土木工程中大体积混凝土结构施工技术研究

摘  要：在土木工程建设领域，大体积混凝土结构凭借其独特的优势被广泛应用于各类大型工程项目中。然而，大体积混凝土结构施工过程中存在诸多技术难题，如混凝土裂缝控制、温度应力管理等，这些问题直接影响着工程质量和结构的耐久性。本文深入探讨了土木工程中大体积混凝土结构施工技术，详细分析了施工过程中的关键环节和技术要点，并提出了相应的质量控制措施，在为提升大体积混凝土结构施工质量提供理论支持和实践指导。

关键词：大体积混凝土；结构施工；结构耐久性

引 言

随着我国基础设施建设的不断推进，土木工程领域的规模和复杂度日益增加。大体积混凝土结构由于其能够承受较大的荷载、具有良好的整体性和稳定性等特点，在大型建筑基础、水工大坝、桥梁承台等工程中得到了广泛应用。但大体积混凝土在浇筑过程中，水泥水化会产生大量的热量，导致混凝土内部温度急剧升高，随后在降温过程中又会因温度梯度过大而产生温度应力，若不加以有效控制，极易引发混凝土裂缝，影响结构的安全性和耐久性。

一、大体积混凝土结构概述

（一）大体积混凝土的定义

大体积混凝土一般是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。其体积较大，水泥用量多，在硬化过程中会释放出大量的热量，从而带来一系列的施工技术问题。

（二）大体积混凝土结构的特点

1. 体积大：大体积混凝土结构的尺寸较大，例如大型基础的厚度可能达到数米甚至十几米。这种大体积的特点使得混凝土内部热量不易散发，容易造成内部温度过高。

2.水泥用量多：为了满足结构的强度和耐久性要求，大体积混凝土通常需要使用较多的水泥。然而，水泥用量的增加会导致水化热的大量产生，进一步加剧混凝土内部的温度升高。

3.温度应力影响大：由于混凝土内部温度升高后，在降温过程中会产生温度应力。当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会导致混凝土出现裂缝。而且大体积混凝土结构的体积大，温度应力的影响范围更广，裂缝控制难度更大。

二、大体积混凝土结构施工技术要点

（一）混凝土原材料的选择

1. 水泥：优先选用中、低热的水泥品种，如矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。这些水泥的水化热相对较低，可以有效降低混凝土内部的温度升高幅度。例如，矿渣硅酸盐水泥在水化过程中，由于其成分中含有较多的矿渣，能够在一定程度上延缓水泥的水化速度，减少热量的集中释放[1]。

2.骨料：粗骨料宜选用粒径较大、级配良好的石子，这样可以减少水泥用量，降低水化热。同时，石子的含泥量应控制在较低水平，一般不超过1%，以保证混凝土的强度和耐久性。细骨料可选用中、粗砂，其含泥量不超过3%。良好的骨料级配能够使混凝土更加密实，提高其抗渗性和抗裂性。

3.掺合料：在大体积混凝土中掺入适量的掺合料，如粉煤灰、矿粉等，可以改善混凝土的性能。粉煤灰具有火山灰活性，能够与水泥水化产生的氢氧化钙发生反应，生成具有胶凝性的物质，不仅可以替代部分水泥，降低水化热，还能提高混凝土的后期强度和耐久性。矿粉也具有类似的作用，能够提高混凝土的密实度和抗渗性。

4.外加剂：根据施工需要，可添加适量的外加剂，如缓凝剂、减水剂等。缓凝剂能够延缓混凝土的凝结时间，使混凝土在浇筑过程中有足够的时间进行振捣和施工，同时也能延长水泥的水化放热时间，降低混凝土内部的温度峰值。减水剂可以减少混凝土的用水量，在保证混凝土工作性的前提下，提高混凝土的强度，同时也有助于降低水泥用量，减少水化热。

（二）混凝土配合比设计

控制水胶比：水胶比是影响混凝土性能的关键因素之一。一般来说，水胶比越小，混凝土的强度越高，耐久性越好。但水胶比过小会影响混凝土的工作性，增加施工难度。因此，在大体积混凝土配合比设计中，需要合理控制水胶比，一般控制在0.4 - 0.6之间，以兼顾混凝土的强度、工作性和耐久性[2]。

