建筑工程中大体积混凝土浇筑施工技术研究

郭 帅

(山西五建集团有限公司，山西 太原 030009)

随着经济建设的发展，高层建筑物越来越多，由于荷载较大，基础设施往往采用大体积混凝土，温差裂缝控制是大体积混凝土施工的难题。为了保证大体积混凝土施工质量，对混凝土进行有效的温度监测控制，较好地掌握大体积混凝土温度变化规律以及各种材料在不同条件下对温度的影响，提高大体积混凝土结构耐久性能，就显得格外重要。

1 大体积混凝土施工的特点

在建筑工程中的混凝土是由胶凝材料和集料组成的复合型工程材料。其中所用的胶凝材料通常是水泥，集料通常用砂石，上述两种材料与一定比例的水混合搅拌可制成工程所用的混凝土。大体积的混凝土施工，由于混凝土体积庞大且数量较多，因此要求大体积混凝土施工就地完成搅拌、浇筑、定型以及后期养护，这其中的每一步都是不可或缺的。在大体积混凝土施工过程当中，工作人员应该根据大体积混凝土的施工特点，制定相应的施工计划，并且能够把握好施工技术及工艺。在大体积混凝土的浇筑过程中，务必强调充分的振捣作业，最大限度保证混凝土整体的结构强度。在浇筑施工完成之后还要对混凝土成品进行完善的后期养护工作，完善整体施工。

2 建筑施工过程中大体积混凝土浇筑存在的问题

2.1 水泥的水化热状况

水泥的水化热状况，实质是水泥在浇筑完成之后的凝固过程中，和水之间发生一系列反应的过程。这其中主要包括水解作用、水化作用以及水结晶作用。水泥的水化热问题是大体积混凝土浇筑工程中普遍存在且无法完全避免的问题，因为大体积混凝土以水泥为主要材料，所以在大体积混凝土机构浇筑和凝固的过程中，大量的水化热不可避免地生成，而若这些水化热无法在较短的时间内及时释放，大体积混凝土内外的强大温差将会导致拉应力的生成，从而引发结构性裂缝。具体说来，水化热状况的出现会引起大体积混凝土浇筑的产品内部温度急剧升高，由于施工体积过大，内部热量无法实现充分散热，这样的状况会导致大体积的浇筑工程热应力较低。经过一段时间的热量散发，大体积浇筑段内水化热现象形成的热量会慢慢散发，这会使得浇筑体弹性模量以及结构强度大幅增强，从而使得整体的热应力慢慢提升。但是如果出现大体积浇筑段的热应力在提升之后高出浇筑段本身的抗应力，就会导致大体积的浇筑段出现混凝土裂缝的状况。混凝土的裂缝作为混凝土浇筑过程中的常见问题，一直以来被视为建筑工程领域混凝土浇筑施工的重点防治问题。混凝土裂缝的出现也给建筑整体的结构强度埋下了隐患。

2.2 混凝土的收缩状况

如果使得浇筑完成的大体积混凝土结构段处于干燥的环境中，整体结构中约25%的水会参与到水泥的化合作用过程中，进而形成结晶水存在于大体积混凝土结构段中，除形成结晶水的部分，剩余水分大多会慢慢蒸发。在蒸发过程彻底结束之后，大体积混凝土结构段中往往会出现收缩情况。混凝土的收缩大致分为四大类，即干燥收缩，碳化收缩，化学收缩以及塑性收缩。而在收缩过程当中，也会有许多外部因素对收缩造成一部分影响，例如，工程所在地的自然环境影响，水泥材料本身的集料属性的影响，搅拌过程中加水的比例等因素。在混凝土发生收缩时，会使整体的大体积浇筑结构段出现塌陷等结构性问题，这对于整体浇筑施工的质量是十分不利的。此外，除养护不当这项导致收缩裂缝生成的主要原因之外，施工人员在混凝土搅拌的过程中掺入了过多诸如减水剂等的添加剂，也会导致收缩裂缝的生成。

