现代建筑工程中大体积混凝土施工实例分析
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摘要：大体积混凝土在建筑工程中得到了广泛的应用，在现代工程建设中，占有重要地位，工业与民用建筑中对大体积混凝土的需求越来越多，同时对其质量要求也越来越高。大体积混凝土的施工技术也不断地进行提高。目前在大体积施工过程之中最容易出现的质量通病就是结构的裂缝，结构裂缝给工程质量造成严重影响。因此，严格控制大体积混凝土的施工技术，有着至关重要的意义。本文结合工程实例对现代建筑工程中大体积混凝土施工技术进行分析。
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
前言
大体积混凝土是指混凝土结构实体最小几何尺寸不小于1m（sup）3(/sup)的大体量混凝土。近年来，随着建筑行业的迅速发展，大体积混凝土的应用越来越普遍。但由于大体积混凝土具有结构厚实、混凝土量大、工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高、水泥水化热较大（预计超过25℃）、易使结构物产生温度变形、易产生裂缝等特点，其如在施工过程中，未合理选择施工材料、未严格按照规范进行施工等，均易使大体积混凝土产生裂缝，严重时甚至影响到整个结构工程的施工质量。
一、大体积混凝土的简述
大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。它的施工特点主要体现在：①结构的体积较大，浇注后混凝土产生的水化热量大，并集聚在内部不易散发，从而形成内外较大的温差，引起较大的温差应力；②整体性要求较高，往往不允许留设施工缝，一般要求连续浇注。大体积混凝土的施工尤其在高层和超高层建筑中较为广泛，其基础工程大多数都属于大体积混凝土工程。如高层建筑的箱形基础、筏板基础、桩基厚大的承台等，都属于体积较大的混凝土工程。
二、大体积混凝土施工工艺
2.1 施工准备
2.1.1 施工器具
施工器具包括：耙子、扫把、白线、铝合金刮尺、尖锹、平锹、混凝土地泵插入式振捣器、平板振捣器、配电箱、塔吊、水泵等。
2.1.2 材料准备
（1）采用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。水泥应不结块，符合质量标准并有质保书和复验单。
（2）骨料在大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80 %～83 %。应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。砂子采用中砂，石子采用大粒径的卵石或碎石。砂子含泥量不得超过 3 %，石子含泥量不得超过 l %；粉煤灰在混凝土的配合比中以部分粉煤灰代替水泥，不仅可以改善混凝土的和易性有利于施工操作，而且对降低混凝土的水化热有益。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用；掺量一般以15%～20%为宜。
（3）水应用不含有害物质的洁净水。
（4）尽可能按设计和规范掺用外加剂，减少单位体积水泥用量，外加剂应有质保书和复验单，配制计量要正确。
2.1.3 技术准备
（1）浇筑混凝土前，预先与混凝土供应单位办理预拌混凝土委托单及浇灌申请，委托单的内容包括：混凝土强度等级、方量、坍落度、初凝终凝时间以及浇筑时间等。
（2）所有机具均应在浇筑混凝土前进行检查，同时配备专职技工，随时检修。
（3）在混凝土浇筑期间，要保证水、电、照明不中断。在现场准备一定数量的人工搅拌和振捣用工具，以防备临时停水停电，防止出现意外施工缝。
2.2 配合比的确定与优化
合理选择混凝土的配合比，通过理论计算和试配来确定合适的配合比，试配时应按设计强度提高，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热，坍落度控制在lcm～3cm 内。从实践经验看，水泥用量控制在450kg/m，是可以防止裂缝出现的。
2.3 混凝土拌制
因大体积混凝土有单方水泥用量少，需掺外加剂粉煤灰等特点，故混凝土的搅拌时间应延长，每槽搅拌时间30min。各种材料的投放量应准确，外加剂和粉煤灰由专人投放。
2.4 混凝土的浇筑
