建筑工程大体积混凝土无缝施工技术分析

发表时间:2021/8/26   来源:《城镇建设》2021年10期(上)   作者:华炜
[导读] 就现阶段来说,大体积混凝土已经在水利大坝建设
        华炜
        广东浩和建筑股份有限公司  广东省广州市510000
        摘要:就现阶段来说,大体积混凝土已经在水利大坝建设、桥梁工程中的基础施工与桥墩施工、高层建筑与超高层建筑的基础施工等方面得到了广泛应用。但是,由于施工过程中会受到各种环境因素的影响,因此大体积混凝土可能会出现各种质量问题,其中裂缝便是一个比较突出的缺陷。为保障大体积混凝土的质量,必须加强对裂缝的控制。
        关键词:建筑工程;大体积混凝土;无缝施工技术;
引言
        随着我国科技发展水平和创新能力的不断提升,建筑物施工技术愈加趋向成熟,大量的先进设备和长期的实践经验有效促进了建筑物施工技术和施工质量的提高,推动了我国社会经济和城市化建设的蓬勃发展。如今多数建筑物采用大体积混凝土施工技术,大体积混凝土在实际施工过程中,施工难度和施工技术要求较高,要求技术人员对施工质量要点的精准控制,且必须要在符合现行设计规范的条件下才能确保建筑的施工质量。
1大体积混凝土的基本概念与施工特点
        《大体积混凝土施工标准》中提及大体积混凝土的基本概念。对于大体积混凝土的概念,我们可以从结构体积特点和温度条件特点两方面加以考量。首先,结构体积特点,大体积混凝土是指混凝土实物的结构体积至少超过一米。其次,大体积混凝土中的胶凝材料,因水化热反应会产生内外部的温度差异,导致结构损伤型裂缝。根据《大体积混凝土施工标准》可知,大体积混凝土的施工特点主要包括如下几方面:①体积大,用量多。由于大体积混凝土的结构体积较大,所以施工过程中所使用的砂石材料的用量也相对较大,尤其是大型公共建筑,砂石材料的使用量达到成百上千吨,原材料损耗量与购置成本都较大。②施工难度大,技术要求高。与普通混凝土施工相比,大体积混凝土的施工难度更大,对施工工艺的标准要求也更高。若想保证整体施工质量,必须合理运用各类先进的施工工艺。③施工条件复杂。基于大体积混凝土的特殊性,在实际施工过程中往往需要在地下空间环境中进行浇筑,而地下空间环境的复杂程度远远超过地上环境,这也在一定程度上增大了施工难度。④容易产生裂缝,养护要求高。大体积混凝土最显著的特点就是因胶凝材料的水化反应而增大内部外结构温差,产生结构损害型裂缝。为此,大体积混凝土对后续养护工作也提出了一定的要求。只有合理应用施工工艺,加大养护投入力度,才能降低发生结构裂缝的概率,提高整体施工质量。
2建筑工程施工中大体积混凝土出现裂缝的诱导因素
        2.1水化热分析
        大体积混凝土最常见的开裂是由于水泥与水发生的水化反应(水化热)而导致。水化热是由于大体积混凝土其厚度远大于普通混凝土的厚度,但表面系数略低,水泥释放的热量较多且不易排出,内部环境温度高于外界环境温度,形成较大温差,因而导致混凝土结构的开裂,降低大体积混凝土结构的强度,进而影响建筑物的质量。
        2.2混凝土收缩变化
        水泥中胶凝材料的板结硬化对水分存在一定的需求。经工程测试可知,大体积混凝土施工对水分的最佳需求量在20%左右。当大体积混凝土所需施工水分达到饱和状态时,其余水分会不断蒸发,使得混凝土结构体积出现一定程度的收缩。由于这种收缩具有不规则性,会直接影响整体混凝土结构的稳定性与耐久性。水泥材料种类、配制比例、外加剂使用量及施工工艺类型,都会在不同程度上影响大体积混凝土的收缩变化情况。
        2.3混凝土泌水现象分析
