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摘要：我国经济社会的快速发展带动了建筑行业的迅速改革，同时也间接提升了对建筑质量和建筑标准以及建筑管理整体要求。混凝土作为建筑施工材料的核心因素已经成为推动我国土木工程事业快速发展的一种有效力量。对建筑工程的整体来说，结构是基础条件，同时，由于建筑工程的建设高度以及规模不断增加，在建筑工程施工中涉及的大体积混凝土结构施工越来越多。不过，在大体积混凝土的施工过程中，若是采用的施工技术不恰当或者是养护工作不到位，极易导致大体积混凝土出现裂缝问题，从而严重影响建筑工程的质量以及耐久性能，对于建筑工程使用的安全性带来不利影响。因此，在开展大体积混凝土施工过程中，技术人员应当全面了解大体积混凝土的特点，掌握大体积混凝土施工中导致裂缝的具体原因，才能采取有针对性的防治措施，有效改善大体积混凝土抗裂性能，确保大体积混凝土的施工质量进一步提升。本文主要就对土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术相关方面进行分析和探讨。
关键词：土木工程建筑；大体积混凝土结构；施工技术
1大体积混凝土结构的特点
所谓的大体积混凝土，实质上指的是混凝土结构物实体的最小几何尺寸大于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，这种混凝土一般在大型设备、高层楼房以及基础施工中应用的比较广泛。相比于普通的混凝土来说，大体积混凝土结构的特点主要表现在以下几个方面：（1）结构厚实，一般情况下浇筑结构最小几何尺寸会超过1m，并且浇筑量较大。（2）水泥水化热较大，相比于一般的混凝土来说，大体积混凝土更容易产生温度变形。（3）施工条件复杂，大体积混凝土一般是在基础工程中使用，常年处于地下，增加了施工难度，同时地下水会对大体积混凝土的强度产生影响。（4）施工技术要求高，相比于一般的混凝土来说，大体积混凝土受水泥水化热、混凝土自身的收缩以及外界气温变化的影响较大，因此施工时应采取有效的技术措施，如分层浇筑、保温保湿、骨料降温、冷水搅拌、减少水泥用量等方法，防止混凝土开裂。
2建筑工程大体积混凝土施工原则
2.1合理配备原则
在建筑工程中，混凝土施工是一个重要部分，所以要以试配的方式来确定混凝土的配合比，从而完成混凝土施工，不仅如此，在此过程中还要严格根据相关的设计规范进行，另外，还要注意水泥的使用量，按照以往的建筑经验，对水泥总量的使用有了一个基本的参考标准，为了避免混凝土施工出现裂缝的状况，保证混凝土结构质量，需要根据相关标准使用水泥，除此之外，合理配备构造钢筋在混凝土施工中也是十分重要的步骤，需要时刻保证钢筋的位置，由此提升施工质量。
2.2保温原则
为了确保建筑大体积混凝土施工更加科学、有效，在进行土木工程建筑大体积混凝土施工时，需要注意这两方面：①要对混凝土内外的温差和升温的峰值进行控制；②在计算温度应力和收缩应力时，要根据建筑的具体情况来进行。并且能够根据不同的模板运用相应的手段开展控温工作，由此保证大体积混凝土施工的顺利进行。
3大体积混凝土结构施工技术中的不足
3.1裂缝
裂缝是土木建筑工程中大体积混凝土结构常见的问题，其产生的因素较多，主要包括：①自然因素。地理环境会对大体积混凝土结构造成影响，导致地基出现横向位移、纵向下沉等现象，使得大体积混凝土的内部结构产生变化，最终导致地基变形；其次，温度是大体积混凝土结构出现裂缝的关键因素，当内外界温度差发生变化时，受热胀冷缩的影响其结构间的应力也会随之变化，进而使得裂缝问题频发；②水化热反应。大体积混凝土主要是由水泥构成的，结构较厚，其发生水热化反应时会释放大量热量且难以排出，从而导致出现裂缝现象；③结构自缩因素。在浇筑结束后，大体积混凝土结构内部的水分会逐渐蒸发，使得该结构收缩，此外在搅拌大体积混凝土时，若加入过多添加剂也会出现裂缝问题；④施工技术因素。大体积混凝土的搅拌、振捣时，若施工人员的技术水平存在不足也会导致出现裂缝等质量问题。
3.2泌水
泌水问题也是土木建筑施工中常出现的质量问题，影响着建筑质量。主要是由于在浇筑过程中，需采用分段或分层手段，此时在间隔时间中便会发生泌水现象，导致混凝土不同层面之间的黏连性变低，会降低大体积混凝土的承载力。
