大体积混凝土结构施工技术分析

陈翔

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)

在现代化技术的作用下，施工技术得到合理完善和优化，加快建筑行业发展脚步，但伴随着工程规模的逐渐扩大，显著提升了对施工的要求，需要施工团队结合业主要求和工程情况，做好技术交底工作，制定可行性较高的作业方案。运用大体积混凝土结构施工技术时，应保证前期技术工作有效落实，结合施工常见问题，采取合理化的技术运用措施，以此减少不必要的经济损失。

1 施工前期准备工作

大体积混凝土结构施工较为繁琐，需要重视前期准备工作，以此保障施工质量。实际工作中，遵守设计要求和施工标准，重点管控混凝土强度等级，仔细检查施工所需设备，保障设备运行性能正常。水电也属于施工重要元素，应提前准备与相关部门沟通，提高水电供给的稳定性，避免由于水电供给不足，延长作业时间或引发工程质量问题。同时，由于施工周期较长，加之每个季节温度气候变化明显，为避免出现各种各样的施工质量问题，施工团队应采取温度控制技术，防止裂缝的出现。此外，建筑工程施工过程中，大体积混凝土结构质量直接影响整体结构的承载能力，为此需提前制定施工质量预防措施，结合施工内容和要素，了解裂缝常见原因，指出各环节作业要点，降低裂缝的危害性。如，浇筑量较大，应连续性完成浇筑；由于混凝土结构大，水化热处理难度高，应考虑施工地点实际情况，进行科学化处理。

2 前期技术工作落实

为推动各项施工有序进行，应在施工前期准备阶段积极展开技术落实工作，创造良好的便利条件，做好人员配置工作，保障材料质量。具体而言。

1)混凝土供应商的选择，对于大体积混凝土结构施工来说，混凝土质量直接影响着最终作业效果，同时由于施工时间较为紧张，采购人员和负责人应提前展开市场调查，严格按照购买清单和施工要求展开市场调查，遵守货比三家的原则，选择社会信誉度良好的厂家，并签订质量保障合同，一旦材料出现任何质量问题，厂家能及时更换材料，避免为项目工程带来较高的损失。

2)采取分层、分块作业方法，将大体积混凝土结构分成三段，不仅可以保障浇筑质量，还能降低作业难度，防止由于温度因素而形成质量问题。

3)混凝土配合比的确定，相关技术人员应参考施工任务量和作业标准，确定最佳的配合比，确保工程质量。结合本工程实际情况，选择水泥材料时应优先采用水化热较低的水泥类型，选择Ⅰ级磨细灰，降低对水泥的需求量，降低水化热释放速度[1]。另外，外掺剂采用缓凝剂，延缓混凝土初凝和终凝时间，但不会影响混凝土强度。根据相关调查结果显示，水泥水化热与矿物成分密切相关，不同龄期矿物成分水化热不同，如表1所示。水化热的放热速度与时间、温度相关，为便于计算大体积混凝土结构的温度应力、温度场，需要利用计算公式确定水化热速率，之后采取相对应的质量管控措施。

表1 水泥矿物成分的水化热

3 大体积混凝土结构施工影响因素

就目前状况而言，建筑工程进行大体积混凝土结构施工过程中，常常受到多种因素的影响，故此施工团队应从多个层面入手，分析各类影响因素形成原因和预防措施，做到全面化管控，以此减少不必要的经济损失。其中外界温度属于主要因素，若施工地点温度持续化提升，将造成大体积混凝土结构内外温差较大，温度应力不断增加，形成大面积混凝土裂缝。同时，水泥作为混凝土主要组成材料，由于本身性能较为特殊，极易产生水化热情况，增加结构内外温差。此外，与普通建筑结构相比，大体积混凝土结构表面系数小，若水化热散发效果不良，未能采取合理化的解决措施，造成混凝土结构内外温差持续增加。不仅如此，混凝土收缩性也会影响施工，若养护阶段补水不到位，水分蒸发较快，使得混凝土自主收缩。收缩量与水灰比、骨料息息相关[2]。经过以上分析可得，大体积混凝土施工过程中，施工质量影响因素呈现多样化特点，施工人员应掌握施工技术要点，采取合理化的质量管控措施。