2.3 环境温度变化状况

在建筑施工过程中，大体积混凝土的浇筑，往往会受到外界环境因素的影响。其中外界温度的变化对于大体积混凝土浇筑段的影响较为明显，温度的持续变化会影响大体积混凝土水化热的变化，因此也往往会导致大体积混凝土浇筑段出现裂缝或形变。外界的温度还会对大体积混凝土浇筑的施工过程产生一定的影响。在大体积混凝土浇筑施工过程中，如果浇筑段的内外部温差过大，则会对混凝土浇筑段的整体质量造成非常严重地影响。具体说来，若外界的温度急剧下降，将容易致使大体积混凝土表面温度快速下降，但与此同时，大体积混凝土的内部温度依然处于较高的水平，从而导致内外温差的拉大，进而导致大体积混凝土的强力收缩，使其缓慢变化的性能无法得到充分且有效的发挥，最终致使温度应力的生成和表面裂缝的出现。因此建筑施工的过程中，相关工作人员应该对施工地所处的自然环境进行仔细的勘探，尤其是对自然环境中的温度进行测量，与此同时，要在施工过程中采用一定的保护措施进行保护，也需要适当调整施工相关的各项参数，最大限度的减少大体积混凝土浇筑过程中所出现的裂缝或塌陷情况，以保证整体的浇筑施工顺利进行。

2.4 大体积混凝土施工技术状况

在对大体积混凝土进行搅拌作业的过程中，若是出现材料配合比例不达标准或配比材料搅拌不均匀等情况，均会致使混凝土出现裂缝。除此之外，在浇筑混凝土的过程中，假设浇筑质量不达标准或是振捣不够充分，同样会导致大体积混凝土中裂缝的生成。

3 建筑工程中大体积混凝土浇筑的主要工艺

3.1 通过温度控制法防治混凝土裂缝

在建筑工程中，工作人员之所以要对大体积混凝土的浇筑温度进行严格的控制，是因为浇筑温度对于大体积混凝土的质量具有直接的影响。大体积混凝土浇筑过程中出现裂缝是十分常见的，因此，对于混凝土浇筑段的裂缝的防治也是混凝土施工行业最重要的研究方向之一。混凝土浇筑段的裂缝产生原因主要是混凝土表层的干燥以及混凝土内部降温收缩。通过对混凝土浇筑断裂缝产生原因的科学分析可以知道，如果能对混凝土浇筑作业整体温度进行有效地调控，就可以规避在大体积混凝土浇筑施工之后所产生的混凝土浇筑段裂缝问题。一般情况下，在浇筑过程完成后，混凝土会因为水化热作用使得温度升高，而如果不加以调整，在一定时间过后，温度下降，而后就会造成混凝土浇筑段的降温收缩和变形现象。假设浇筑的温度过高，施工人员也未能及时对大体积混凝土浇筑段进行降温处理，水泥的水化反应就会愈发严重。在这种情况下，大体积混凝土内部的温度就会突发性大幅度提升，进而导致裂缝的生成。所以在混凝土浇筑过程完成后，需要运用某些手段对混凝土浇筑段进行人为干预降温，包括控制混凝土的入模温度、使用冷却管通水，或是利用冷却水、骨料等途径使得大体积混凝土出机口的温度在短时间内大幅度下降，或者使用预冷石子等相应的降温材料达到同样的效果，从而使得混凝土浇筑段在合理的温度环境中实现定型，进而有效避免混凝土浇筑段的裂缝问题。

3.2 钢筋施工技术

大体积混凝土的浇筑，往往伴随着钢筋技术的运用，只有保证钢筋的结构强度，安全性以及耐用性等数据，才能够保证大体积混凝土浇筑的质量。因此，一定数量钢筋的使用，对于大体积混凝土浇筑段整体结构强度起着不可替代的作用。例如，在基础底部施工过程中混凝土浇筑段中使用一定数量的钢筋，能够提升基础底部施工的结构强度。还可以在墙与柱之间插入一定数量的钢筋，这样的结构对于建筑整体的结构强度的提升也有着十分重要的作用。需要注意的是，由于钢筋处于浇筑体的内部，就对钢筋质量监测的工作造成了不小的难度，故此，需要建筑施工单位在验收钢筋时采取隐蔽验收的方式，以此保证在建筑整体的钢筋使用过程中，所有工序和结构符合施工标准，便于开展进一步的工作。

