建筑工程中大體積混凝土分層澆筑的應(yīng)用

蔡建偉

建筑工程中大體積混凝土分層澆筑的應(yīng)用

蔡建偉

在大體積混凝土分層澆筑的過程中，施工人員需要根據(jù)實際情況進行分析，并選取最理想的施工方式進行，以保證大體積混凝土的澆筑質(zhì)量。本文先是對分層澆筑法的分類進行概述，又分別詳細闡述了分層澆筑具備的優(yōu)點、大體積混凝土的分層澆筑的溫度場與應(yīng)力場特點，最后對施工過程中需要注意事項的控制以及施工完成后對混凝土的保養(yǎng)工作進行簡要分析。

建筑工程；大體積混凝土；分層澆筑；應(yīng)用

隨著我國城市化進程的加快，建筑功能的要求也較為多變，大體積混凝土施工在建筑施工中較為普遍，而大體積混凝土常以大區(qū)段為一體繼續(xù)進行施工建設(shè)，體積較為厚重，因此水泥中存在的水化熱不易進行散發(fā)，導致混凝土溫度上升太高，而混凝土的抗拉能力又相對較小，因此混凝土出現(xiàn)裂縫的幾率較高。因此在大體積混凝土施工的過程中，如果大體積混凝土的厚度大于1.3m的話，就需要進行分層澆筑，以保證大體積混凝土的澆筑質(zhì)量，有效降低混凝土的裂縫出現(xiàn)幾率。本文筆者通過對大體積混凝土分層澆筑的應(yīng)用進行分析，以求能夠推動分層澆筑法在我國大體積混凝土澆筑中的發(fā)展。

1　分層澆筑法的分類

一般情況下，大體積混凝土澆筑過程中使用的分層澆筑法包括5種，施工人員可以根據(jù)大體積混凝土的實際情況選擇不同的分層澆筑法使用，以保證大體積混凝土的順利澆筑。

1.1全面分層澆筑法

是指根據(jù)基礎(chǔ)厚度的要求將大體積混凝土分成相應(yīng)的層數(shù)，然后進行水平方向的澆筑，而在混凝土澆筑的過程中，需要先從較短的一邊進行澆筑，逐漸過渡到長邊。而在進行逐層澆筑時，需要施工人員注意縮短相鄰兩層之間的間隔時間，且第二層混凝土澆筑開始時，第一層混凝土已經(jīng)結(jié)束初凝，不然的話，兩層混凝土之間的區(qū)域需要根據(jù)施工縫的方法進行。在大體積混凝土澆筑過程中，需要按照順序進行逐層澆筑，施工人員應(yīng)注意避免不平現(xiàn)象的出現(xiàn)。

1.2分段分層澆筑法

如果大體積混凝土的長度非常長的話，而澆筑現(xiàn)場的施工設(shè)備非常有限，但大體積混凝土的厚度不大，因此就需要對其使用分段分層澆筑法進行澆筑，對于混凝土的供應(yīng)量需求較小，與全面分層澆筑法存在較大區(qū)別。

1.3斜面分層法

沿長邊方向進行，從一端澆筑到另一端，如果混凝土自動流淌的話，傾斜度在8～10°之間，不會超過30°，需要使用振動棒進行振搗，且在振搗的過程中，為了保證兩層混凝土之間的連接性，振搗棒需要進入下層混凝土中5cm左右，如果有水的沁出的話，則需要使用集水井或者是排水口抽出。

1.4對稱分層澆筑法

對稱分層澆筑法是指從混凝土中間開始向兩邊推進行澆筑操作，或者是兩邊開始澆筑，向中間聚攏，但是如果在對稱分層澆筑的應(yīng)用過程中，一旦出現(xiàn)供料不及時的現(xiàn)象，比較容易出現(xiàn)裂縫，因此需要施工人員注意施工時間，以保證混凝土澆筑的質(zhì)量。

