浅谈大体积混凝土结构的施工技术在建筑工程中的应用
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摘要：建筑项目中，占据空间较大的混凝土构造由于截面较大、消耗水泥多的原因，容易使水泥水化后产生的水化热温度出现改变，出现裂缝现象。文章通过对造成大体积混凝土自缩的因素进行分析，并结合工程实例探讨了大体积混凝土结构施工应采取的控制措施，以供同行参考。
关键词：建筑工程；大体积混凝土；混凝土加工；混凝土裂缝
中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0044-02
1 概述
建筑项目中，占据空间较大的混凝土构造由于截面较大、消耗水泥多的原因，从而使水泥水化后产生的水化热温度出现较大程度的改变，进而出现裂缝现象，无法保证工程质量。所以，当实施大量混凝土加工工作时，应该按照要求的施工标准进行实施，使工程质量得到保证。因为混凝土具有脆性的特点，因此，其结构发生各种裂缝很常见，甚至有时会因此造成无法预料的事故，所以改善大体积混凝土的自缩现象，是建筑工程中一项重要的工作。
2 造成大体积混凝土自缩的原因
自缩能力受水泥净浆的种类影响，其大小有所不同。铝酸盐水泥和早强水泥的自缩值较大，而中热、低热水泥的自缩值较小，矿渣水泥后期的自缩值较大（21d龄期时的自缩值大于普通水泥的自缩值）。水泥的细度对自缩值也起一定的作用，较细的水泥在早期表现出较大的自缩速度。
某建筑为一幢综合楼，地下室分为两层，钢筋混凝土筏形基本底板有3.0m之厚，表面大小是52.80m×16.70m，承台所消耗的混凝土为2645m3。商住楼地下只有一层，底板为1.80m厚，耗用1201m3混凝土。地下车库的底板有1.0m厚，混凝土用量为853m3，底板中间部分设置了一条后浇带。承台混凝土强度是C30，抗渗级别为S6，一共需要混凝土4699m3。施工设计方法为：
（1）为保证相邻已有建筑的安全，先施工商住楼、车库基础，后施工主楼基础，这样承台施工由浅入深，同时也降低了商住楼、车库的基坑降水投资。
（2）主楼承台分两层施工，每层厚1.5m，商住楼承台一次性浇完，将Φ50冷却循环散热水管设置在承台的中心水平区域，在离承台底300m、延承台表面至上100m安置50垂直散热水管，利用内散外蓄的方法减小大体积混凝土的温升值，浇筑带分段时一次性达到标准要求。为了防止浇筑时出现冷缝现象，混凝土应该现拌现用。
3 大体积混凝土结构施工所采取的措施
随着高层建筑与大型设备基础的增多，大体积混凝土断面大，水泥用量多，水泥水化后释放的水化热会使混凝土产生较大的温度应力和收缩应力，导致混凝土产生表面裂缝和贯穿裂缝，影响结构的整体性、耐久性和抗渗性。常用的措施如下：
3.1 减小水泥水化热
充分利用混凝土的后期强度减少水泥用量，每立方混凝土每减少10kg水泥用量，混凝土水化温度将降低1℃。尽量选择粒径大且级配良好的粗集料，掺加粉煤灰等掺加料，掺减水剂。在不影响钢筋布置的情况下，掺和不超过总量20%的石块。在混凝土内部预埋冷却水管，通入循环冷却水带走热量。
3.2 降低混凝土入模温度
炎热季节应防止砂石等受到太阳的直射，也可以通过喷洒水雾或者冷气解决此问题；采用温度较低的冷水搅拌混凝土。确保模内通风环境，增加内部的散热速率；加入缓型减水剂，防止水化热聚集在一块。
浇筑时按照分层分块的要求，有效处理施工缝和后浇带，从而降低约束要求，减轻了水化热的聚集力度。对大体积混凝土基础，可在与岩石地基或混凝土垫层之间设置滑动层，如刷沥青、铺卷材等，以消除嵌固作用，释放约束力。
3.3 提升混凝土的极限拉伸强度
挑选优良的粗集料，并掌控好砂石中泥的比重，加入一定量的膨胀剂，振捣要密实。采用二次投料法加强早期养护。根据大体积混凝土形状，在容易出现裂缝的区域增加钢筋的配置，从而收缩应力。
3.4 混凝土振捣
与塑性坍塌和均质性关系最密切的就是混凝土的振捣工程。若振捣不充分，就会使其密实度以及强度不达标，同时导致塑性坍塌更为严重，有裂隙现象；若振捣超出一定界限，则会有许多浮浆存在于混凝土外表，使均质性能下降。所以，当混凝土外表存在许多浮浆，同时气泡不再产生，就说明振捣程度达标。