3.3 大体积混凝土浇筑段后期养护

大体积混凝土的浇筑，是一项持续且长期性的工作，要想保证大体积混凝土浇筑段的整体质量，除了在浇筑前和浇筑中对相关技术多加注意以外，还需要在浇筑工作完成之后，对整体的浇筑段实行高标准的养护作业。对于混凝土浇筑段的养护，主要采取保温法进行，对于混凝土浇筑段整体的温度调整，是整个后期养护作业的核心内容。此外，混凝土浇筑段易出现水化热问题，此类问题与混凝土材料中的含泥量具有很强的相关性，如果不能够得到重视，就会导致混凝土结构浇筑段出现热量散发问题，而这些热量会导致混凝土浇筑段内部温度升高，从而引发混凝土浇筑段的裂缝以及塌陷问题，对工程整体的质量造成不利影响。因此，在混凝土浇筑的后期养护作业中，对整体温度进行的合理控制对于大体积混凝土浇筑段的最终定型和质量有着至关重要的作用。相关企业也应该对大体积混凝土浇筑施工的后期养护给予足够的重视。

4 混凝土浇筑工程的常用方式

4.1 全面划分层次，逐层浇筑(图1)

在对大体积混凝土进行浇筑的过程中，最常见的流程是先进行全方位的逐层浇筑，以保障每一层都能够得到均匀的浇筑。一般说来，施工人员会在完成第一层的全面浇筑以后才对第二层的混凝土进行浇筑。如此一来，就可以确保上一层的混凝土有足够长的时间进行初步凝固。这种全面划分层次、有步骤地逐层浇筑的流程能够普遍适用于平面尺寸比较有限的项目之中。当然，具体的浇筑顺序应当按照工程的实际情况来确定。

图1 全面分层

4.2 分段分层，从底层开始逐一浇筑

从建筑工程中大体积混凝土浇筑施工技术的实际情况上看，分段分层也是极为常见的一种操作方式。具体说来，该浇筑方式是从底层开始并逐步展开，接着再浇筑第二层，如此一来便可以充分保障其他各个层次均能够得到有效的浇筑。另外，因为分段分层导致的混凝土层次数量较多，所以通常在浇筑到最顶层后，施工人员往往会根据第一层，也就是最底层的初凝情况判断是否需要从第二层进行浇筑。这种分段分层、由下往上的浇筑方式普遍适用于单位时间内要求供应的量比较少的混凝土项目工程，或者是混凝土长度或面积比较大但是结构物的厚度不算太大的施工工程之中。

4.3 倾斜分层浇筑，匀称振捣混凝土

在对大体积混凝土进行倾斜分层浇筑时，施工人员需要确保斜面的坡度不能超过三分之一。一般而言，倾斜分层浇筑的方式普遍适用于在混凝土结构长度与厚度的比例保持在3∶1的情况下，并且常规的步骤是从下往上地逐步进行浇筑。另外，在振捣混凝土的过程中，施工人员同样需要遵循倾斜条件下对混凝土进行分层浇筑的各项原则和要求，通过按照实际情况分别放置振捣器，从而保障大体积混凝土能够得到最为充分和均匀的振捣，达到提升混凝土密实程度的目标。

5 结 语

综上所述，大体积混凝土浇筑施工在建筑工程领域应用十分广泛，但在施工过程中也面临着各种各样的问题，例如，裂缝的防治等。因此对于相关技术的研究应该受到建筑工程行业的重视。在大体积混凝土浇筑施工过程中，要从各方面入手，科学合理地规划施工进程，保证施工安全，强调后期养护工作。就这样才能够最大限度的保证施工的安全，进而保证整体施工的质量。