建筑工程大体积混凝土施工技术实例探讨

何健鹿

摘要: 在工程施工中大体积混凝土的施工是一项核心技术。其要求高、施工难度大，值得我们去深入推广研究。本文主要是结合工程实例探讨了大体积混凝土施工方案，以供同行借鉴。

关键词:建筑工程；大体积混凝土；施工；

中图分类号：TV544+.91

0、前言

在建筑工程中为了预防大体积混凝土不出现裂缝，不但要保证混凝土模板的强度挠度满足规范和设计要求，而且要对底板、墙体和顶板采取有效的保温措施，从而使大体积混凝土的施工质量得到有效的保障。

1、工程概况

某大体积混凝土施工工程中,其平面尺寸为25.8m×11.10m,高8.lm,底板厚1.2m,壁最厚处为2.4m ，顶板厚2.4m ,采用混凝土强度等级为C35。设计要求混凝土的密度大于2.4g/cm3,钢筋保护层35mm,施工养护期混凝土内外温度差控制不大于20℃,不允许有垂直施工缝。墙身及顶板均为大体积混凝土，施工时要求连续浇筑，振捣密实，不留直缝，不得有蜂窝麻面。

2、大体积混凝土的特点

大体积混凝土具有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土量大、工程制约因素复杂和施工技术要求高等特点。由于其截面尺寸较大，在浇筑混凝土后，水泥水化过程中产生大量水化热导致温度变化，与混凝土收缩及其它因素共同作用而产生温度应力和收缩应力，使混凝土容易产生裂缝。因此对于大体积混凝土，除要满足普通混凝土所要求的强度、稳定性等要求外，还特别要控制温度变形裂缝的出现和发展，以及由于混凝土收缩而产生的裂缝。

3、大体积混凝土施工工艺

3.１ 混凝土的施工措施

3.1.1 配合比的设计

本工程混凝土配合比要求满足如下条件:①密度大于2.4×103 Kg/ m3;②尽量减少混凝土硬化过程中水化热；③ 采用微膨胀混凝土，减少早期裂缝的发生。

为满足上述条件，配合比设计如下：

(1）水泥选用P.O 42.5级（低碱）水泥，因该水泥需水性和水化热较少，抗裂性好，比密度大。为防止早期水化热过高，掺10%Ⅱ级粉煤灰。

( 2）砂选用当地河砂，质量符合《 普通混凝土用砂质量标准及检验方法》 JGJ52 。

( 3）碎石选用某县碎石d=10～20mm ，质量符合《 普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53 。

( 4）外加剂选用建3B（减水，泵送复合型）。

掺合料选用HEA2;水为当地饮用水，PH 值不少于4；砂率40%；水灰比0.36 ；坍落度150mm，允许偏差士20mm ；初凝时间大于2h 以上；经过多次试验，每1m3 时混凝土的材料用量见表1 。

表1 每1 耐混凝土的材料用t ( kg )

水 水泥 砂 石子 Ⅱ级粉煤灰 HEA2 建3B

184 418 682.0 1025.0 43.8 44.0 3.5

3 . 1 . 2 混凝土的施工

主要要求：① 不能发生蜂窝麻面及裂缝；② 混凝土内及表面温差不超过20 ℃ ；③ 保证混凝土配合比的准确性，符合《 混凝土结构工程施工质量验收标准》 GB50204-2002 ；④ 不允许留垂直施工缝。

本工程配置四台JS500卧式强制式搅拌机,二台HP750电子自动计量配料机,二台HBT一60A 混凝土输送泵。在周边用笋Φ48×3.5 钢管搭设脚手架，架顶离室顶lm 高，混凝土通过输送泵送到脚手架上（底板混凝土浇筑除外）,再用串筒浇筑混凝土。在底板、墙及顶板采用薄层大斜坡一次到顶方式浇筑。振捣棒间距0.5m ，振捣时间20s,每层厚度0.5m,斜坡斜度1:6左右。因加速器室混凝土墙壁较高，在底板上300mm 处设凸型施工缝，在墙与顶板交接处设水平型施工缝，详见图1 。

图l 墙与顶板交接处设水平型施工缝示意图

3 . 2 模板结构设计

3 . 2 . 1 墙板模板结构的设计

主要计算各构件（模板、50mm×100mm木肋、2Φ48×3.5背楞及对拉螺栓）的强度和挠度，其墙体模板结构见图2。垂直度通过室内满堂红架子与室外双排架及支撑进行调整与控制。

