建筑工程施工中大体积混凝土技术的运用要点分析

引言

随着社会的不断发展，我国的建筑工程规模越来越大，建筑工程的结构也变得更加复杂。在高层建筑施工中，大体积混凝土施工是比较常见的一种施工技术，这种施工技术主要是针对一些较大的建筑物而进行的，在高层建筑中使用大体积混凝土施工技术能够提高建筑物的稳定性和安全性，避免建筑物出现裂缝等问题。在进行大体积混凝土施工时，需要对各种因素进行综合考虑，确保混凝土能够顺利地浇筑施工，但是由于高层建筑体积较大，在进行混凝土浇筑时会存在一定的温度差，如果不能对温度差进行有效控制，会导致大体积混凝土出现裂缝等问题，以致影响工程的整体质量，因此，施工人员应该对大体积混凝土施工技术进行全面分析，然后采取科学合理的措施，保证大体积混凝土施工能够达到相关标准要求，为建筑工程的顺利开展提供良好的保障。

1 大体积混凝土特点分析

1.1 混凝土使用方量多

众所周知，混凝土材料是由多种原材料按比例搅拌混合而成的工程材料，随着时间的推移，内部水泥材料会发生硬化反应，而后表现为强度逐步提升。为了保障混凝土结构在施工过程中的质量，其一般要求单次施工需要进行连续浇筑，同时混凝土也具有可操作时间的要求。从施工组织设计的角度进行分析，需考虑大体积混凝土对于材料的需求量，且其要求材料到货供应的及时性，相比一般混凝土工程而言，此部分的应用难度更大。若出现混凝土供应量不足、浇筑不连续、超出可操作时间的问题，则会导致构件分层断开、强度不足等情况。

1.2 施工质量控制难度大

大体积浇筑施工过程中主要难题是温度应力造成的裂缝问题，由于混凝土浇筑短时间内方量大、水化热高，混凝土结构物在内外散热不均匀及受到内外约束的情况下，混凝土结构内部会产生较大的温度应力，导致产生裂缝，为混凝土结构质量埋下隐患。裂缝主要分为两种，一种为表面裂缝，另一种为贯通裂缝。表面裂缝产生的原因主要是混凝土表面和内部散热条件不同，温度外低内高，形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力、表面产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起表面裂缝。贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度时，混凝土温度逐渐降低引起变形，加上混凝土失水引起体积收缩变形，同时又受到地基和其他结构边界条件的约束，从而引起拉应力，此拉应力超过混凝土的抗拉强度故产生贯通整个结构体的裂缝。对于本次的振动台基础结构，这两种类型的裂缝都是不允许的，都为有害裂缝。因为振动台属于动力基础，基础的各个方向都要承受振动荷载，尤其是加振器底板锚固区承受的动力荷载尤为巨大。如果基础的重要部位出现裂缝，在高频小位移重载时，加振器底板锚固螺栓由于裂缝的原因不能和基础紧固连接，将会极大地破坏振动台基础的整体刚性，加振器无法有效传递激振力，基础也有可能因此而报废，更有可能造成质量事故。

1.3 材料水化热的影响

混凝土的主要成分之一是水泥，是混凝土材料胶凝

强度的主要来源，也可将其他组分材料凝结为一个整体。由于材料自身特质和作用机理，水泥材料在水化反应的过程中会释放大量的热。水化热是影响混凝土质量的原因之一，一是由于材料的热胀冷缩特征，水泥的放热过程会导致混凝土材料整体膨胀，而作为刚性材料，这种热膨胀会导致混凝土呈现出开裂；二是水化热过程会使得混凝土内部出现气体，从而造成混凝土可能存在内部疏松、表面存在麻面的情况。大体积混凝土相比于普通混凝土而言，这种作用机理更为明显，其内部的热量无法在自然散热下完全散发，内外表面温差更大，若管理不当，则各类质量问题会更加显著。

