土木工程大体积混凝土浇注施工控制技术分析

曹广艳

【摘要】土木工程中大体积混凝土的应用较为普遍，但混凝土受温度应力的影响容易发生开裂问题，所以必须重视大体积混凝土浇注施工控制。本文阐述了大体积混凝土内涵及特点，并围绕着大体积混凝土，从配合比、浇注、温度测算与养护方面重点研究了施工控制技术。

【关键词】土木工程;大体积混凝土;浇注施工;控制技术

【中图分类号】TU37

【文献标识码】A

【文章编号】1671-3362（2020）08-0114-02

1.大体积混凝土内涵及特点

根据《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009相关规定，混凝土结构物的实体最小尺寸>1m混凝土，或是由混凝土自身胶凝材料水化效应而产生的温度变化与收缩，从而出现开裂的混凝土，都属于大体积混凝土[1]。

与普通混凝土对比，大体积混凝土的突出性特点是体积大，其结构实体尺寸>1m。大体积混凝土在土木工程中的实践应用，工程条件比较复杂，对原材料有着严格要求，而且浇注施工技术直接影响着土建工程质量，特别是连续性混凝土浇注，如果不能保证连续性，就容易发生缝隙而造成大体积混凝土浇注质量不佳。与此同时，大体积混凝土受水化热效应的影响，混凝土内部就会出现大量热量，而又不能及时地散发，就会造成混凝土的内外部温度差比较大，从而引发混凝土开裂现象，严重影响混凝土质量[2]。此外，大体积混凝土对后期养护的要求比较严格。

2.大体积混凝土浇注施工控制分析

2.1编制科学、可行的施工专项方案

根据国家相关标准规范要求和《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》完成施工专项方案编制。而施工专项方案需要包含下述几个方面：（1）叙述土木工程基本情况与特点，以及施工平面布置等;（2）收集与整理现行法规、规范标准文件与施工图纸等;（3）结合工程具体状况动态调整施工进度计划方案、原材料与配合比设计（通过试验确定）等;（4）选择先进施工工艺与施工技术，规范编制模板与支撑的安装拆除、混凝土搅拌、浇注与温度控制以及养护等施工方案;（5）安排专业安全员负责施工安全措施的有效编制，并展开实地验证，做好组织与技术保障。

2.2混凝土配合比控制

综合分析与研究水泥水化热效应，根据《大体积混凝土施工规范》（GB50486）有关规定，因为施工环境的不同，所以混凝土配合比必须进行多次试验调整，从而确定最佳的混凝土配合比，有效控制大体积混凝土因内部与外部温度差而出现的开裂、变形问题。（1）在选用水泥材料时应考虑水化热效应，并掺入适量的粉煤灰，而掺合料中水泥用量需要控制在25%至60%以内;（2）科学控制石料含土量，优化骨料级配，适当增大骨料粒径。尤其是少筋混凝土，需要埋设大块石;（3）混合料拌和过程中要掺入外加剂，例如NIF复合机与JG3等，使混凝土凝结时间得以延长，有效控制坍落度，具体如下：①混合料拌和过程中应加冰或者是加入冰水，实现骨料的预冷;②拌和中水的用量应控制在175kg/m3，绝不可选择海水;③以胶凝材料用量为准，其中粉煤灰、矿渣粉的掺入用量需要控制在胶凝用量的40%、50%以内，同时粉煤灰与矿渣粉的总用量应控制在胶凝用量50%以内;④拌和料到浇注工作面的塌落度≥160mm。

2.3按标准规范浇注施工

大体积混凝土的体积相对偏大，且散热慢，所以必须根据《大体积混凝土施工规范》（GB50496）相关规定，以及工程现场具体情况进行施工，针对各试验段的相关数据进行监测和记录，然后结合试验数据严格控制原材料质量，并科学优化混凝土配合比，选择合理地施工方法，从而实现大体积混凝土浇注施工控制[3]。