4 大体积混凝土结构施工技术要点

4.1 制备混凝土

大体积混凝土结构施工过程中，混凝土制备属于关键环节，需掌握施工要点和重点，制备高质量混凝土材料。具体施工期间，原材料选择是重点，应严格按照工程施工标准，确定拌合水、水泥、骨料等材料的性能指标。选择粗骨料和细骨料时选用砂石、中砂，掺合料采用粉煤灰、矿渣粉，拌合水选用酸碱适中的天然水或自来水。并且考虑到水化热释放集中的特点，为有效缩小混凝土结构内部和外部温差，可采用火山质硅酸盐、矿渣硅酸盐等水化热低的水泥类型。之后结合以往施工经验，参考同类型项目作业方法，优化并完善混凝土配合比方案，科学确定骨料、水泥等材料的使用量。同时，进行混凝土试验检测报告，与材料性能指标相对比，适当调整各个原材料的投入比。如，若想强化混凝土的抗裂性能，应提高水泥浆含量，减水剂选用纸浆废液，强化极限值。

进入混凝土搅拌环节，施工人员应重点检查材料状态和含水率，若含水率不满足施工标准，需采取浇水润湿或者晾晒的措施，仔细清理杂物和腐殖土，再利用专用计量秤精准测量原材料，确保测量误差不超过±1%。之后按照顺序倒入料仓，加入适量的引气剂、膨胀剂等，展开持续化匀速搅拌[3]。并遵守相关施工标准和要求，了解大体积混凝土结构混凝土搅拌最短时间。不仅如此，为进一步提高混凝土搅拌效果，若作业现场温度低，可利用电加热技术、水汽加热技术，增设电控设备、电伴热带等，防止由于温度过低而冻结，使得搅拌不均匀，降低混凝土结构的抗压强度。

4.2 浇筑施工技术

处于大体积混凝土结构浇筑施工环节时，施工人员应遵守浇注工艺，选择分层浇筑措施，每层浇筑厚度在800mm左右。当第一层浇筑完成后，需在混凝土初凝后方可浇筑下一层，避免各层形成较大的接缝宽度[3]。当选择无缝施工技术展开浇筑作业时，需要施工人员深入分析工程设计方案，并结合作业地点周边交通条件，制定最佳的混凝土运输路线，最大程度上缩短运输时间，防止由于运输过长而导致混凝土性能发生变化。原材料运输至施工现场后，由质检人员严格检查，展开性能检测试验，为浇筑作业创造便利条件。另外，选择适合的浇筑厚度和高度，符合工程施工标准。

由于大体积混凝结构的特殊性，应着重分析钢筋疏密性、结构尺寸等，本工程可选择分块、分层浇筑方法。具体作业过程中，为不再受到底板内外应力的约束，可在钢筋连接处增设滑移层。此外，绑扎上层钢筋时，要求下层混凝土已完成养护，且强度达到1.2N/mm2。确定分层浇筑间隔时间，当混凝土表层温度小于大气温度，此时水化热温度最高值已经过3～5d，间隔时间应设定为5d。混凝土浇筑还会受到温度的影响，为此施工人员应通过喷冷水、掺入冰块等方法，降低浇筑温度。不仅如此，为防止离析问题的发生，当混凝土自由塌落度大于2m，借助溜筒、串筒浇筑。

4.3 振捣施工技术

运用振捣施工技术时，技术人员应遵守浇筑技术标准，将适量的骨料或减水剂加入混合料中，进一步强化混凝土性能，并选择最佳的振捣方法，排出混凝土结构气泡，增强结构的密实性，如图2所示。实际作业时，遵守快插慢拔的作业原则，使用前仔细检查振捣棒基本性能，保障振捣的均匀性，其中振捣时间控制在15～30s左右。斜向振捣、垂直振捣属于最常见的振捣方式，斜向振捣施工时，角度约为40～50度，防止由于角度过小或过大，影响振捣效果。采用快插振捣方法，可最大程度上防止离析现象的出现，慢拔则能防止形成空洞。高频振捣器被广泛运用，振捣效率快，不会形成大量的气泡。

混凝土振捣施工时，应依据交错或并列顺序，振捣插点间距控制在300～400mm左右，当插孔不出现连续性气泡，即可关闭振捣器。并管控预埋件、振捣棒、模板壁面之间的距离，能够保持安全距离，防止由于插入过深，使得预埋件移动或模板扭曲。浇筑作业完成且处于初凝状态，可开展一次振捣、二次振捣，其中二次振捣能清除多余孔洞，增强结构强度。

