郝笑 熊兴泉
山东港湾建设集团有限公司 276800
摘要：近年来，随着建筑技术的不断发展，根据安全使用要求，越来越多的大体积混凝土结构被运用到我国的现代建筑上来，如高层房屋筏板及承台、建筑、大坝、水电站及重型设备基础等。就施工经验、专业技术知识及相关规范要求，从混凝土配制、混凝土浇筑、混凝土浇筑过程中里表温度监测及混凝土养护进行具体分析，以达到控制大体积混凝土施工质量问题的目的，为大体积混凝土施工提供一定的参考价值。
关键词：大体积混凝土施工问题；质量控制措施
中图分类号：TU755.7 文献标识码：A
引言
随着我国经济的发展，交通网络的建设如日中天，建筑工程遍及国内大部分地区。大体积混凝土工程不再限于水利水电及房屋建筑等工程，结构形式较为单一的建筑也面临大体积混凝土质量控制的挑战。混凝土工程作为一种“一锤定音”式的永久性工程，特别是对于作为承重结构的混凝土工程，出现病害或破坏后，返工破拆重新浇筑所付出的经济、时间代价都是严重的，还要面临严峻的安全风险。因此对于混凝土，尤其是大体积混凝土的裂缝控制的研究，意义十分重大。
1工程概况
建筑工程工程大体积混凝土材料的配合比必须符合建筑工程施工设计的标准强度等级，大体积混凝土施工完成后，必须具有耐久性、抗渗透性以及稳定性，以有效保证大体积混凝土的整体质量。某建筑承台大体积混凝土施工选用中低热硅酸盐水泥材料，其3d的水化热小于20kJ/kg，7d的水化热小于270kJ/kg，所有的水泥材料在拌和站内部的初始温度不能超过60℃，需要根据设计最大值，掺入粉煤灰材料，有效降低水化热问题产生的影响。
2大体积混凝土施工问题
2.1水泥用量
在混凝土强度和耐久性能够得到保证的前提下，优先选择水化热较低的水泥，并且合理的减少水泥的用量对水泥水化热是最直接有效的控制措施，可以有效的控制温度。混凝土的拉伸性能与放热量受水泥用量影响显著，采取温控防裂措施时要着重考虑，因此为使混凝土性能得到保证，应合理的选用胶材用量。
2.2外界气温变化
混凝土成型后的养护温度受现场温度影响严重，当遇到气温骤降或是降水导致衬砌结构表面迅速降温，会加大内外层混凝土温差和温度应力的不利影响；③混凝土的收缩。伴随水泥的凝结硬化过程，混凝土中原有的80%的水分将蒸发散失，这会导致混凝土体积的收缩，产生干缩裂纹。若养护不当，将会引起混凝土交替收缩膨胀，对结构的后期强度极其不利。
2.3环境因素
环境因素主要表现为外界气温变化，就目前而言，可利用天气预报等多种手段来掌握天气变化情况，但还是不能完全掌握，给混凝土施工带来了极大的困难。在大体积混凝土施工过程中，特别是内部出现最高温度时，如出现气温骤降，会急剧增大大体积混凝土的里表温差，裂缝将会迅速开展。气温变化对于大体积混凝土施工有着很不利的影响。
2.4混凝土浇筑方式的影响
结合施工现场实际情况，本工程承台半径43.70mm，厚1.20m；混凝土标号为C40，承台分区采用跳仓法方式进行施工。由于承台面积大，不适当的方式浇注将直接影响承台质量。影响结构的整体性能及外观质量。若采用泵车施工就避免了这一情况的发生，泵车可以随便移动，可以随时浇筑任何位置。保证了在混凝土的初凝时间并且会有效的杜绝施工冷缝。
3大体积混凝土施工质量控制要点及策略
3．1严控原材料自身质量
大体积混凝土施工质量控制，最主要的影响因素之一包括原材料自身质量，一旦施工单位忽视对原材料质量控制与检测，就会使不合格的原材料进入到施工现场并被应用，不仅影响大体积混凝土整体施工质量，而且还会在后续中发生混凝土裂缝问题。对此，还需引起相关部门与人员重视，能够在原材料采购、运输、应用等各项工作环节中严控原材料自身质量。结合本工程的特点采用标号较高热量较低的水泥，如42．5级的普通硅酸盐水泥。粗骨料选用5～31．5mm的碎石，以减少每立方混凝土中水泥和水的用量。根据该项工程施工要求与标准分析，需要在施工环节中采用细骨料，要求细度模数2．8，至少可以减少20～25kg/m3的用水量、28～35kg/m3水泥用量。同时，还需在现场施工环节中严控用水量，通常情况下，建议用水量小于175kg/m3，以此满足大体积混凝土施工要求。
