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摘 要: 在土木工程施工中应用大体积混凝土结构施工技术,有助于减少材料用量,控制施工成本,缩减施工周期,所以目前此施工技术在土木
工程中得到广泛应用。本文主要对大体积混凝土结构施工技术进行概述,分析此技术在土木工程中应用的优势,并结合具体工程案例,讨论在土
木工程中使用大体积混凝土结构施工技术的实践要点,以便为相关技术人员提供一定参考。
关键词: 土木工程;大体积混凝土;施工技术
引言
在建筑领域不断发展过程中,土木工程施工技术日渐完善与成熟,同时土木工程的复杂性更高,为保证施工质量,往往会使
用大体积混凝土结构施工技术 。此施工技术应用难度大,且其应用效果会直接影响土木工程质量,所以需要施工单位对大体积混
凝土结构施工技术加深认识,并结合工程实际情况,把握好技术应用要点,充分发挥技术优势,达到预期施工目标,促进整体施
工质量及效率提升。
1 大体积混凝土结构施工技术概述
大体积混凝土施工技术主要指混凝土结构最小尺寸不小于 2m 或者一次浇筑量超过 1 0 0 0m 3,同时在混凝土浇筑中要采取温控
措施的混凝土施工技术 。在大体积混凝土结构施工技术应用中,施工面积以及浇筑量较大,而且在混凝土浇筑期间,因其会和水
发生反应并释放大量热量产生水化热,由此使混凝土结构内部和外部有较大温差,若结构内部水化热温度高于标准范围,将使混
凝土结构发生收缩裂缝 [1 ]。而若水化热所产温度值和外界温度有过大偏差,将进一步加剧裂缝问题,因此在该施工技术应用中,
需要技术人员高度关注水化热释放热量的情况 。在应用此施工技术时,要高度关注混凝土浇筑工作,保证连续浇筑,若浇筑期间
中断,将在后期引发裂缝问题 。此外,应在此施工技术应用中合理选择施工材料,并严格依据有关标准设置配合比,以最大程度
减少大体积混凝土结构施工中的水化热问题。
2 土木工程中大体积混凝土结构施工技术优势
相比于普通混凝土结构,大体积混凝土结构施工技术具有工程条件复杂、结构厚、体积大、技术要求高、混凝土用量多等特点,
特别在地质条件相对复杂的区域,高层或者是超高层建筑中经常会选择筏板基础 。和复杂地基处理成本相比,应用大体积混凝土
结构施工技术可有效减少工程投资,缩减工期,促进整体施工效益提升 [2]。
在土木工程施工中,大体积混凝土结构施工技术属于一项关键技术,技术应用效果直接影响土木工程建筑质量 。在土木工程
中应用大体积混凝土结构时易受到外界因素影响,发生裂缝问题,特别在潮湿环境下,裂缝问题将进一步加剧,威胁施工质量及
安全,甚至还会影响人们的生命安全 。所以,需要在大体积混凝土结构施工中把握技术要点,保证施工质量,促进建筑行业可持
续发展。
3 土木工程中应用大体积混凝土结构施工技术实践
3.1 工程概述
某超高层建筑工程为地下 4 层、地上 39 层,设计为钢筋混凝土框架 - 核心筒结构,采用筏板基础,底板厚度平均> 1m,厚
度最大值为 2.55m。
3.2 选择施工材料
该工程在应用大体积混凝土结构施工技术时,在水泥材料进场时,主要由总包对水泥品种、出厂日期、包装或者散装仓号、
强度等级等展开全面检查,复检其凝结时间、安定性、强度、水化热性能和其他性能指标等。检查的目的是保证所用粒化高炉矿
渣粉、粉煤灰、骨料等质量均达到国家现行标准,外加剂应用技术和材料质量都达到现行国家标准。在骨料选择中,主要要求
骨料表面无杂质,洁净度良好,主要选择中砂,使用粒径较大的碎石与卵石,同时严格控制砂子以及石子含泥量,石子含泥量
≤ 1%,砂子含泥量≤ 3% [3]。此外该工程还着重选择细度好、质量优的粉煤灰,并在配合比设计中合理控制粉煤灰掺入量,使之
保持在 15%~20% 区间。
3.3 优化设计混凝土配合比
