土木工程中大体积混凝土结构施工技术研究

摘  要：本文聚焦于土木工程中大体积混凝土结构施工技术，深入探讨大体积混凝土结构的特点、施工难点，分析其施工过程中的关键技术要点，并针对可能出现的问题提出相应解决措施，旨在为提高大体积混凝土结构施工质量提供理论支持与实践指导。通过对原材料选择、配合比设计、温度控制、浇筑与振捣及养护等方面的研究，确保大体积混凝土结构在土木工程中发挥稳定且可靠的作用。

关键词：土木工程；大体积混凝土结构；施工技术；温度控制；裂缝防治

引 言

随着我国城市化进程的加速，土木工程建设规模不断扩大，大体积混凝土结构在高层建筑基础、大型桥梁墩台、水利大坝等工程中得到广泛应用。大体积混凝土结构由于其体积大、水泥用量多等特点，在施工过程中易产生温度裂缝，影响结构的耐久性和安全性。因此，深入研究大体积混凝土结构施工技术，对于保证土木工程质量、延长结构使用寿命具有重要意义。

一、大体积混凝土结构的特点与施工难点

（一）大体积混凝土结构的特点

体积大：大体积混凝土结构的最小尺寸一般大于1m，其内部水化热不易散发，易导致混凝土内部温度升高，与表面形成较大温差。

水泥用量多：为满足结构强度要求，大体积混凝土通常需要较多的水泥用量，这进一步加剧了水化热的产生。

耐久性要求高：大体积混凝土结构多应用于重要的土木工程，如大坝、高层建筑基础等，对耐久性要求较高，需抵抗各种环境因素的侵蚀。

（二）大体积混凝土结构的施工难点

温度控制难度大：水泥水化热产生的高温以及混凝土内部与表面的温差，易引发温度应力，当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。如何有效控制混凝土内部温度上升幅度和内外温差，是大体积混凝土施工的关键难点。

裂缝防治难度大：除温度裂缝外，大体积混凝土还可能因收缩、地基不均匀沉降等因素产生裂缝。由于结构体积大，裂缝一旦出现，修复难度较大，且可能对结构的整体性和耐久性造成严重影响[1]。

施工工艺要求高：大体积混凝土浇筑量大，持续时间长，需要合理安排施工顺序、控制浇筑速度，确保混凝土的均匀性和密实性。同时，振捣过程也需严格控制，避免过振或漏振。

二、大体积混凝土结构施工关键技术要点

（一）原材料选择

水泥：优先选用水化热较低的水泥品种，如中低热的矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。同时，要严格控制水泥的细度、安定性等指标，确保水泥质量稳定。例如，在大型水利工程的大体积混凝土施工中，矿渣硅酸盐水泥因其水化热低、后期强度增长稳定等特点被广泛应用。

骨料：粗骨料宜选用粒径较大、级配良好的碎石，可减少水泥用量，降低水化热。细骨料选用中砂，其颗粒级配应符合要求，含泥量应控制在较低水平。良好的骨料级配能有效提高混凝土的和易性和密实性。

外加剂：合理使用外加剂可以改善混凝土的性能。如缓凝剂可延缓水泥水化速度，降低水化热峰值；减水剂能减少混凝土的用水量，提高混凝土的强度和耐久性。在大体积混凝土施工中，通过添加适量的缓凝型减水剂，可有效控制混凝土的凝结时间和工作性[2]。

（二）配合比设计

降低水泥用量：在满足混凝土强度和耐久性要求的前提下，尽量减少水泥用量。可通过掺加粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料来替代部分水泥，不仅能降低水化热，还能改善混凝土的和易性和耐久性。例如，在高层建筑基础大体积混凝土施工中，掺加一定比例的粉煤灰，可有效降低水泥用量，减少水化热的产生。

控制水灰比：水灰比是影响混凝土强度和耐久性的重要因素。合理控制水灰比，既能保证混凝土的工作性，又能提高其强度和抗渗性。一般大体积混凝土的水灰比宜控制在0.4 - 0.6之间。