3.4.1 使用振捣棒时，掌握好“快插慢拔”的技巧，所插的点大小基本一致，且保持在振捣棒工作半径的1.5倍范围之内，插入深度超过5cm，所用时长为15～30s。结束振捣后，再将其加工平展，使其均质性有所增强。
3.4.2 混凝土开始凝固之前，实施二次振捣工作确保其更加密实，从而可以避免出现塑性坍塌裂隙现象。
3.4.3 在进行浇筑配筋密实性强的构造或是使用坍塌度较大的混凝土过程中，完成振捣后，出现离析现象很正常，这是因为外层的骨料使用量不够，增加自缩，导致裂缝。为了改善工程质量，在浇筑过程中保留某一厚度，结束后在外表洒固定量5～15mm瓜子片，开始第二回振捣，从而提高其均质性能。
3.5 严控地下室顶部混凝土的浇筑
混凝土的构成、均质性和初期不足的现象都直接受到其浇筑条件、先后次序、出料高度的影响，所以应给予一定的应对策略。
3.5.1 进行人力、物力的合理安排。人力应确保工程的正常进行，利用搅拌机掌握混凝土的使用。从它出料之后，必须保证利用最少的时间和运输次数送到使用工地。
3.5.2 工艺流程应实际可行。按照泵送混凝土的特征，遵循“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”原则。该方法可以有效地配合泵送工作，大大减少了输送混凝土的管道拆洗、加长的工序，增强了泵送工作能力，使其泌水清理简单化，缩短间隔时长。因为超厚大体积泵送混凝土外层存在较厚的水泥浆，应在浇筑完毕后多次滚压，使其密实，防止裂隙现象的出现。
3.5.3 在炎热气候条件下，混凝土入模时的温度不宜超过30℃。应避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40℃。宜安排在傍晚开始浇筑，不宜在早上浇筑，以免气温升到最高时加剧混凝土内部温升。
3.5.4 严禁雨雪天时进行混凝土浇筑工程，否则会改变其实际的配料比。
3.5.5 为了防止由于厚度较大，坍塌大，减弱混凝土的均质性，一般进行分层浇筑。在此过程中，上层的混凝土必须在下面的混凝土刚凝固之前就结束浇筑工作，不然两层之间就会产生很强的内部约束力，使混凝土紧密性减弱。浇筑变截面的过程中，很可能出现塑性坍塌的裂隙，所以刚开始必须浇筑比较深的区域，停止1～2小时之后，再进行比较薄的区域。
3.5.6 浇筑的过程中，混凝土的均质性能也受到其进料的高度作用，如果高度过高，很可能会出现混凝土的离析现象，使均质性能降低，所以一般都使用串筒或溜槽。
3.6 细部加工
3.6.1 收缩差会随着外墙和边柱的配筋比例差异而有所差别，其相连地方必须安装1～1.5mΦ10×200、伸入深度为20cm的钢筋，以避免出现应力聚集程度较大而造成纵向裂隙的问题。
3.6.2 因为底板配筋是以双向Φ25伸入基础梁一、二排主筋中间部分设计，这样就增加了底板以及柱节点部位板面混凝土保护层的厚度，所以为了避免有裂隙现象发生，可以将Φ8×200双向钢筋网片铺设在柱边1m范围之内。
3.6.3 对拉螺杆露出的部位，其全部外墙都要切除，采取ZY比例为10%的1∶2水泥砂浆进行严封；针对穿外墙的全部管路都要进行防水加工。
3.7 完善混凝土储热的养护工序
混凝土浇筑、振捣结束之后，需再起外层盖一张塑料薄膜，同时铺两层麻袋，并且按时洒水进行养护工作，防止其由于蒸发过快，降低了内外温度差。按照测得的实际温度，如果还有必要进行更强的保温工作，就应该适当地再加盖一些麻袋等。应该等到混凝土整体的温度与其外层温度相差不大的时候才可拆掉模板。因为应用的是循环水降低混凝土的温度方式和效果较好的保温策略，其内外温差保持在10℃以下，所以当去掉保温物料的时候，并没有裂隙现象的出现，并且其各种试验项目也都达到预期目标。在浇捣工作完毕后的28d，采取超声波仪进行检测，也没有检测出不良裂隙的存在，这些足以说明此项工程中的所有方案都是科学的，被大家认可的。
4 结语
简而言之，大体积混凝土被人们广泛地应用在大型建筑基础、桥梁、自来水清水池、沉淀池等工程建设中，所以，在施工过程中，应该特别注意掌握好其工作技巧，确保每项工作的有效性，从而达到建筑的项目要求。
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