该工程在应用大体积混凝土结构施工技术期间,还优化设计混凝土配合比,以确保在混凝土强度和流动性达标基础上,最大
程度减少单方用水量以及水泥用量,有效控制混凝土绝热温升。因为单方用水量和干缩成正比关系,用水量越大干缩就越大,通
常每增加 1% 的用水量,就会使干缩率上升约 2%~3% [4]。所以,此工程为便于施工操作并确保振捣密实,主要设计使用坍落度较
小的混凝土,以有效控制用水量,尽量减少后期出现泌水、离析等情况。
3.4 混凝土浇筑与振捣
在该工程中使用大体积混凝土结构施工技术时,混凝土浇筑属于关键要点,为控制施工质量,主要采取以下控制措施:①选
择清洁的模具,在混凝土浇筑之前全面清理模具中的杂物;②先对钢筋隐蔽工程进行自检,确保质量合格之后由监理验收,确认
合格再进行下一工序施工;③在混凝土浇筑中,直接通过泵送管道将混凝土输送至浇筑点位,而且在敷设混凝土泵送管道时,主
要选择最短路线,保证弯道最少,确保接头连接紧密,同时在混凝土浇筑中保证连续浇筑;④以分层、斜面浇筑方式进行浇筑作业,
土木工程中大体积混凝土结构施工技术
杨三林 / 甘肃省交通工程建设监理有限公司 甘肃兰州 730000
摘 要: 在土木工程施工中应用大体积混凝土结构施工技术,有助于减少材料用量,控制施工成本,缩减施工周期,所以目前此施工技术在土木
工程中得到广泛应用。本文主要对大体积混凝土结构施工技术进行概述,分析此技术在土木工程中应用的优势,并结合具体工程案例,讨论在土
木工程中使用大体积混凝土结构施工技术的实践要点,以便为相关技术人员提供一定参考。
关键词: 土木工程;大体积混凝土;施工技术
2023.10 | 11
建筑信息模型
并分层振捣 。该工程的分层浇筑厚度约为 4 0 cm,混凝土斜面中合理分布振捣点,并对振捣时间、移动间断进行严格控制,安排专
人操作,并专门组织工作人员负责施工指挥和监督控制。
在混凝土振捣过程中,对混凝土接搓时间采取有效的控制措施,保证其不高于混凝土初凝时间,着重针对分层结合点位强化
振捣作业 。此工程施工中,在浇筑上层混凝土过程中,要求把振捣棒插到下层混凝土内部,插入深度为 5 ~ 1 0 cm,从而使两层
接缝消除,保证上、下层结合紧密 [5]。在混凝土振捣期间,加强动态观察,及时撇除面层浮浆,并将其推到相邻点位混凝土底层,
从而有效控制面层浆体厚度,最大程度降低混凝土塑性裂缝出现概率 。该工程在混凝土结构施工中,还在完成混凝土浇筑作业后
趁其未初凝展开二次振捣,从而使混凝土由于泌水在水平钢筋以及粗集料下方所生成的空隙和水分全面排除,使钢筋和混凝土之
间具有更强的握裹力,以防后续由于混凝土沉降而发生裂缝,尽量使混凝土结构当中的微裂减小,提升混凝土结构的密实度 。这
一措施能使混凝土其抗压强度上升约 1 0%~ 2 0%,由此使混凝土具有更强的抗裂性 。在二次振捣过程中,要求作业人员垂直插入高
频振动棒,均匀、交错的布局插点,保证快插慢拔,在下一层混凝土尚未初凝之前浇筑上一层混凝土,振捣时按要求插入下一层,
控制好插入深度 。每一插点在通过振动棒进行振捣操作时,持续时间的标准为表面呈水平状 、有水泥浆出现且不再产生气泡 、无
明显沉落 。由于混凝土不容易振实,若保持过长的振捣时间,容易导致离析,在该工程中完成混凝土浇筑作业约 4 5mi n 之后展开
二次振捣 。该工程在筏板基础混凝土施工中,通过进行二次振捣,有效提升了混凝土结构的抗裂性能,施工结束直至竣工验收未
在结构中发现有害裂缝。
3.5 控制混凝土成型时温度
该工程在大体积混凝土浇筑施工中,为有效控制温度应力,以防因温差造成结构开裂,还重点采取有效的温度控制措施,主
要控制内容包括:①合理控制混凝土最大温升以及最高温度;②合理控制混凝土结构内部温度梯度,尽量使温降以及温度分布均匀;
③尽量使混凝土结构内部的温度变化情况和预想的发展趋势相符。