4.4 养护施工技术

混凝土养护期间，湿养护方式属于常见一种，将塑料薄膜覆盖于大体积混凝土结构，延长水分散发时间，持续化喷洒适量的水分。其中浇水养护频率的确定，与养护环境空气湿度、温度、混凝土结构表面水分蒸发速度等相关，应防止混凝土处于干湿交替的环境，极易形成大小不一的裂缝。保温养护作业时，全面包裹棉帘，覆盖质量良好的保温材料，并设置感温探头和水管，便于实时监测养护环境温度与混凝土表面状态。特殊情况下，向管路内加入冷却水源，或者借助暖风机、设置暖棚等，将混凝土内外温差管控在25℃以内，养护环境温度超过5℃。混凝土养护阶段，蓄水养护、覆盖养护是基础性方法。当浇筑完成后需在12h内蓄水，最佳蓄水深度300mm[4]。若选用矿渣硅酸盐水泥，浇筑时间大于21d；选用普通硅酸盐水泥，养护时间大于14d。

4.5 模板施工技术

处于模板支设施工阶段，定位放线是首要任务，应利用精准测量仪器，参考工程设计图纸，准确标注模板标高和安装位置，之后系统化检查所有配件、板材，若存在轻度弯曲板材，可展开矫正处理。待前期准备作业结束后，按照操作流程有序完成支撑结构搭设、板材安装、配件连接等，再由技术人员反复检查模板的垂直度、水平度。同时，采取有效的加固措施紧固模板，防止在混凝土浇筑、振捣施工影响下，模板失去稳定性而变形。随后，施工人员清理模板积水、杂物等，针对性修补凹陷区域，均匀涂抹脱模剂，还应了解剪力墙支模、柱模等模板施工要点和流程，避免产生重大安全隐患。

当现浇作业结束后，每间隔一段时间检查一次试块强度，当强度符合标准后，即可拆模。混凝土强度标准与构件类型、大小相关，如悬臂构件强度为100%，才可进行拆模施工，强度达到标准75%后，拆除长度小于8m的梁模板。按照先支后拆的顺序，防止形成质量问题。

4.6 混凝土测温施工技术

对于大体积混凝土结构施工来说，混凝土测温施工技术为关键，施工人员可借助新型多功能测温设备，实时动态监测混凝土结构内部温度变化情况，了解温度变化规律，再针对性调整施工方案。具体操作阶段，先设置测温点，每个测温点需具备可比性、代表性特征，如结构中部、表层、底部等位置。采用垂直温度监测模式时，测试点间距应为500～800mm；水平监测模式下，监测位置间距为2.5～5m。若选用热电偶温度计测量温度，应依据实际情况，确定温度计插入深度，多数情况下插入深度超过温度计外径10倍。

测量方案的制定，利用电脑测温系统，连接温度计与计算机系统，形成完整的温度变化图像，便于技术人员更加详细地观察温度变化规律。系统也能自动化采集各个部位温度信息，及时向监督人员反馈，有助于将混凝土结构内外温差控制在安全范围内。测温时间和数据记录，依据温度数据、图像等，调整并优化工程施工方案。其中，测温时间和次数有明确的规定，具体而言：混凝土结构入模3d内测温，间隔4h测温一次；入模4～7d，间隔6h测温一次；异常情况的出现，可结合具体情况适当增加测温次数。不仅如此，为凸显温度数据的利用价值，需委派专业人员记录温度数据，包含保温材料覆盖时间、测温时间、温度、保温材料拿起时间等等，确保数据记录的完整性，为工程施工提供可靠参考。

5 大体积混凝土结构施工常见问题

当前，大体积混凝土结构施工过程中，收缩裂缝与温度裂缝属于常见施工问题，主要受到温度影响，形成不规则裂缝。作业期间，若温度急剧变化，大体积混凝土结构将收缩或膨胀，结构内部形成温度应力。正常情况下，内外温差越大，温度应力就越高。混凝土浇筑阶段，水泥产生水合反应，形成大量的热能，使得混凝土结构内部温度快速升高，但此时外部温度却未发生变化，当温差大于25℃，则形成温度裂缝[5]。

另外，裂缝会由于温度变化而收缩。若浇筑后混凝土固化效果一般，且水合作用将消耗大部分水分，减少水泥凝胶孔，使得自主收缩现象较为显著。伴随着混凝土内部水分持续化降低，孔隙内形成负压，裂缝逐渐蔓延至各个区域。