4大体积混凝土结构施工技术探讨
4.1优化工程设计
土木建筑工程中大体积混凝土结构的施工设计方案是开展施工工作的前提，因此，施工人员需不断优化工程设计方案，进而为顺利进行施工提供良好方向。首先，在工程设计前，事先对施工地点的周围环境进行调查，主要分析该地区的地理环境及自然气候条件，进而明确合适的建筑施工材料，为后续的设计与施工工作奠定基础；其次，设计师需要明确大体积混凝土结构施工技术的工艺工序以及相关施工环节需达到的标准等，并充分考虑大体积混凝土结构的影响因素，明确混凝土的设计强度范围，以降低实际施工环节中产生质量问题的几率。此外，在工程设计结束后，设计单位应组织专业的部门和团队等对设计进行反复研讨和完善，不断提高设计的质量。
4.2材料的选择和配比技术
要想有效降低土木建筑工程中大体积混凝土结构质量问题的发生率，就需要不断提高建筑材料的选择和配比技术，以全面提高材料的实用性。首先，在材料的选择上，由于大体积混凝土结构中的主要成分是水泥，因此，就需要选择高质量的水泥，并对已选水泥进行水化热反应和强度的试验，为提高工程质量提供良好的基础。在选择辅料时，尽量选择中砂和连续级配以及合适的添加剂等，并根据实际施工需要严格控制好各种材料所需的量；其次，在进行材料的配比时，施工人员要事先经过多次配比试验制定出更加合适的配比方案，减少水泥的使用量，并合理控制添加剂的使用，从而降低裂缝问题的发生率。
1大体积混凝土的整体设计原理
4.3搅拌技术
大体积混凝土的搅拌技术也是影响其施工质量的重要环节，因此，施工人员需要实施合适的搅拌技术来增强大体积混凝土的实用性。首先应制定完善的搅拌方案，明确搅拌流程、材料的投放量、投放顺序等，并严格规范不同材料的搅拌时间，进而提高搅拌的技术水平；其次，在开始进行搅拌时，工作人员应根据实际需要选择合适的搅拌设备，确保器械的高效运转。此外，工作人员还需注意在每次投放搅拌建筑材料前，将搅拌设备中残留的水泥等杂物清理干净，避免影响材料本身的质量，以提升材料的抗裂性能和强度。
4.4浇筑技术
在进行大体积混凝土的浇筑工作时，施工人员首先应做好现场的调查工作，例如对现场混凝土进行塌落度等方面的监控与检测，以及时发现需要调整的地方。由于大体积混凝土结构的浇筑是需要分段或分层进行的，因此在实际的浇筑过程中，施工人员需要严格按照施工方案展开工作，并确定合理的浇筑顺序。分段或分层浇筑时，施工人员需严格控制好层面间的施工间隔时间，避免大体积混凝土出现泌水问题，以提高浇筑质量。
4.5温度应力控制技术
（1）减少水泥用量。由于大体积混凝土结构中裂缝问题出现主要是由于水泥水化热的影响，因此，在混凝土材料中适当的降低水泥材料使用量，能够有效的减少水泥水化热，从而避免发生内外温差过大问题，有效的控制温度应力，防止混凝土裂缝的出现。不过，在水泥掺加量减少时，会在一定程度上影响到混凝土的强度，因此，应当另外添加上其他材料，确保混凝土强度能够达到设计与标准要求。例如，可以掺加减水剂以及矿粉材料等，这样不仅确保了混凝土强度能够达到要求，同时还能确保混凝土的水化热明显降低。
（2）控制混凝土入模温度。因为在混凝土的浇筑施工过程中，其浇筑温度和外界环境有着极大关联性，要是浇筑时温度过高，则会导致混凝土水化过快，从而产生较大的温度应力。所以，在大体积混凝土浇筑过程中，要尽可能避开温度较高的时间段，尤其是尽量不要在夏季中午时间段实施混凝土浇筑作业。必要时可以采用冷水搅拌，从而有效的降低混凝土入模温度，防止发生温度应力过高的问题，有效避免混凝土裂缝的出现。
4.6大体积混凝土振捣技术
首先，在一般情况下，混凝土的坍落度为180mm，所以大多数采用的角度为1∶6。在实际的浇筑过程当中，对于地泵可以使用倒退的方式来对混凝土进行浇筑，泵口在与软管口相接之后可以采用左右交合的方式来使得混凝土的浇筑能够以顺利完成。其次，在振捣的过程中对于振捣方向要加以注意，需要保证振捣方向的垂直，如果钢筋密度比较大的话，振捣的方向应当变成倾斜。为了避免裂缝问题出现，应当在上层混凝土振捣的同时将振动棒插入到下层还没有初凝的混凝土以下50mm的深度。同时应当对振捣力度与速度进行合理的控制，振捣棒插入时要快，拔出时要慢，振捣时间宜为20~30秒左右，当混凝土表面不再显著下沉，不出现气泡，表面开始泛浆时应停止振捣。