此工程为达到温度控制目的,并准确判别温控效果,主要采取三大温差控制措施,分别是温度裂缝、上下温差以及基础温差,
同时将其当做温控标准。为有效控制混凝土成形时的温度,该工程主要采取以下控制措施:①在混凝土浇筑过程中尽量降低入模
温度;②浇筑作业避开高温时段;③尽量不用新出厂水泥;④施工现场的水泥均落实遮阳降温措施;⑤以喷水的方式使集料冷却;
⑥在拌和水中加入新抽深井水,以降低水的温度,亦或在拌和水内加入适量碎冰,以控制拌和水温度;⑦混凝土生产以及浇筑施
工中,对配料泵送、运送和其他装备采取冷却或遮阳处理措施。
该工程主要在 5 月进行筏板基础的混凝土浇筑作业,因为中午温度相对较高,经综合考量,决定通过 4 台输送泵同步浇筑混
凝土,而且在每一个混凝土布料点都设置三个振捣棒。施工实践中,第 1 天约下午 5 点开始浇筑作业,一直到第 3 天上午 10 点
完成浇筑,共用一个白天和两个夜晚,只经历一个中午时段。此该工程还要求供应商在混凝土配置及输送期间采取有效的温控措施。
3.6 混凝土结构养护
在完成混凝土浇筑作业之后,需及时采取浇水降温措施,或将遮阳布包括于钢模外,同时要覆盖结构表面,采取保温保湿养
护措施。如果气温超过 10℃,早期养护中以补水措施为主,定时在蓄水物中注水,使其保持湿润状,养护时间应≥ 14d,条件允
许可适当延长养护时间,保证早期水化质量。如果气温偏低,如小于 5℃,应采取封闭式养护措施,控制养护时间在 28d 及以上,
而且养护温度不能比混凝土外加剂要求的最低使用温度更低。如果环境温度小于 -5℃,可在结构上方覆盖棉被,以达到保温效果。
混凝土浇筑结束后,要在 12h 以内采取养护措施,而且混凝土强度没有达到设计值 40% 之前,任何人不能在上方行走以及安装模
板支架等,严禁在上方做出任何劈打或冲击性操作。
在混凝土结构拆模之后,要及时在混凝土表面上方覆盖塑料布等材料,覆盖养护时间应≥ 14d。在炎热以及寒冷季节,需合
理采取隔热及保温措施,确保混凝土表层和环境、表层和内部温差在 20℃以内。结合本工程施工要求及所处季节,在混凝土结构
养护中主要选择保温法,结合温度监测信息,在上方覆盖一层塑料薄膜用于保湿,同时铺设麻袋用于保温,控制最大温差不超过
25℃。
3.7 后浇带设置与处理
该工程在大体积混凝土结构施工中,采取分缝分块的方式以有效降低约束作用,并合理缩减约束范围。与此同时,还通过浇
筑块层面达到散热目的,有效控制混凝土内部结构温度。
同时,该工程要求后浇带处理达到预埋螺栓、钢筋绑扎等工序需求,而且接缝处理必须达到防渗漏水标准。通常情况下,如
果设计方案没有明确规定后浇带设置以及处理间距,主要保持在 20~30m,同时缝隙宽度在 1m 左右,完成后浇带设置工作约 40d
后即可封闭,若在冬季施工,封闭时间可适当延长 [6]。在后浇带封闭之前,需要先认真凿毛,严格依据设计要求连接钢筋,随后
在缝隙内灌注补偿收缩混凝土,或者将膨胀剂掺入普通混凝土中进行灌注,控制好密实度。在该工程筏板基础施工中,结构主要
为长方形,长度和宽度分别为 71、30m,根据现场实际情况,并参考设计要求,决定将两条后浇带设置于平行短边的方向,后浇
带形成 45d 之后采取封闭处理措施。
3.8 混凝土温度监测
在混凝土温度监测中,主要是监测混凝土入模温度、出罐温度以及结构内部温度等。具体是在混凝土浇筑期间,每间隔 4h 对
原材料温度进行一次测量,而每间隔 2h 对混凝土出罐温度以及入模温度进行测量,同步采取有效的温控措施,保证入模温度在
16℃及以下。在监测混凝土结构内部温度时,主要结合筏板基础尺寸、形状以及标高,合理布设测温点,每个测温点都预埋钢管,
穿入结构中部和底部,由此对混凝土的面层、中部还有底部分别进行温度测量与记录。该工程在完成混凝土浇筑作业之后 4h 开始