1.5斜面交錯與分層分段混合使用的澆筑法

在斜面交錯與分層分段混合使用的澆筑法使用的過程中，需要施工人員實現(xiàn)將澆筑基礎(chǔ)板分為2m/段，高度控制在0.25～ 0.35m之間，從一端向另一端進行施工，要保證前一層混凝土澆筑還為初凝，后一層混凝土就需要澆筑完成，保證混凝土澆筑的質(zhì)量。

2　分層澆筑具備的優(yōu)點

2.1溫度裂縫的有效控制

在建筑施工的過程中，混凝土的導熱性能較差，因此如果混凝土澆筑的厚度過大的話，混凝土內(nèi)部出現(xiàn)的水化熱現(xiàn)象就會導致混凝土的溫度大大上升，與混凝土外界的溫差較大，導致混凝土裂縫的出現(xiàn)。分層澆筑能夠有效減少混凝土澆筑的厚度，實現(xiàn)對溫度裂縫的有效控制。

2.2支模系統(tǒng)經(jīng)濟性高

在大混凝土澆筑的過程中需要使用整板結(jié)構(gòu)，而在傳統(tǒng)支模過程中，下層的樓面需要承受很高的荷載，對下層結(jié)構(gòu)造成了破壞。分層澆筑方案在混凝土澆筑中的使用，第一層支模可以對澆板荷載的承受，有效降低了支模系統(tǒng)的經(jīng)濟支出，具有良好的經(jīng)濟性。

2.3方便組織施工

大體積混凝土分層澆筑法能夠有效降低混凝土中的溫度，為施工提供了便利。在分層澆筑的過程中，工作人員需要弄清溫度立場與分層澆筑之間的關(guān)系，以便于分層澆筑的順利進行。

3　大體積混凝土的分層澆筑的溫度場與應(yīng)力場特點

在對大體積混凝土所具備的溫度應(yīng)力進行計算時，需要對熱傳導理論、結(jié)構(gòu)溫度以及結(jié)構(gòu)的瞬時溫度等進行計算，就可以確定力場。大體積混凝土需要對熱彈性力學進行詳細的考慮。

3.1溫度場邊界條件

大體積混凝土中所說的溫度場也就是常說的熱傳導。在大體積混凝土施工過程中，受到水泥水化的影響，會產(chǎn)生發(fā)熱的現(xiàn)象，因此溫度場的邊界不固定，隨時發(fā)生變化，因此在大體積混凝土中也存在著瞬態(tài)溫度場的問題需要計算和解決。分層澆筑法在大體積混凝土澆筑中的應(yīng)用，導致相鄰兩層混凝土之間存在著間隙，因此混凝土表面會接觸到空氣，比較方便混凝土澆筑的散熱，因此手算的理論在分層澆筑大體積混凝土中不適用。

3.2溫度應(yīng)力場邊界條件

凝土分層澆筑過程中相鄰兩層的混凝土約束需要根據(jù)巖石地基進行考慮，并將混凝土都當做是新澆混凝土來考慮，由于存在著收縮與松弛的現(xiàn)象，對第一層混凝土澆筑層所對應(yīng)的溫度應(yīng)力進行了有效緩解。由于分層，位于底層或者是中層的混凝土澆筑層，就對溫度應(yīng)力產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，而在中層混凝土降溫的過程中，底層混凝土無法進行自由收縮，會出現(xiàn)一個向外的拉力，也就是常說的溫度拉應(yīng)力，反之，底層混凝土層就會出現(xiàn)一個向內(nèi)的拉力，也就是中層混凝土施加給底層混凝土的一個約束力，導致底層混凝土發(fā)生收縮現(xiàn)象，屬于較為有利的方面。在混凝土分層澆筑的過程中，由于溫差導致混凝土發(fā)生收縮，且收縮量與齡期之間存在反比關(guān)系，例如在混凝土澆筑的過程中，底層混凝土先進行澆筑，且澆筑的時間要對中層混凝土早，因此中層混凝土所具備的收縮量會大于底層混凝土，且兩層混凝土之間的收縮不同步，中層混凝土會作用于底層，與地面產(chǎn)生的拉應(yīng)力實現(xiàn)了抵消，因此有效減少了貫穿性裂縫的發(fā)生。