优化配合比参数：根据工程实际情况，通过试验确定最佳的砂率、外加剂掺量等配合比参数，确保混凝土具有良好的工作性能和力学性能。例如，通过试配确定合适的砂率，使混凝土在保证和易性的同时，具有较高的强度[3]。

（三）温度控制

混凝土内部温度监测：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温度变化。通过温度监测，掌握混凝土内部温度分布情况，为采取温控措施提供依据。一般在混凝土浇筑后，前3-5天内每2-4小时监测一次，5天后可适当延长监测间隔时间。

降低混凝土入模温度：在高温季节施工时，可采取对原材料降温的措施，如对骨料进行遮阳、喷水降温，采用低温水搅拌混凝土等，降低混凝土的入模温度。同时，合理安排浇筑时间，尽量选择在早晚气温较低时进行浇筑。

内部降温措施：对于体积较大的混凝土结构，可采用埋设冷却水管的方法进行内部降温。通过循环冷却水带走混凝土内部的热量，控制混凝土内部温度上升幅度。冷却水管应根据混凝土结构尺寸和温度场分布合理布置，确保降温效果均匀[4]。

表面保温措施：混凝土浇筑后，及时进行表面保温养护，减少混凝土表面热量散失，缩小混凝土内部与表面的温差。可采用覆盖塑料薄膜、草帘、棉被等保温材料的方式进行保温。保温材料的厚度应根据混凝土内部温度和环境温度进行调整。

三、大体积混凝土结构施工常见问题及解决措施

（一）温度裂缝

问题分析：温度裂缝主要是由于混凝土内部水化热产生的高温与表面温度形成较大温差，导致温度应力超过混凝土的抗拉强度而产生。

解决措施：严格控制混凝土的原材料质量和配合比，降低水化热；加强温度监测，及时采取温控措施，如调整冷却水管通水流量、加强表面保温等；在混凝土中掺加适量的膨胀剂，补偿混凝土的收缩，减少温度裂缝的产生。

（二）混凝土强度不足

问题分析：混凝土强度不足可能是由于原材料质量不合格、配合比不当、施工过程中振捣不密实或养护不及时等原因导致。

解决措施：加强原材料检验，确保原材料质量符合要求；优化混凝土配合比，通过试验确定合理的配合比参数；严格控制施工过程，保证混凝土振捣密实；加强养护管理，确保混凝土在适宜的温度和湿度条件下养护，促进强度增长。

（三）混凝土表面缺陷

问题分析：混凝土表面可能出现麻面、蜂窝、孔洞等缺陷，主要原因是混凝土振捣不密实、模板表面不光滑、脱模剂涂刷不均匀等。

解决措施：改进振捣工艺，确保混凝土振捣密实；加强模板施工管理，保证模板表面平整光滑，脱模剂涂刷均匀；对已出现的表面缺陷，应根据缺陷的严重程度采取相应的修补措施，如表面抹浆修补、细石混凝土填补等[5]。

四、结论

大体积混凝土结构在土木工程中具有重要地位，其施工技术的合理应用直接关系到工程质量和结构安全。通过对原材料选择、配合比设计、温度控制、浇筑与振捣及养护等关键技术要点的严格把控，能够有效解决大体积混凝土结构施工过程中的温度控制、裂缝防治等难题，确保大体积混凝土结构的施工质量。同时，针对施工中可能出现的温度裂缝、强度不足、表面缺陷等问题，采取相应的解决措施，进一步提高大体积混凝土结构的施工水平。在未来的土木工程建设中，随着技术的不断进步，大体积混凝土结构施工技术将不断完善和创新，为推动土木工程行业的发展提供有力支持。

参考文献：

[1]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.

[2]葛明.钢骨混凝土组合结构在超高层建筑施工中的应用[J].砖瓦，2025，（01）：161-163+166.

[3]宋建峰.混凝土施工技术在房屋建筑工程中的实施探析[J].建材发展导向，2025，23（01）：106-108.

[4]林凯.BIM技术在型钢混凝土结构施工中的应用[J].江苏建材，2024，（06）：112-113.

[5]李玉欣.土木工程中大体积混凝土结构施工技术运用[J].产品可靠性报告，2024，（12）：141-143.