测温,前 4d 每间隔 2h 测一次温;从第 5d 到第 8d,每间隔 4h 测一次温;而从第 9d 开始每间隔 12h 测温一次,一直到第 14d 结束。
同时,结合温度测试记录结果和水化热预测数据,在结构内外温度差值超过 25℃情况下落实有效的温控措施:①在混凝土结
构有较大的体积但是表面积比较小情况下,主要将管道预埋在结构内部,利用循环水促进混凝土内部温度下降;②若施工时处于
夏季,需在混凝土拌制过程中使用冷水或冰水,从而使混凝土入模温度下降;③若施工时处于冬季,需要在混凝土结构表面覆盖
双覆塑苯板或草苫,避免表面热量散发过快;④若在施工中选择砖胎膜,需要在浇筑混凝土之前通过素土虚填胎膜,以达到保温
12 | CHINA HOUSING FACILITIES
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效果,同时能使砖胎膜增强对混凝土侧压力的抵御能力,以防发生胀膜问题。
总体来说,在大体积混凝土结构施工中进行温度监测,主要能够对混凝土结构温度达到温控标准的情况进行检查,明确温控
措施的有效性,在此期间要做好温控临测以及管理工作,对所有监测数据均要做详实的记录 。通常在温度监测过程中,会预先将
测温仪器预埋在混凝土结构中,从而对混凝土结构各点位温度变化情况进行测量,同步对不同时期所表现出的温度特性进行检验。
通过温度监测,若发现温控措施未达到预期效果、不符合温控标准,需及时落实补救措施 。在该工程中,筏板基础共设置 9 个温
度检测点,采取的温控措施合理,温度监测期间温差始终在 25℃以下。
3.9 填补细石混凝土
在大体积混凝土结构施工期间,如果有露筋较深或者蜂窝严重情况,应将周边突出骨料颗粒以及密实度欠佳的混凝土去除掉,
通过清水刷净,使其保持湿润状,随后填补细石混凝土,振捣密实,此环节所用混凝土的强度等级应比原强度等级高一级。在孔
洞补强中,可以施工缝处理方法对旧混凝土表面进行处理,凿掉孔洞部位比较疏松的混凝土以及突出的石子,注意将孔洞顶部凿
为斜面,以防发生死角,用水刷干净之后,使其保持湿润状,72h 后填补细石混凝土。在该工程施工中,混凝土结构有少量较严
重的蜂窝,也有部分露筋较深部位,均按照上述方法处理,之后在竣工验收时未发现新旧混凝土接触面有裂缝出现。
3.10 加强施工工艺控制
其一,由于该工程施工中混凝土体积比较大,而且配筋数量较少,所以以分层浇筑方式作业,控制每层厚度约 30cm。首层浇
筑结束后,初凝之前进行第二层浇筑。其二,竖向混凝土结构浇筑之前,先于底部填入水泥砂浆,其成分和混凝土当中的砂浆成
分一致。其三,振捣过程中要控制振动棒移动间距在 40cm 以内,而且振捣时间应在 15~30 s 区间。其四,浇筑期间要避免出现
离析情况,如果浇筑高度在 3m 以上,要通过溜槽、串筒促使混凝土下沉。其五,对于上下层台面结合部位,需要设置拉结筋,由
此使上、下层紧密连接,同时施工中按照施工缝予以处理。其六,合理控制拆模时间,防止结构表面出现急剧温度梯度。
结语
大体积混凝土结构施工技术在土木工程施工中广泛应用,技术应用效果直接影响土木工程施工质量。所以,相关施工单位要
准确把握技术准则,并在大体积混凝土结构施工中控制好技术应用要点,结合工程实际情况优化选择施工材料,科学设计配合比,
把控混凝土浇筑及振捣质量,合理控制成型温度,做好养护工作,并科学设置及处理后浇带,动态监测混凝土温度,规范填补细
石混凝土,并在施工中加强施工工艺控制。
参考文献
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[6] 钱久贤 . 建筑筏基大体积混凝土施工技术要点及裂缝控制 [J]. 四川水泥 ,2020(11):55-56
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