        混凝土在运输、泵送、振捣的过程中出现粗骨料下沉,水分上浮的现象称作混凝土的泌水。混凝土的水灰比越大和外加剂掺量过多都易出现混凝土的泌水现象。混凝土的泌水现象一般出现在大体积混凝土浇筑后2h左右,出现在大体积混凝土施工分层和分段浇筑的位置。混凝土的泌水现象会对混凝土表面及内部结构造成严重危害,对混凝土的强度、抗渗性和耐久性产生不利影响。
3无缝施工技术
        大体积混凝土施工中,为预防裂缝的出现,应对施工过程、施工技术进行严格控制。具体如下。第一,施工前,应做好施工现场勘查工作,并要充分考虑设计要求,合理划分施工区域,划分为若干个施工段,制定完善的温度管控机制,指派专门的监管员全程监测、控制每个施工段的内外温差。严格遵循提前设计的施工流程,分段浇筑混凝土,避免先浇筑的混凝土、后浇筑的混凝土间出现接缝。同时,有坡度的情况下,还要根据坡度,分层浇筑,从而保证大体积混凝土的施工质量、施工安全。第二,并非全部筏板混凝土均需要分层浇筑。一般情况下,对于厚度在500mm以下的筏板无需分层浇筑;而对于厚度在700mm以上的筏板需分层浇筑。采取分层浇筑的主要目的在于避免由于水泥水化热过大或过于集中而导致的裂缝。同时,通过进行分层浇筑,也可以减小水化热高峰,加快热量散失的速度。若是筏板厚度约为400mm,则可以将其当作振捣层。实际施工过程中,应安排专门人员严格控制混凝土振捣的相关数据,振捣完成后,若发现出现气泡等问题,则要立即检查,找出原因,并采取针对性措施予以处理,从而确保大体积混凝土的施工质量。第三,施工前,应根据建筑工程的实际情况,对工程量、工期、所用材料与设备进行全面分析,制定科学合理的施工方案、工程计划。建筑工程中,若是需要使用大量的大体积混凝土,则要在施工前对混凝土的用量进行准确计算,并严格根据混凝土用量进行采购,避免材料的浪费,也可以减少建筑工程的成本。同时,施工过程中,应加强对大体积混凝土整体质量的把控,严格遵循规范标准要求来进行混凝土浇筑,确保混凝土浇筑的连续性,减少裂缝问题的出现,保障建筑工程的整体建设质量。


4裂缝防控策略
        4.1施工前准备
        (1)对钢筋、控制模板、保护层等材料的规格尺寸实行检查,将各类材料的尺寸偏差控制在行业规则范围内。对模板支撑体系的稳固度和模板接缝处理的密实度予以细致检查。(2)督促现场施工人员做好技术交底工作,加大对梁板柱、梁板以及混凝土标号的控制力度,严格控制梁板柱与梁板在整个空间结构体系中的位置关系,以及持续振捣时间。
        4.2设计方面
        (1)施工方案先进合理。项目负责人组织编制大体积混凝土施工技术方案,方案应主要包括施工工艺流程、施工方法、防裂措施等,应技术先进、经济合理、安全可靠,经项目技术负责人审批后实施。(2)优化设计配合比。混凝土强度等级宜为C25~C50,且应根据原材料性能及混凝土强度、耐久性、工作性能等技术要求,由具有资质的试验室计算和试配优化设计配合比,再根据现场砂、石的实际含水率,确定施工配合比。经设计单位同意,也可采用60d或90d的强度作为混凝土配合比设计、强度评定及验收的依据。采用商品混凝土时,技术人员应事前严格审核分析商品混凝土的技术参数。(3)设置变形缝、后浇带。超长大体积混凝土采取设置变形缝、后浇带或采取跳仓法合理分块施工,控制结构不出现有害裂缝。(4)设置滑动层。宜在位于基岩上的大体积混凝土垫层上设置滑动层,或采取减少与大体积混凝土接触处的约束措施,控制因拉应力产生的裂缝。(5)设置构造钢筋。结合混凝土构件结构配筋,设置控制温度和收缩的构造钢筋。(6)优化施工时间段。选择适宜温度时段浇筑,避开高温高热天气进行施工.