3.2材料控制
为预防大体积混凝土开裂，要加强原材料质量控制，采用合格材料施工。保证大体积混凝土的水泥、粗集料、掺合料等按质量标准要求使用，以利于提高拌和质量，为混凝土的施工效果打下基础[2]。（1）选择低热量水泥，一般使用42.5普通硅酸盐水泥施工。（2）重视粗集料级配碎石的质量检验，保证其清洁并符合施工要求；夏季施工时，应对粗集料适当洒水降温。（3）细集料选用粗砂，对杂物、垃圾进行过滤，严格控制泥浆含量。（4）材料在施工前应严格按质量标准进行检验和验收，不合格材料不得在现场使用，为防止出现裂缝创造条件。
3.3混凝土收面
对于平整表面压面处理区域，表面处理不得少于3遍抹压，即混凝土浇筑振捣后先按设计标高用2m刮尺刮平，混凝土收水并开始初凝时，对表面进行抹压，然后在混凝土终凝前进行再次抹面。由于混凝土浇筑较厚，面层易产生浮浆，对于面层浮浆，需要时刻观察其变化情况，发现干缩裂缝时及时再次抹压。
3.4混凝土养护施工
大体积混凝土的养护工作至关重要，在混凝土浇筑完成后，需要在大体积混凝土的四周和表面覆盖塑料薄膜，外层使用土工布进行包裹。通过使用冷却水对混凝土表面进行保湿养护处理，保证在21d范围内混凝土的表面始终处于湿润状态。
在混凝土浇筑成型后需要使用水泵直接通水降温，水体的流速需要超过15L/h，有效防止大体性混凝土内部水泥产生水化热，造成混凝土内部温度过高出现混凝土开裂，进出口的水体温度差控制在5～10℃，最高温度差不能超过10℃。在温度测量工作中，必须根据标准进行测量，旋转冷却水管的排放必须根据实际的地形条件和天然排水系统进行确认，确定排水地点以及排放措施，防止水体排放过多对周围的土地和环境产生不良影响[3]。此外，混凝土材料降温阶段的弹性模量会快速上涨，约束拉应力也会随着时间的增加而上涨，如果达到极限值，混凝土的抗拉强度值过大会产生贯穿裂缝问题。因此，需要在混凝土浇筑工作完成后，有效控制混凝土表面和混凝土内部的温差大小，将实际温差控制在25℃范围内。当温度差过大时，需要采取内部通水降温以及表面覆盖保温的方法进行控制，防止出现内外温度差过大，产生混凝土表面裂缝。为有效防止冷水养护过程中混凝土表面出现骤冷现象造成混凝土开裂。在养护工作中禁止直接使用凉水来进行养护，通过使用冷却管循环水的方法，对内外温度差进行有效控制，混凝土浇筑工作完成之后，尤其是混凝土处于降温阶段，如果遇到外部出现大雨或者强风等恶劣天气，需要使用遮挡棚来进行防护处理，保证混凝土温度变化始终处于可控状态。
3.5确保测温记录信息数据准确性
开展测温记录工作，最主要的工作核心就是确保所记录的信息数据要准确，并对相关工作人员专业能力提出更高要求，主要掌握大体积混凝土测温时间、测温频度，测温工作开展时间一般情况下是在大体积混凝土浇筑完成后的3－7d，此阶段的大体积混凝土温度可上升到最高值，能够真实地反应出大体积混凝土浇筑情况。以所记录到的信息数据为分析依据，可了解到大体积混凝土厚度会受温度影响，温度越高大体积混凝土的厚度就会不断增加。针对该项工程中大体积混凝土温度测量及信息记录工作分析，具体信息数据如下。第一，选择在搅拌车倒出环节中对大体积混凝土温度进行测量，以每台班2次为温度测量频率;第二，在测量工作开展过程中还详细分析现场自然环境因素影响，以每4h测记一次为测量频率;第三，当大体积混凝土浇筑工作完成后，会在此阶段及时地进行大体积混凝土浇筑成型后的初温度测量，以每4h测记一次为频率，每昼夜进行了4次以上测量。当施工现场的内外温差差异较小时，停止测温。
3.6合理设置冷却水管
（1）本工程施工过程中，要根据大体积混凝土的图纸及实际施工情况，在大体积混凝土内部设置冷却水管层，一般间距宜为3m。（2）将冷却水管放置在各浇筑成型层的中间位置，根据实际情况调整铺设高度，保证管道合理、均匀设置。（3）温度控制时，明确水温与混凝土温差不大于22℃，每隔4h计量一次，详细记录冷却水温度、大体积混凝土温度等，并相互对照以改善缺陷[5]。
3.7混凝土监测
