建筑施工大体积混凝土浇筑技术要点分析

引言:近年来，随着建筑工程规模的不断增大，大体积混凝土结构得到了越来越广泛的应用。然而，大体积混凝土施工也面临着诸多技术难点和质量隐患，尤其是在温度收缩应力作用下极易产生有害裂缝，严重影响结构性能。为此，必须采取科学有效的施工工艺和质量控制措施，切实提高大体积混凝土结构的施工质量和使用性能。

1 大体积混凝土的特点和温度裂缝成因

1.1 大体积混凝土的特点

大体积混凝土泛指混凝土结构物最小尺寸不小于1m，或因混凝土内部温度变化和收缩可能导致有害裂缝的混凝土。与普通混凝土相比，大体积混凝土具有以下特点：

(1)浇筑体积大，内部散热困难。水泥水化放热会使混凝土内部积聚大量热量，中心温度远高于表面，温差梯度大。

(2)收缩变形大，易产生温度应力。外表失水干燥收缩而内部混凝土膨 胀，导致内外变形不一致，产生巨大拉应力。

(3)结构约束大，抗裂能力低。刚性基础或老混凝土的约束会限制混凝 土变形，进一步加剧温差收缩应力。

(4)早期强度发展慢，抵抗变形能力差。浇筑初期混凝土塑性大，抗拉和抗裂性能较低，在温度收缩应力下易开裂。

1.2 温度裂缝的成因分析

大体积混凝土温度裂缝的形成是多种因素综合作用的结果，主要包括以下几个方面：

(1)水泥水化热引起的内外温差应力。水泥水化放热导致混凝土内部温度急剧上升，而表面散热快，形成较大的温度梯度，进而产生温度应力。当温度应力超过混凝土抗拉强度时，就会导致表面裂缝的产生。

(2)干燥收缩引起的拉应力。混凝土表面水分蒸发较快，会产生干缩应变，而内部混凝土变形相对滞后，两者变形差异导致拉应力。这种干燥收缩拉应力往往是导致混凝土表面裂缝的主要原因。

(3)结构约束效应产生的附加应力。大体积混凝土通常浇筑在刚性基础或已硬化的老混凝土上，这些部位会对其产生较大的约束作用，限制混凝土的自由变形，引起附加拉应力。

(4)外荷载引起的拉应力。在混凝土强度不高的情况下，外荷载如自重、模板侧压力等也会在结构的薄弱部位产生有害拉应力，导致裂缝萌生。

(5)施工工艺和养护措施不当。如果混凝土振捣不实，或者表面收浆和养护不及时，都会加剧表面水分蒸发，引起更大的干缩应力，提高裂缝风险。

2 大体积混凝土施工的技术要点

2.1 材料选择和配合比设计

大体积混凝土施工首先要做好材料选择和配合比设计。在材料选用时，水泥应优先采用低水化热品种，如粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等。水泥标号和凝结时间也应根据结构要求合理选定。粗骨料最大粒径不宜过大，细骨料宜选中砂，级配良好。可掺加减水剂和缓凝剂改善工作性。拌合用水应洁净无杂质，夏季浇筑时可加冰屑降温。

在配合比设计时，应遵循"低热、低泌水、高强、高流态"的原则，在满足强度和工作性要求的前提下，尽量降低水泥用量，掺加矿物掺合料，控制水胶比，减少泌水收缩，优化骨料级配，提高和易性，降低入模温度。必要时，还可掺加膨胀剂或抗裂纤维，提高混凝土抗裂和抗渗性能。

2.2 科学组织浇筑施工

在大体积混凝土浇筑施工中，科学合理的浇筑组织至关重要。首先要根据结构特点和施工条件，综合考虑混凝土性能、温度控制、工期要求等因素，合理划分施工缝和浇筑分块。一般来说，单次浇筑体积不宜过大，浇筑上升速度不宜过快，以避免因水化热积聚导致温度急剧升高。