2 大体积混凝土施工技术研究

2.1 工程施工前期规划

大体积混凝土工程的前期规划工作包括：

（1）完善施工组织设计。项目施工组织设计可指引施工工作的推行，大体积混凝土在进行施工组织设计的过程中，需要明确工程结构的浇筑施工次序、施工方量，结合混凝土材料的运输和生产周期，对于工人、运输车辆等进行统筹。通过施工组织设计方案的指引，可确保混凝土施工工作按计划稳步推进，同时减少由材料断货、工人数量不足等情况造成的影响。（2）保障材料供应体系。大体积混凝土施工过程中需要考虑材料连续供应需求，因此在施工前应明确混凝土材料来源；若为项目自产混凝土，则需保障拌合站和项目地之间距离合理，并具有组分材料和生产过程控制体系。对于大体积混凝土，宜采用商品混凝土，因其品质稳定、供应量充足，能够匹配大体积混凝土的浇筑生产作业。（3）工程深化设计方案。大体积混凝土在施工前应进行设计方案的深化，因混凝土体积的增加，在进行施工时会出现实际情况与预先设计方案不符的问题，从而影响施工，或因单次施工体积过大而造成质量影响、安全隐患。通过设计方案深化的方式，对于方案进行进一步细致优化，如通过后浇带施工的方式进行使用，或在合适的位置预留伸缩缝。深化后的设计方案与工程内容更为匹配，实现质量和安全的保障。

2.2 制作和运输

第一，混凝土制作和运输能力要满足混凝土浇筑工艺要求，并应满足施工工艺对坍落度、和易性、保水性等技术要求。第二，搅拌时间。根据确定的配合比，拌合混凝土的时间宜为1～1.5min_⨀ 。搅拌时间不足时会影响混凝土的质量和性能，甚至产生离析现象。第三，搅拌方式。搅拌机应采用强制式搅拌机，搅拌应保证混凝土拌和物质量均匀，同一盘混凝土进行充分的均质要满足国家相关规范要求。第四，混凝土运输。混凝土运输应采用混凝土搅拌运输车，运输车要采用防晒、防雨等措施。运输车数量应满足混凝土浇筑工艺要求。第五，运输过程严禁通过加水调整拌合物的性能，采用补充外加剂进行调整时，搅拌运输车要快速搅拌且时间要大于两分钟。

2.3 温控措施

为保障施工时可以有效控制构件温度，提高质量。大体积混凝土施工中采用冷凝管内部温控 + 表面覆盖养护的措施对构件进行保温，确保其内部温度与外部温度之差始终处于可控范围内。在冷凝管的进水口位置安装增压泵，在出水口安装三通水阀，这样不仅能够使冷凝管中的水实现循环利用，还可将用不到的水及时排到集水池，避免水源浪费。在基础底板浇筑施工前五个小时，打开冷凝管水循环系统，待管内水温度和外界温度一样之后，再开始进行浇筑施工，这样水循环系统便能够吸收一部分混凝土水化反应散发出的热量，以此来达到减缓温升及延缓水化热峰值出现的目的。浇筑过程中，通过实际温度监测明确循环水的补充频率，采用自动化控制系统对水循环系统进行自动化控制。比如，当混凝土内部温度 < 15℃时，便暂停冷凝管水循环系统运行，待温度 >15^∘（ 后便开启水循环系统。同时，采用表面覆盖养护，并适当洒水保持混凝土表面湿润，可有效控制混凝土表面温度流失，使混凝土内外温度差处于合理范围内。