全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应保证第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适；分段分层。混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑；斜面分层。要求斜面的坡度不大于 1/3，适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。
2.5 混凝土的养护
大体积混凝土的养护主要有保湿和保温法。保湿的作用是使尚在混凝土强度发展阶段内，潮湿的条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝，另外可使水泥的水化顺利进行，提高混凝土的抗拉伸强度。为了确保混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，应在混凝上浇筑完毕后12h内加以覆盖浇水；保温是为了保持混凝土表面温度不至于过快散失，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。
三、工程实践
3.1 工程概况
本建筑物地下2层，裙房3层，主楼20层组成。建筑总高度为72.9m，总建筑面积为35195.2m2。工程结构形式为框剪结构，基础为筏板基础，混凝土体积约5500m3。混凝土为C45P12防水混凝土。
3.2 大体积混凝土配合比的选用
42.5 级普通水泥；Ⅱ级粉煤灰；中砂，MX＝2.5，级配合格；碎石粒径为 531.5，级配合格，针片状含量、含泥量合格；缓凝高效减水剂 NF，膨胀剂采用 HPE 低碱型混凝土膨胀剂。混凝土配合比经试配后作了适当调整，见表1。
表 1 C45P12 混凝土施工配合比 / kg
3.3 混凝土输送
根据该工程自身特点，考虑到基坑深达11.65m，纵向净70.5m，基础大体积采用泵送混凝土，首先优化配合比，掺入减水剂、保证混凝土出机和入仓时的质量要求。试验人员根据砂石的含水情况及时对施工配合比作相应调整，混凝土的拌制时间控制为60s，试验人员对混凝土坍落度和拌合温度必须严格控制。泵送现场实测混凝土坍落并保持在160mm～180mm之间；浇筑温度在6.7℃～8.6℃之间，混凝土工作性能良好。根据施工要求每小时向工地输送混凝土约60m3。为了在浇筑过程中不形成施工缝，混凝土初凝时间大于6h，整个浇筑任务在95 h内顺利完成。
3.4 混凝土浇筑
该工程的混凝土采用斜面分层法浇筑，每层的厚度不超过600mm，斜面坡度为混凝土振捣时自然流淌形成的坡度。混凝土的浇筑应连续进行、间歇时间尽量缩短，并不超过混凝土的初凝时间，次层混凝土应在前层混凝土初凝前浇筑完成。
3.5 混凝土振捣
该工程采用插入式振动棒振捣混凝土。根据混凝土泵送时自然流淌和振捣时形成的坡度，分前、中、后三段布置振动棒，前面为泵管出料口布置一台，中间布置一台，后面为坡脚处布置两台。振动棒作业时，为了使上下层相互结合，要使振动棒自然沉入混凝土且插入到下层尚未初凝的混凝土中 5.1m。为了保证混凝土均匀密实，应注意将振动棒上下抽动5.1m。
3.6 混凝土的养护
基础底板混凝土采用内降外保的养护工艺，当混凝土表面温度骤降时，启用内部降温系统。混凝土于终凝前开始收平表面后开始养护，并及时用塑料薄膜覆盖，再加盖双层草袋；为了避免混凝土因失水过快而产生干缩裂缝，对于塑料薄膜无法盖到的地方用三层湿草袋覆盖并经常保持湿润。由于该底板混凝土浇筑期在冬期施工阶段，考虑气温骤降、表面失水等不利影响，对基础底板表面的覆盖养护保持了28d以上。
3.7 混凝土施工缝处理方法
混凝土施工缝按设计要求需留置纵横二道后浇带，留置起来施工很困难，为了解决此矛盾，决定配制等强膨胀混凝土进行技术处理，并一次性浇筑，解决了混凝土由温度引起的内应力。
四、结束语
总之，大体积混凝土是现代建筑工程施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，合理安排施工工序，仔细落实每一个施工环节，即合理选择施工材料、优化混凝土配合比设计、优化混凝土的供应、严格大体积混凝土施工、注重温度监控与养护等，才可以确保混凝土的质量，取得满意的效果。