4.7大体积混凝土的养护
在大体积混凝土浇筑完成之后，就需要进行混凝土的养护工作，对于大体积混凝土的湿度与温度加以关注。对于大体积混凝土需要做好保温工作，降低混凝土表面的热扩散，使得混凝土的表层与内部温差大大减少，以免混凝土表面有裂缝问题出现。在完成浇筑之后，可以使用麻袋或者是保湿性能比较好的覆盖物对其进行覆盖，使得热损失大大降低。如果是在冬季进行施工的话，就需要对混凝土的保温工作加以重视。一般情况下，需要在混凝土浇筑完成之后的12h内进行洒水养护。
5工程概况
某建筑工程总建筑面积23455.3m2，地下室3层，地上20层。基础形式为筏板基础，混凝土等级C40，抗渗P8；纯地下室部分筏板厚500mm，主楼地下室部分筏板厚1800mm，柱底设置下柱墩，筏板设有机械停车位、电梯基坑、集水坑等基坑，筏板整体浇筑，无后浇带。
5.1大体积混凝土浇筑
两台地泵分别停置在基坑东北角及东南角，布管至基坑内，采用布料机进行混凝土浇筑。为保证大体积混凝土浇筑不产生施工冷缝，所采用混凝土适当添加缓凝剂，保证混凝土初凝时间8～10h。
5.2浇筑顺序和控制原则
①主楼筏板厚度1800mm，尺寸为40.8m×30.8m，采用分层分段浇筑。②浇筑筏板顺序为从西往东、从北向南扩展。主楼筏板浇筑顺序为：一段一层→二段一层→一段二层→二段二层→一段三层→二段三层→主楼筏板浇筑完毕。每段每层浇筑厚度为600mm、混凝土方量176m3，每台地泵每小时浇筑量为60m3，共计两台地泵同时浇筑，用时约1.5h。③禁止施工冷缝的出现，间隙时间要严格控制，必须在混凝土初凝前继续浇筑。根据上述计算，混凝土从搅拌至到开始浇筑按1.5h计，每段每层混凝土浇筑时间按1.5h计，则每层新旧混凝土浇筑时间差为3h，下层混凝土从拌制到其上层开始浇筑，耗时为4.5h，未超过初凝时间8～10h。
5.3混凝土的振捣和收面
采用准50插入式振动器（最大振动半径为500mm）进行混凝土振捣，浇筑时振捣点成梅花状布置，间距为300mm。振动器振捣时振捣点要远离各种预埋管500mm左右进行振捣，严禁碰触预埋管和预埋测温器。混凝土收面应及时，且需分3次进行，第一次初平、第二次填补精平和第三次压光收面，分别应在混凝土浇筑完成时、根据标高、混凝土初凝前进行施工，在完成第三次压光收面后及时采用覆盖薄膜和麻袋对混凝土进行养护。
5.4温度监测
筏板混凝土温度监测能够得到其内部温度，从而掌握其内部温度变化和各温差波动情况，能够及时发现筏板混凝土内外温差是否超过25℃以指导养护工作，若超过则及时采用合理的养护措施，避免产生温度裂缝。
5.4.1测温方案
本工程采用电脑测温系统对大体积混凝土进行测温。混凝土浇筑前在钢筋上布置好热敏温度传感器测温，能及时掌握大体积混凝土内部温度变化规律及混凝土内部与外界的温差，根据温度变化调整养护措施。测温点应布设在有代表性的部位，在筏板中竖直埋设3个热敏温度传感器（一个测温点），分别埋入距底200mm，板中间及距混凝土表面100mm处。平面测温点布置横纵向间距不大于8000mm。
5.4.2测温时间及记录要求
测温时间要求如表2所示。
表2测温时间要求
测温时应随时做好下列记录：①各测点每次测温时间、温度值；②保温材料覆盖、去除时间；③浇水养护时间、恢复保温时间；④异常天气，雨、大风等发生时间；⑤测试结束后提交一份完整的测试数据。测温时，当板中间与距混凝土表面100mm处的温度差（即：混凝土内温度差）达到25℃时，测温人员应立即向项目部工程技术负责人反映，并及时采用蓄水降温措施（平时采用麻袋覆盖养护）。
结 语
综上所述，随着现代建筑规模日趋增大，同时建筑基础承受的荷载也越来越大，促进了大体积混凝土结构施工在现代建筑工程中的应用。为充分发挥大体积混凝土工程的作用，加强对现代建筑工程的大体积混凝土施工技术及其管理进行分析具有重要意义。
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论文作者:马瑞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期
论文发表时间:2018/6/19
标签：混凝土论文; 体积论文; 测温论文; 混凝土结构论文; 裂缝论文; 温度论文; 水化论文; 《基层建设》2018年第12期论文;