采用分层浇筑是控制温度和保证质量的有效措施。每层混凝土的浇筑厚度应严格控制在 40cm 以内，间歇时间不宜超过 2h，这样可以使混凝土层间充分结合，避免产生冷缝。在浇筑过程中，应保持连续均匀，采用纵向分层、两端对称的方式推进，防止出现偏荷或温度应力集中。

混凝土的振捣密实也是浇筑施工的重点。插入式振动器可以有效填充石子间的空隙，排出混凝土内部的气泡，提高其密实度。但振捣时要把握好频率和时间，快插慢拔，均匀分布，避免出现漏振或欠振等问题。针对混凝土表面易产生沁水、蜂窝等缺陷，可在终凝前进行二次振捣，使水分均匀分布，改善表层质量。

浇筑完成后，还要及时做好混凝土表面的抹面和养护工作。一方面要在初凝后及时修整表面，刮平、压光，另一方面要用塑料薄膜覆盖保湿，尽量减少水分蒸发，避免表面干缩开裂。

2.3 加强温度监测和温差控制

大体积混凝土由于其浇筑体积大、水化热释放集中等特点，极易产生较大的内外温差，引起温度应力，导致结构开裂。因此，加强温度监测和控制是大体积混凝土施工中的关键环节。

首先要建立完善的温度监测系统，根据结构尺寸和形状，合理布设温度传感器。一般应在混凝土表面、底面和核心区域设置测点，全面准确地监测内部温度变化情况。在前 7 天内，测温频率应不低于每 4 小时一次，随后可根据温度变化趋势适当减少。当监测数据显示混凝土内外温差超过25°C ，或内部最高温度超过 70^∘C 时，必须立即采取有效的降温保温措施。

在实际施工中，可根据季节特点和工程条件，灵活运用多种温控手段。夏季施工时，可在施工现场搭设遮阳棚，阻隔太阳辐射，降低混凝土表面温度。在拌合物中掺加适量冰屑，可有效降低入模温度。预埋冷却水管是控制核心温度的重要措施，通过循环通水，可持续降低内部温度。

冬季施工则要注重保温防冻，避免混凝土内外温差过大。一般采用加热棚、蓄热保温等措施，必要时可在拌合物中掺加早强剂或防冻剂。开仓散热是利用环境温度带走水化热的有效方法，通过适时拆除保温层，可加速混凝土内外温度趋于一致。

2.4 综合运用防裂措施

为最大限度控制大体积混凝土裂缝，应结合工程实际，综合采取有效的防裂措施。首先是优化结构设计，尽量减少约束，必要时设置后浇带，释放温度变形。其次是合理安排施工工序，避开高温时段，减少热量积累。与基础或老混凝土交界面可设置沥青砂隔离层，降低约束应力。大体积混凝土内部宜预埋冷却水管，通水降温，也可设置冷却剂抽换管路。拆模时间应尽量延后，待强度达到设计要求后分阶段进行。

此外，混凝土养护工作必须全面到位。浇筑结束后应立即采取洒水、覆盖等养护措施，保持混凝土表面湿润，时间不少于 14d 。养护用水应洁净低温，养护过程中要防止暴晒、暴冻及剧烈振动等不利影响。

结语:综上所述，大体积混凝土施工技术的关键在于全过程、多环节的精细化管理和质量控制。从原材料选用到施工工艺，从温度监测到防裂措施，每一个细节都必须严格把关、科学实施。只有切实做到"控温、控差、控变形、促养护"，才能确保大体积混凝土结构的施工质量，提高其耐久性和安全性。当前，大体积混凝土施工技术还有待进一步创新优化，需要设计、施工、材料、设备等各方通力合作，加强技术集成，强化过程管控，注重数字化应用，不断完善标准规范，推动行业进步。相信随着新技术、新工艺、新材料的不断发展，必将极大提升大体积混凝土工程的建设水平，更好地服务于城乡建设事业。

参考文献：

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