（三）混凝土的搅拌与运输

1. 搅拌：在混凝土搅拌过程中，要确保各种原材料充分混合均匀。搅拌时间应根据搅拌机的类型和混凝土的配合比合理确定，一般不少于90s。同时，要严格控制搅拌过程中的用水量，避免因用水量过多而导致混凝土强度降低和裂缝产生。

2.运输：混凝土运输过程中要防止离析和坍落度损失。采用搅拌运输车运输时，应保持搅拌筒匀速转动，确保混凝土在运输过程中处于均匀的可浇筑状态。运输时间应尽量缩短，以减少混凝土在运输过程中的热量损失和水分蒸发。当运输距离较远或气温较高时，可采取在搅拌运输车上覆盖遮阳布、在混凝土中添加缓凝剂等措施，保证混凝土的工作性能。

（四）混凝土的浇筑

浇筑方法：大体积混凝土的浇筑方法主要有全面分层法、分段分层法和斜面分层法。全面分层法适用于结构平面尺寸不大的情况，将混凝土从短边开始，沿长边方向进行逐层浇筑。分段分层法适用于结构厚度不大而面积或长度较大的情况，将混凝土分成若干段，每段又分成若干层，依次浇筑[3]。斜面分层法适用于结构长度超过厚度3倍的情况，混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移，斜面坡度一般为1：3 - 1：2

（五）混凝土的温度控制

1.内部温度监测：在大体积混凝土内部埋设温度传感器，实时监测混凝土内部的温度变化。通过温度监测，可以及时掌握混凝土内部的温度分布情况，为采取相应的温控措施提供依据。一般在混凝土浇筑后的前3 - 5天内，每2 - 4小时监测一次温度，之后可适当延长监测时间间隔。

2.降低混凝土入模温度：在高温季节施工时，可采取降低混凝土原材料温度的方法来降低混凝土入模温度。例如，对骨料进行喷水降温，在水箱中加入冰块降低水温等。同时，尽量选择在夜间或气温较低的时候进行混凝土浇筑，减少混凝土在浇筑过程中的热量吸收[4]。

三、大体积混凝土结构施工质量控制措施

（一）裂缝控制措施

设置后浇带：在大体积混凝土结构中设置后浇带，将结构分成若干部分，待混凝土收缩基本完成后，再用微膨胀混凝土浇筑后浇带，使结构连成整体。后浇带的宽度一般为800 - 1000mm，间距根据结构长度和混凝土收缩情况确定，一般为30 - 40m。设置后浇带可以有效减少混凝土的收缩应力，防止裂缝产生。

（二）其他质量控制措施

严格施工过程管理：建立健全施工质量管理体系，加强对施工过程的质量控制。在施工前，要制定详细的施工方案和质量保证措施，并对施工人员进行技术交底。在施工过程中，要加强对原材料、混凝土配合比、浇筑过程、温度控制等环节的质量检查，及时发现和解决问题，确保施工质量符合要求[5]。

四、结论

大体积混凝土结构施工技术在土木工程中具有重要地位，其施工质量直接关系到整个工程的安全性和耐久性。通过合理选择混凝土原材料、优化配合比设计、科学组织混凝土的搅拌、运输、浇筑和温度控制等环节，并采取有效的质量控制措施，可以有效解决大体积混凝土结构施工中存在的裂缝控制、温度应力管理等问题，提高大体积混凝土结构的施工质量。

参考文献：

[1]李昊，张鹏.装配式混凝土框架结构施工控制研究[J].广东建材，2025，41（01）：149-152.

[2]马云星.工业建筑主体结构混凝土施工质量控制[J].中国井矿盐，2025，56（01）：26-27.

[3]谢睿智.高层建筑钢筋混凝土结构后浇带施工技术[J].中国水泥，2025，（01）：91-93.

[4]刘新博.超长大体积混凝土结构跳仓法施工技术[J].工程建设与设计，2024，（24）：130-132.2.

[5]马畅.建筑主体装配式混凝土结构施工技术分析[J].工程建设与设计，2024，（24）：142-144.