大体积混凝土由于其内部温度场和应力场在养护过程中的不均匀性，同时受到外部约束的影响，如不精心施工极易产生裂缝。为了保证混凝土的整体性，避免产生有害裂缝，养护过程中按照GB50496—2018《大体积混凝土施工标准》[6]要求进行温度、应力应变监测，实时掌握混凝土典型部位的实际状态，监控整个底板混凝土的内部温度场的应力分布规律，从而及时有效地指导养护工作，避免混凝土温度裂缝。通过监测发现混凝土中各测点应变基本处于受压状态，只有少量测点在养护后期处于受拉状态，拉应力值并未超过混凝土的极限抗拉强度[4]。
3.8合拢段施工质量控制
合拢段是保证梁体线性的关键，以防止出现温度过高导致混凝土裂开的问题，同时在施工时要遵循刚性锁定原则。合拢段施工前，可临时连接边跨与悬浇段，保证稳定性，避免施工时的混凝土，因初期阶段的硬化，出现裂开等相关质量问题。合拢段临时加劲刚性约束采用体内刚性支撑柱+体内预拉预应力束的组合固结体系，临时锁定张拉束在加劲钢支撑形成能力后进行锁定。悬臂施工建筑在进行合拢段工程时，以确保在进行混凝土浇筑时，有效缩减建筑的变形程度，保证混凝土质量，实施浇筑时，要注意配重量，适当添加配重以确保合拢两方面的稳定性，使浇筑工程各方面更加稳定、安全。配重的选择：一般配重可选用水来施加，本桥施工时考虑到现有的混凝土预制块，采用预制块做配重。配重施加的位置：考虑到配重对悬臂下挠的效果，在悬臂前段施加配重最好，所以本次施工时在靠近合拢段距前沿50cm处施加配重块，左右和大小里程对称放置。悬臂施工建筑合拢段为质量控制的关键点和难点，合拢段在劲性骨架的约束下，减小合拢段混凝土对悬臂的变形影响，通过加强锁定等措施消除影响，将合拢段端口的高差控制在规范要求之内，保证了合拢段混凝土的施工质量以及整个梁体的线性[3]。
3.9温度监测点的布置方法
在钢筋安装完成后混凝土浇筑前，将调试好的温度传感器进行预埋，温度传感器应附着于钢筋上但应与钢筋隔离，尽量选择不会因浇筑混凝土而导致探头移动的位置，安装好之后应保护好外露的接头不受损坏和污染。大体积混凝土测温时，每个测点应保证能够准确反映出混凝土主要点的温度数变化情况，传感器可放入导管内，也可直接埋入混凝土内，每个测点位应在上、中、下分别安装温度传感器，实时掌握大体积混凝土表面温度、中部温度和底部温度。严格来说，埋入传感器之前，应提前建立大体积混凝土有限元分析模型，并根据实际情况进行模拟现场施工情况，并对模型进行分析，避免传感器遗漏或重叠，影响监测数据[2]。
结束语
通过对本次建筑工程大体积混凝土浇筑全过程的裂缝控制措施进行分析总结后，得出结论如下：（1）通过采用低热水泥并尽量用粉煤灰替代水泥等措施，从根本上降低混凝土硬化过程中自身的水化热量，从而减小基础底板的温度应力；（2）混凝土配合比设计中添加适量的缓凝减水剂，可延长水泥水化时间及混凝土塑性时间，降低大体积混凝土内外温差，使混凝土内部应力缓慢释放，降低温度裂缝出现的可能性；（3）混凝土拌和过程中控制好出机温度，运输过程中做好保温，降低混凝土入模温度；施工过程中加强质量控制，进行二次振捣及抹面，保证上下2层混凝土紧密结合，减少内部微裂缝；养护期间及时补水并尽量保证养护水温与混凝土表面温度相近；（4）养护时根据现场实时温度数据，动态调整混凝土表面覆盖和保温保湿条件，从而控制养护过程中和养护拆除时的内部拉应力低于混凝土极限抗拉强度，达到控制裂缝开展的目的[1]。
参考文献：
[1]李辉跃.建筑大体积混凝土施工裂缝防治对策[J].交通世界,2021(Z2):199-200.
[2]董文峰,李璐,赵占兵.建筑工程大体积混凝土施工裂缝控制措施[J].工程建设与设计,2021(02):180-181.
[3]庄国峰.建筑工程大体积混凝土施工分析[J].交通世界,2021(Z1):164-165.
[4]张元涛,张绕林.大体积混凝土施工质量控制措施[J].建筑技术开发,2020,47(24):115-117.
[5]林清.大体积混凝土施工质量控制[J].居业,2020(12):104-105.