图2 墙体模板结构图

混凝土顶板其侧模同墙侧模板，而内底模的设计除满足各构件的强度和挠度外，更主要的还要考虑保温的需要，其模板结构见图3 。

图3 混凝土顶板模板图

3 . 2 . 2 顶板支模钢管支撑设计

钢管选用Φ48×3.5 ，顶层钢管立杆与横杆的联接用双卡扣卡紧，抗滑力12kN／节点，则每m2的立杆数为八根，每根立杆承受轴向力9.82kN ，立杆按稳定性承载力计算，其平面布置图4 。

图4 顶板支模钢管支撑平面布置图

垂直支撑沿周边布置，并与已浇筑的混凝土壁顶牢。横杆步距＠1200mm，离地面200oomm 绑扫地杆，中部设水平支撑一道。

3 . 3 混凝土养护

为防止混凝土发生裂缝，其养护工作是非常重要的，本工程主要采用保温法，确保混凝土内外温差不超过20 ℃ 。该工程施工正临十月份，大气平均气温22℃,大气最高温度29℃,当时混凝土人模温度为27 ℃ 。

(l）混凝土最高温度。混凝土最高温度Tmax ，按下式计算：

Tmax=T0 + W/10 + F/50

式中，T0 为混凝土人模温度；w 为1m3混凝土水泥用量（含HEAZ ); F为每1m3混凝土粉煤灰用量。

由表1 条件，计算得到，Tmax=74.1℃ 。

(2）混凝土顶板保温。由混凝土顶板厚h = 2400mm ，上铺二层塑料布厚占。δ塑＝2×0.001m ，λ塑＝0.2W/m•K ；中间夹两层草帘子，δ草=0.05×2＝0.10m ，λ草=0.05W/ m• K ，空气层传热系数召，βq＝23W/m2，混凝土导热系数λ＝2.33W/m•K，大气平均气温Tq = 22 ℃ ，大气最高气温29 ℃ 等条件，计算得到：

混凝土顶板表面温度Tb(t)=64℃ 。

混凝土顶板内外温差：

74.1-64=10.1(℃)<20℃（设计要求）,符合要求。

(3）混凝土顶板底面的保温。顶板δ木=5mm 木板及l00mm×100mm 的密铺木方，总厚度δ木＝150mm ，λ木＝0.23w /m•K,可以得到混凝土表面温Tb（t ) = 55℃。混凝土顶板底面内表温度差：

74.1-55=19.1(℃)<20 ℃ ，符合要求。

(4）混凝土侧墙保温。根据混凝土侧墙厚h=2.4m，λ＝2.33W/m•K ，保温层竹胶板一层δ竹＝12mm，λ竹＝0.23W/m•K，二层塑料布δ塑＝0.002m,λ塑＝0.2W/m•K ，麻袋片λ麻＝0.05W/m•K 。混凝土内最高温度Tmax =74.1℃ ，室外平均气温Tq=22℃ ，可计算麻袋布厚度。

混凝土侧墙表面温度：

Tb=Tmax - 20℃＝74.1-20= 54.7（℃）。

由文献[5]，最后确定选用45 mm厚麻袋覆盖。

(5）棍凝土底板的保温。同顶板,二层塑料布，中间夹二层草帘子。3.4 大体积混凝土的测温

混凝土测温由专人负责,7d 前每30min 一次，8～14d 每隔lh 一次，15～30d 每隔2h 一次。

以顶板为例，本工程顶板2004 年10 月1 日浇筑混凝土，10 月3 日早5 :30 完成，测的温度是：10月3 日下午先浇筑的混凝土最高温度达到72℃,表面温度53℃相差19℃。3d后混凝土最高温度达到77℃（计算74 .1℃）,表面温度62℃相差15℃。施工期间顶板、底板、侧墙混凝土内外温差均末有超过20 ℃ ，所以未采用其他措施。10 月8 日下午开始降温，每天降07℃/d 。为保证混凝土不裂纹，模板一个月拆模，最终质量符合设计与规范要求。

4、结束语

综上所述，大体积混凝土的施工技术是一项多样化的系统工程，它涉及到方方面面。所以我们必须要采取科学创新手段来务实工作，以期提高企业经济效益，建造优质工程。

参考文献

[1]JGJ13o-ZoolJ 斜一2001,建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程[s]

[2] 混凝土结构施工及验收规范[Ｓ]

[3] 秦惠民叶青政深基础施工实例[M]. 北京：中国建筑工业出版社．1992

[4]杨明信等高层建筑施工手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1992.

[5]江正荣建筑施工计算手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2001

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。