大体积混凝土浇注方式主要包含全面分层、分段分层以及斜面分层，见图1。

从本质上分析，分层浇注指的是通过扩大浇注面积实现快速散热，当第一层混凝土达到初凝之前，进行第二层混凝土浇注及捣实，严格控制浇注层厚度（通过薄层浇注能够扩大散热面），一般分层浇注厚度需要控制在1.5m至2.0m之间。以斜面分层浇注为例，坡度≤1/3;以分段分层浇注为例，若是截面的面积是200m2之内，分段应控制在2段以内，且各段的面积>50m2，并选择蛇形方式预埋冷水管，从而实现混凝土温度的有效控制[4]。

插入式振动器的应用，需要严格贯彻“快插”、“慢拔”的基本原则，振捣时需要以振动棒上下略作为抽动，使混凝土上振下捣均匀、密实。根据混凝土浇注实际情况及时供应，并实时监测混凝土水化热效应情况。

大体积混凝土捣实施工，具体如下：（1）插入式振动器每一次的插入振捣时间需要控制在20s至30s以内，同时以混凝土无下沉、无气泡，以及开始番浆为准;（2）振捣的前后距离控制在30cm至50cm以内，避免漏振，同时每一次的距离应<作用半径1.5倍，通常作用半径是30cm至40cm ;（3）各層混凝土的浇注厚度需要控制在振动棒1.25倍以内，同时振捣上一层需插入下一层5cm至10cm，促进上层与下层混凝土的有效融合[5]。但需要注意一点，上层混凝土的振捣必须在下层混凝土初凝前开始;（4）振捣过程中避免触碰模板、钢筋与预埋件，其中模板边缘选择木锤进行敲击，钢筋位置选择铁钎进行捣实。

2.4混凝土温度测算

某土木工程大体积混凝土的厚度（h）是2.5m，混凝土导温系数（α）=0.1m2/d，水泥m=0.384d-1，浇注温度=25℃，外界气温=15℃，K=/T=0.75，求3d之后由于温度差而产生的混凝土内部温降。

注：初始温度差T是正，表明混凝土向外散热;初始温度差T是负，表明混凝土由外界吸热。

大体积混凝土的浇筑温度，具体见表1。

2.5混凝土养护

养护是提高大体积混凝土浇注质量的重要措施。针对大体积混凝土浇注施工，必须根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204）相关规定进行养护，具体如下：（1）在大体积混凝土养护时需要结合工程现场气候条件制定合理的控温措施，把混凝土外部与内部之间的温度差严格控制在25℃以内，避免混凝土因温度差而出现开裂问题;（2）若是混凝土的内外部温度差接近25℃，应该选用麻袋或者是塑料薄膜覆盖混凝土表面，实现保温处理。若是混凝土内外部温度差在20℃以内，则要拆除保温层。如果日间气温相对偏高，则要拆除保温层，促进混凝土散热，夜间再覆盖保温层;（3）混凝土拆模过程中必须实时监测其内外温度差，若是温度差在20℃以内，则需要埋设蛇形方式的冷却管，并通入冷水（主要为井水或者是山泉水）;（4）养护时间，高温期间混凝土湿润养护时间至少在28d以上。

3.总结

土木工程中大体积混凝土浇注施工控制，需要从混凝土配合比、规范浇注施工、温度控制以及养护等方面入手，同时结合工程实际情况科学优化与调整施工方案，从而切实保证大体积混凝土浇注质量。

参考文献

[1]史文玉.土建工程大体积混凝土温控措施及施工技术[J].山西建筑，2015，41（36）：87-88.

[2]黄馨.土木工程中大体积混凝土结构施工技术研究[J].工程技术研究，2019，4（02）：205-206.

[3]靳晓亮，蒋毅敏.土木施工中大体积混凝土裂缝成因及其防治措施分析[J].建筑技术开发，2018，45（17）：96-97.

[4]唐际宇，林忠和，陈勇辉.南宁华润中心东写字楼超厚底板大体积混凝土温度裂缝控制技术[J].重庆建筑，2018，17（04）：1.

[5]谢文光.土木项目中大体积混凝土结构的实施[J].佳木斯职业学院学报，2020，36（05）：261-262.

（作者单位：山西路桥房地产开发有限公司）