        4.3优化施工工艺
        针对大体积混凝土的施工,为确保混凝土的性能符合施工要求,在对混凝土进行泵送的时候,必须做到薄层浇筑、有序推进,使混凝土能够经过自然流淌,来实现逐步成型,形成斜坡混凝土。这种方式,可以有效提高混凝土泵送效率,不需要对输送管进行频繁安装、拆卸,且管道冲洗工作量也相对较少。泵送一段时间后,混凝土会形成坡度,在浇筑带前后分别放置1台振动器,进行混凝土振捣。放置在混凝土出料口的振动器,可以对上部混凝土进行有效振捣,并提升其密实性;放置在混凝土坡脚位置的振动器,可以对下部混凝土进行有效振捣,并提升其密实性,且符合底层钢筋分布密集的实际情况。混凝土表面存在一层较厚的水泥浆,因此浇筑完成之后,用铁滚筒在混凝土表面进行多次碾压,切实压实,以预防收缩裂缝的出现,且要在混凝土初凝后之前完成这项工作。
        4.4浇筑
        大体积混凝土浇筑施工是最为重要的环节,该环节一旦出现问题,会增加大体积混凝土裂缝出现几率,威胁建筑工程的质量和安全。在大体积混凝土浇筑中,首先要注重浇筑的完整性、连续性,减少施工缝的出现,增强其抗渗性能。其次底板位置应采用分层浇筑的方式,在下层浇筑结构初凝前完成上层浇筑,确保层与层之间的粘结效果。下层浇筑完成后,先实施拆管处理,之后再开展上层浇筑,明确计算每层的浇筑厚度。一般情况下,浇筑厚度会控制在600毫米左右。再次浇筑作业开展前,注重前期规划,确保各项参数的准确性,作业人员要依照参数要求实行相关标注,为浇筑作业提供依据和指导。大体积混凝土浇筑中会使用泵管和布料机,确保浇筑作业的顺利进行。施工人员需要对混凝土的运料时间加以严格把控,使其在初凝时间内。且实际施工中要对施工顺序展开合理安排,混凝土浇筑时保持均匀上升,通过分层浇筑,使下层混凝土在发生水化反应时产生的水化热得以充分散发,减少蓄热量,避免水化热积聚,进而降低温度应力。最后大体积混凝土的浇筑高度应控制在2米左右,如果超出这一标准,要添加长软管或串筒来维持浇筑质量,减少意外问题的产生。在混凝土运送过程中,运送设备需保持畅通性,减少因堵塞带来的不良影响。
        4.5大体积混凝土的养护方案
        大体积混凝土浇筑结束后,应注重混凝土的养护工作,需对混凝土的温度进行控制,减少内层与外层的温度差,避免混凝土产生温度裂缝。大体积混凝土由于水化热的原因,需技术人员全程进行内部与外部温度的数据记录,并根据记录的数据进行具体分析,对此制定有针对性的养护工作,来确保混凝土的整体质量要求。大体积混凝土的温度检测时,电阻型温度计是最常用的测试工具,操作方便快捷,并易精准测出测量点的温度,可以确保所得数据的准确性。基于此,更需注重混凝土的后期养护工作。大体积混凝土的养护工作是保证施工质量的关键所在,混凝土的养护即是通过对混凝土的温度和湿度的控制,使混凝土的刚度满足设计要求,并减少混凝土裂缝的产生。混凝土的养护主要有保温保湿覆盖法、淋水保湿法、喷雾保湿法和电热保温法等方法。对于混凝土保温保湿的养护应派专人负责,保湿养护时间不得少于14d,保持混凝土的表面湿润,以减少混凝土结构中的温度应力,保温覆盖层的拆除应分层逐步进行。
结束语
        综上,裂缝是影响大体积混凝土应用效果、建筑工程建设质量的主要问题之一。鉴于此,大体积混凝土施工中,应采取科学的施工技术,并要加强对裂缝的预防,从而确保大体积混凝土施工质量,提升建筑工程的整体建设质量。
参考文献
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