建筑工程大体积混凝土结构施工技术

文/陈凯明 广东省勃诚建设有限公司 广东韶关 512000

目前，我国的经济发展势头良好，人们的物质生活水平大幅提升，因此，人们对于生活、工作以及娱乐环境的要求越来越高，这客观上就对建筑行业的建筑施工提出了更高的要求。大体积混凝土施工技术在建筑工程施工中是一项极为重要的部分，虽然其应用在建筑工程中已有相当长的时间，施工技术逐渐趋于完美，但是仍存在一些问题，譬如混凝土裂缝控制。因此，就需要严格把控施工过程，保证施工质量，确保建筑工程项目整体的稳定性。

1、工程概况

某建筑工程是一座集商业和办公为一体的现代化建筑，建筑设计地下一层，地上裙楼为四层，共两座建筑，a座建筑设计为26层，b座建筑设计为31层，总建筑面积为76700余平方米。建筑结构设计为框式剪力墙结构，建筑设计负一层建设为停车场，并配备消防水池、水泵室、配电室以及发电室，四层裙楼计划为商业场所，五层及以上为办公场所。负一层建筑设计使用C40防渗混凝土，抗渗等级需要达到0.8Mpa，基础底板施工需要混凝土大约4000立方米。水泥按照设计要求计划使用矿渣硅酸盐水泥，标号525#，粗骨料使用粒径10～20mm的碎石，细骨料采用平均粒径0.5mm左右的中砂。

2、建筑工程大体积混凝土概述极其特点

2.1 建筑工大体积混凝土概述

《JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程》定义大体积混凝（mass concrete）土为：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土[1]。大体积混凝土与普通混凝土有所区别，主要是由于大体积混凝土中水泥水热化会释放热量，由于体积较大，其内部热量散失相对较慢，内外温差过大，就极易导致混凝土开裂，因此在大体积混凝土施工过程中需要采用相关的温度控制措施。

2.2 建筑工程大体积混凝土的特点

建筑工程大体积混凝土的特点主要表现为两个方面，其一是其体积大，按照《JGJ55-2000普通混凝土配合比设计规程》中规定，建筑工程大体积混凝土中最小的结构需要等于或大于1m。这就导致其施工过程中混凝土内部产生的热量很难散失，混凝土内外部温差大就会形成温差感应力，极易造成混凝土裂缝。其二是施工难度大，通常需要使用大体积混凝土结构施工的都是规模较大的工程，因此其质量要求极为严格。在本工程中，高层建筑中大体积混凝土结构通常都是承重结构，其重要性不言而喻，因此施工过程中质量要求就更加严格，这就造成了其施工难度相对较大。

2.3 建筑工程大体积混凝土产生裂缝的原因

建筑工程大体积混凝土施工产生的裂缝主要有贯穿裂缝、深层裂缝以及表面裂缝这三种情况。造成混凝土出现裂缝的主要因素课分为内部因素和外部因素，内部因素主要包括水泥水化热和混凝土干燥收缩，外部因素主要是外部其他约束条件的影响。下面具体进行分析：

2.3.1 水泥水化热

水泥在凝固过程中是一个缓慢释放热量的过程，在此过程中一克水泥大约会释放350～460J的热量，这些热量聚集在大体积混凝土内部难以得到散发。这就会导致大体积混凝土内部温度逐渐上升，一般会达到20～30℃，如果混凝土体量大，其温度甚至会更高。在进行完混凝土浇筑后的3～5天内，混凝土内部温度会逐渐上升，导致混凝土内外部形成较大的温差，降温过程中，混凝土内部就会对混凝土外部的收缩形成一种约束，导致混凝土表面会产生极大的拉应力。如果混凝土在初期的凝结强度不能有效的抵抗混凝土表面产生的拉应力时，就会导致混凝土产生裂缝。

