，配筋材料的合理添加，对于改善大体积混凝土的抗裂性能也很有帮助。除此之外，还要重视添加剂的使用，混凝土裂缝的产生很大程度上来自其收缩特性及水化反应，部分抑制混凝土收缩的添加剂以及减水剂等使用，也能使其抗裂性能得以优化，进而保障大体积混凝土质量。

3.5 混凝土的浇筑 在开始浇筑之前，施工人员应对建筑物的整体结构与应用功能进行分析，以满足未来应用要求为出发点，及时调整浇筑工艺。在实际开展浇筑任务的过程中，混凝土浇筑被分为全面分层、余面分层和分段分层等工艺，应根据具体建设要求选定适当的浇筑技术。对于厂房浇筑，其施工环境较为开阔，浇筑任务具有量大、耗时长等特点，相关施工人员可采取余面分层浇筑技术，确保浇筑的高效率；在开展浇筑任务之前，应为执行浇筑的工作人员教授基本浇筑知识：浇筑应遵循从下到上的顺序，在下方浇筑部分凝固之后才能对建筑上方进行浇筑，防止出现混凝土在下部过度固结，导致上部完全浇筑、下部无法浇筑的尴尬局面；在开展浇筑任务的过程中，应及时对施工环境进行检验，如果天气潮湿、浇筑环境内水分超标，施工人员应及时对混凝土的配方工艺、保存环境与浇筑手法进行调整，防止混凝土变质、脱落；项目负责人应派遣专业的施工人员选定尺寸合适的钢筋，防止出现钢筋浪费、混凝土强度不够等现象，只有落实全套加工与监督工艺，才能为高质量的房屋建设提供保障。

3.6 有针对性的调整钢筋位置 对钢筋的位置进行适当调整，这样可以使内部热量得到及时有效的传递，防止内部热量过高的问题，在具体的运用过程中，针对钢筋进行配置的时候，要保持钢筋的配比率，采取上下配置的方案。为了加快钢筋内部的散热速度，可以在顶皮和底皮钢筋之间设置对应的钢筋，然后应用搭接焊的方式保证每平方的钢筋都可以进行散热。利用这种方式，尽可能有效减少钢筋直径和钢筋的距离，进一步降低混凝土的收缩程度，以此确保中间热量得以及时有效的散发，从而充分减少混凝土裂缝问题出现的几率。

结束语

综上所述，大体积混凝土结构施工技术作为目前建筑行业普遍采用的技术之一，适用范围较广，在施工准备阶段，要制定科学合理的施工方案，合理设计混凝土配合比；在实际施工阶段，要注意严格执行施工操作规范，做好温度控制以及养护措施，重点预防混凝土裂缝的出现，大体积混凝土的施工涉及到的工艺流程相对复杂，如果不对其采取标准化的流程控制，则有可能造成后期的质量受到影响。这不仅有可能造成建筑物使用寿命下降，还有可能在施工过程中造成危险。严格的控制施工流程以及施工材料，对每个环节都采取多次检查，确保工艺、质量满足有关的要求。大体积混凝土内外温差大是普遍存在的问题，因此要做好散热措施。与此同时，施工前要充分研究前期的勘察文件，并与设计单位进行沟通，确保大体积混凝土不会对地基造成破坏，减少环境对于其质量的影响。