2.4 模板与钢筋工程技术

对于大体积混凝土配套的模板工程，在进行施工安装的过程中，其技术要点包括：（1）根据混凝土的浇筑方案和施工要求，对模板进行详细的设计。尤其考虑到大体积混凝土对于模板的剪切力和侧向压力较大，因此模板应具有足够的刚度和稳定性，防止变形和移位。（2）在浇筑混凝土前，进行模板的安装工作。安装时应按照设计要求，确定模板的安装位置和固定方式，采用对拉螺栓、支撑架等措施，确保模板的稳定性和刚度。（3）对于大型模板，应采用机械安装和拆除，避免人员操作失误造成安全事故。对于大体积混凝土钢筋工程，在进行施工的过程中需明确的技术要点有：（1）大体积混凝土的钢筋工程需要使用大量的钢筋，其性能要求、形状、尺寸各异，因此需要按照设计方案对钢筋进行加工和布置。（2）构件尺寸较大对于钢筋骨架的尺寸也会有影响，难以避免的是钢筋连接的问题，在施工时需要采用可靠的连接方式，如焊接、机械连接等，确保钢筋连接牢固、稳定。（3）钢筋材料外侧应具有保护层，以保护钢筋不受腐蚀和破坏。保护层厚度应该符合设计要求，一般不小于 20mm ，并采用专门的保护层垫块进行固定。（4）作为隐蔽工程，在浇筑混凝土前，需要检查钢筋的加工、布置、连接、保护层等方面是否符合设计要求和施工规范。

2.5 严格施工后检查流程

对浇筑后的混凝土进行严格检查，若发现潜在开裂风险即刻修复。混凝土浇筑完成后，可通过二次振捣清除水分和空隙，减少初凝裂缝。采用超声波检测或多项无损评估方法对与早期开裂密切相关的混凝土性能进行监测和评估，彻底审查所有材料和设计特征，并检查主要施工程序是否普遍存在裂缝。若存在引水情况，在混凝土表面涂抹干水泥粉，以减少新拌混凝土形成早期裂缝的可能性。最后，开发一个数据库来记录、分析和检查混凝土中早期裂缝的形成和原因，因为裂缝的类型、来源和位置可能会有所不同，该数据库将允许更准确地预测和模拟早期裂缝。

2.6 大体积混凝土养护技术

（1）建立混凝土养护监测机制，可通过传感器结合物联网技术，对于混凝土表面温度、内部温度、模板形变情况、内部应力情况等方面进行持续性的收集和跟进，同时对于异常的温度提升和构件位移建立预警机制，能够对养护过程中发生的温度变化、模板松动等情况做到及时察觉，以便于管理人员做出及时正确的处理，减少质量风险问题。（2）针对大体积混凝土，应适当延长养护时间和模板拆除时间，以及延长连续施工之间的时间间隔。可根据混凝土构件的具体体积、形状、设计强度，制定养护方案，或在进行模板拆除前，在混凝土构件的顶面、侧面等位置通过回弹检测等手段判断强度情况，而后逐步依次进行模板的拆除。（3）大体积混凝土养护过程中的温湿度控制要求更为严格，可结合环境情况，对温度和湿度制定相应标准。例如，在夏季高温时，可以通过洒水降温、覆盖湿布等方式控制混凝土表面温湿度；而在冬季低温时，则可以通过添加保温材料、喷淋热水等方式控制混凝土表面温湿度。此外，针对大体积混凝土，可通过在内部布置冷水循环管的方式实现内外温度的均衡，为某混凝土构件内部循环水管布置示意图。在养护过程中，通过水循环降温的形式可实现混凝土质量的有效控制。

结语

综上所述，大体积混凝土施工是高层建筑中的一项重要施工技术，对其进行科学的施工管理，有利于提高高层建筑的施工质量，减少高层建筑施工过程中产生的各种问题，使高层建筑可以发挥其使用价值，为人们提供更加安全舒适的居住环境。

参考文献

[1] 李霖霖 ， 张华 ， 张冲 ， 等 . 基于水化温升综合法的大体积混凝土配合比优化设计与关键施工技术 [J]. 混凝土 ，2022（12）：127-130+135.

[2] 马国锋 . 大体积混凝土工程中水冷却温度控制技术的应用 [J]. 建筑技术开发 ，2022，49（12）：120-122.

[3] 易志伟 . 现代房屋建筑工程中大体积混凝土施工技术的应用分析 [J]. 中国建设信息化 ，2021（11）：66-67.

[4] 许彤 . 房屋建筑施工中钢筋混凝土结构施工技术的应用分析 [J]. 中国建筑金属结构 ，2021（5）：112-113.

[5] 袁伟财 . 桥梁工程施工中大体积混凝土裂缝成因及处理措施研究 [J]. 工程技术研究 ，2022，7（19）：111-113.