6 提高大体积混凝土结构施工技术效果策略

6.1 管控混凝土原材料质量

为提高施工质量，增强大体积混凝土结构强度，需要加强对混凝土原材料的管控力度，严格筛选各种原材料，确保材料质量符合要求，其中水泥材料温度控制区间如表2所示。筛选原材料过程中，也应遵守相关注意事项，具体而言：1)合理选择水泥材料。大体积混凝土结构作业的阶段，施工人员应考虑到此种结构的特殊性，选择热化性低的水泥类型，防止产生大量的裂缝，维护混凝土结构的稳定性；2)选择恰当骨料。选用连续级配碎石，和易性能良好；3)材料配比。混凝土搅拌作业时，应通过减少水泥使用量的方法，提高材料强度，并重点管控材料配比，经过反复多次试验后确定最佳配比[6]。

表2 水泥材料温度控制区间

6.2 控制混凝土施工温度

大体积混凝土结构施工时，施工人员应根据各个环节的作业要求，灵活管控施工温度，包含实际作业阶段、养护阶段，需参考综合标准和要求，采用不同的温度控制方法。施工阶段，最佳时间为早上或傍晚，并在砂石存储区域增设遮阳棚，或者覆盖一层被浸湿的麻袋。拌和前可利用冷水冲刷碎石料，快速降低温度。处于混凝土泵送阶段，应将草袋紧紧缠绕于泵管，再喷洒适量冷水，以此达到降低温度的目的。同时，模板施工时，也需增设传感器、冷水管，便于精准测量混凝土温度，当内外温差超过25℃，则立刻通入冷水，持续化减小温差。进入混凝土养护环节，施工人员需在混凝土结构四周增设补水软管，铺设一层塑料薄膜，随后覆盖一层保温草帘。其中，补水软管间距控制在100mm左右，每个软管设置5mm左右的小孔，及时向软管内补充水源。

6.3 加强混凝土施工工艺管控

大体积混凝土结构核心施工工艺包含混凝土浇筑、振捣、模板施工等，每个环节都直接影响着工程质量，为此需加强施工现场监督力度，规范施工人员操作行为，围绕重点内容实行全面化工艺管控。模板施工环节，木模板、砖胎模是较为常见类型，保温效果良好，有助于减少结构裂缝的形成，但结合本工程基本情况，需选择钢模板，故此应设置高效能的保温层，搭配其他保温措施，避免短时间内大体积混凝土结构挥发大量热量。混凝土浇筑环节，采用分层、分块浇筑模式时，浇筑厚度属于关键，要求每层浇筑厚度小于1.5m，施工人员能够遵守相关注意事项，避免出现无效作业情况。振捣环节，需委派专业人员全过程监督，及时纠正不正确操作行为，杜绝漏振或振捣不实现象。同时，按要求放置振捣设备，远离钢筋、模板，若存在泌水情况，利用海绵吸收多余水分。

6.4 做好施工作业面协调工作

为创建良好的作业环境，保障施工现场井然有序，需做好作业面协调工作，根据工程要求和设计方案，灵活安排人员，不断优化和调整作业进度，提高人力资源、物力资源的利用率。由于大体积混凝土结构的特殊性，应从多个层面入手优化浇筑方案，一次性完成任务，对此管理者需参考作业现场情况，搭建广阔作业面，便于各个岗位施工人员共同参与作业。同时，预留混凝土储备区域，由质检人员展开抽样检查，对于不合格材料及时更换，防止引发严重质量问题。还需注重混凝土罐车的协调工作，持续化供给混凝土材料，减少等待时间。此外，为防止施工人员形成较高的工作压力，管理者应灵活化调整施工时间，提前进行施工协调。

7 结语

在时代快速发展背景下，建筑工程规模日渐扩大，且施工内容呈现复杂化特征，显著提高了综合作业难度，其中大体积混凝土结构施工技术得到广泛运用，具体运用价值和技术优势充分展现出来。但就目前状况而言，施工阶段常常受到多种因素的影响，导致各类施工问题不断出现，降低了工程综合效益。本文结合实际工程案例，详细阐述了大体积混凝土结构施工要点，明确振捣、浇筑、养护、模板施工技术核心内容，并且提出了多样化质量管控措施。如，做好施工作业面协调工作、加强混凝土施工工艺管控、控制混凝土施工温度等，以此减少裂缝的形成，达到预期施工效果。