4　施工過程的控制措施和混凝土的護養(yǎng)

施工過程中需要對混凝土的出機和澆筑溫度進行控制。在實際的研究中發(fā)現(xiàn)，降低出機溫度的最有效方法是對碎石溫度的降低，在溫度較高時，需要在砂石堆上鋪設(shè)遮陽棚來避免陽光的直接照射，另外在條件允許的情況下可以在混凝如攪拌用水中加入碎冰塊，并在攪拌結(jié)束前確保冰塊完全融化，在運輸中需要提高運輸效率從而縮短運輸時間。

在進行澆筑時為加大澆筑強度，可以用分層澆筑或分塊澆筑：分層澆筑可以對母層的厚度起到良好控制，根據(jù)實際的混凝土澆筑能力來進行，同時在進行下層澆筑時要保證上層混凝土還未初凝或未喪失重塑性，如果出現(xiàn)下層混凝土施工無法在上層初凝前完成的情況，那就需要4～7d的間歇，在上層混凝土已經(jīng)達到一定強度后再進行下層的澆筑，最后對兩層間的毛邊和雜質(zhì)進行清理；分塊澆筑是在截面面積超過100m2且前層混凝土未初凝時，對下層澆筑振搗的完成，分塊澆筑的每塊平均面積大于50m2，高度不大于1.5m，這樣可以使分塊區(qū)域有合理的分布，對于分塊之間的空隙需錯開并做成企口，按照施工縫進行處理。

在施工完成后，因為大體積的混凝土很容易受到陽光曝曬和雨水沖刷等自然環(huán)境的影響，而造成表面溫度與內(nèi)部溫度的不均勻形成裂縫。所以對混凝土要進行一定的護養(yǎng)：在澆筑完成后，適當?shù)奶砑痈采w物和進行灑水，確保冷卻水的供應(yīng)充足；并且盡可能的減小室內(nèi)外的溫度差，在混凝土的表面和內(nèi)部均可以設(shè)置溫度觀測儀器，對溫度的變化加強觀測，盡量控制混凝土的內(nèi)外溫差小于25℃，這對混凝土今后的使用壽命和安全性都有很大程度的提高。

5　結(jié)語

綜上所述，建筑功能多樣化的發(fā)展便，對于建筑的施工技術(shù)也提出多樣的要求，因此建筑施工技術(shù)也需要隨著時代的發(fā)展而不斷發(fā)生變化，以解決施工建設(shè)中存在的問題，推動我國建筑行業(yè)的發(fā)展與進步。分層澆筑在大體積混凝土澆筑的過程中應(yīng)用時，不僅能夠有效降低混凝土中溫度裂縫的發(fā)生率，而且還能減少資金成本的投入，實現(xiàn)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]章生根.淺談建筑工程中大體積混凝土澆筑質(zhì)量控制[J].中華民居，2012（12）.

[2]鄧正友.關(guān)于建筑工程中大體積混凝土基礎(chǔ)澆筑方案[J].城市建筑，2013（06）.

[3]魏文平.建筑工程中大體積混凝土無縫施工技術(shù)的應(yīng)用[J].城市建筑，2013（16）.

[4]蔡文明.大體積混凝土底板溫度裂縫控制研究及仿真分析[D].蘭州理工大學，2011.

[5]林建祥.論建筑工程中大體積混凝土澆筑的施工技術(shù)[J].中國住宅設(shè)施，2010（07）.

[6]王軍璽，楊華中.大體積混凝土溫度場仿真分析在ANSYS上的實現(xiàn)[J].蘭州交通大學學報，2008（04）.

[7]王丹.淺談建筑工程中大體積混凝土的施工技術(shù)[J].科技信息，2011（01）.

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