2.3.2 干燥收缩

在混凝土凝固的过程中，有75%以上的水分需要蒸发，这个过程通常不会引起混凝土收缩，但是如果混凝土过干燥，从而形成吸附水脱水时，所造成的收缩会造成极为严重的影响。大体积混凝土的表面收缩较快，内部干燥收缩相对较慢，因此，表面的干燥收缩将受到内部干燥收缩的影响，这会在混凝土表面形成一种拉应力，从而会导致混凝土产生裂缝。

2.3.3 外部的约束条件

大体积混凝土结构在出现裂缝的过程中往往会受到外部的一些约束条件的影响。譬如，在大体积混凝土浇筑在地基或者老混凝土上时，若没有采取相应的隔离层之类的放松约束的措施，在混凝土冷却收缩时，受地基的影响，混凝土内部会产生巨大的拉应力，从而导致混凝土出现裂缝。此外，这种裂缝的出现往往在混凝土浇筑之后的2～3个月左右，甚至更长的时间内，而且这种形式的裂缝通常比较严重，甚至可能是贯穿裂缝，这会对工程整体的质量和稳定性造成极大的影响。

3、建筑工程大体积混凝土结构施工技术

3.1 大体积混凝土配置

大体积混凝土施工与普通混凝土施工一样，在施工之前都需要按照设计要求准备原材料。为了控制混凝土裂缝，通常都会选择水化热相对较低的混凝土，同时还需要加入一些粉煤灰和外加剂，这样水泥就不易结块，可以有效保证施工质量。骨料用量大致需要占到混凝土总体积的80%～83%，由于还需要加入外加剂，因此混合混凝土时使用的水也要符合使用标准，水中不能含有有害物质，以免影响外加剂的效果。需要注意的是各种材料的选用都需要严格保证其质量，针对水泥和外加剂都严格复查检验单，严格控制其用量。本工程中混凝土用料具体如下表1：

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3.2 大体积混土浇筑

大体积混凝土结构浇筑技术目前常用的主要有两种，分别是分层连续浇筑法、推移连续浇筑法，在施工过程中无论采用哪一种施工方式，都需要严格按照施工流程和要求进行施工，保证施工过程中不要出现缝隙，从而影响施工质量。被本工程中主要采用的是分层连续浇筑的施工方式，这种施工方式方便进行振捣，可以有效保证施工质量，同时还可以利用混凝土各个层面进行散热，降低因水泥水化热导致混凝土内部温度升高对混凝土质量造成的影响。施工过程中主要需要注意这几点，其一是对于混凝土表面的浮浆和松动的石子要进行彻底清除。让粗骨料均匀的漏出；其二是在进行下一层混凝土浇筑前，要将当前混凝土层表面冲洗干净，使其保持湿润的状态，但是必须确保没有积水；其三是如果采用的是非泵送和流动度相对较低的混凝土，进行下一层浇筑时，需要利用接浆的方式。

3.3 混凝土养护与测温

在完成混凝土浇筑后，需要做好测温工作，本工程中采用的是在混凝土内部埋设测温线的方式（如下图所示），通过对混凝土内部的温度进行实时监测，从而有针对性的采取一些养护措施。通常具体的养护措施主要分为两部分，一是进混凝土行外部保温，二是加快混凝土内部散热。混凝土外部保温主要是通过在混凝土表面覆盖草帘之类的东西，保证混凝土表面的温度不会过低，从而与混凝土内部温度形成较大的温度差；加快混凝土内部散热主要是通过在混凝土浇筑前埋设冷却水管道，在浇筑完成后利用水循环的方式，使混凝土内部产生的热量加快散失，保证混凝土表面和混凝土内部的温度差不超过20℃。

图1 混凝土测温线

结语：

综上所述，随着社会经济的发展，人们对于建筑的要求必然是越来越高的，因此，在建筑工程中采用大体积混凝土结构施工技术是必然的选择。但是鉴于其施工难度相对较高，因此在施工过程中需要严格管控，最大程度的避免出现混凝土裂缝，保证工程质量。在施工过程中从施工前材料准备到施工过程中的技术选择，以及后期的养护与测温，都需要严格按照相关的流程执行，尤其在后期养护与测温过程中，要密切关注混凝土内部温度变化，发现异常情况，及时采取措施。