淺談城市隧道大體積混凝土施工質(zhì)量控制

江蘇省高郵市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站,江蘇 高郵 225600

應(yīng)用大體積混凝土開展城市隧道工程施工，不僅要確保結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性、剛度、強度等性能符合要求，還要注意對混凝土硬化時內(nèi)部材料水化放熱導(dǎo)致的溫差進行控制，避免由于溫度應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫、大體積混凝土要用的水泥較多，所以水化后引起的收縮應(yīng)力與溫度應(yīng)力也比較大，這正是裂縫產(chǎn)生的原因。施工單位要從選用原材料、控制施工環(huán)節(jié)等方面著手嚴格落實施工質(zhì)量控制措施，減少混凝土的約束力與內(nèi)外溫差，提高施工質(zhì)量與施工安全性。

1 大體積混凝土及其應(yīng)用范圍

1.1 大體積混凝土的定義

混凝土結(jié)構(gòu)物實體的最小幾何尺寸再1m 以上的大體量混凝土，或者預(yù)測會由于凝膠材料水化造成的溫差與收縮而出現(xiàn)有害裂縫的混凝土就是大體積混凝土。

1.2 大體積混凝土的應(yīng)用范圍

大體積混凝土并非指混凝土的總方量大，而是涉及邊長、厚度和體積三個方面。通常情況下，如果混凝土的厚度在1m以上，邊長在200mm 以上，且體積在400m3以上，那么就將其歸類為大體積混凝土。如果工程項目施工中采用的施工技術(shù)或現(xiàn)場的施工條件需要控制混凝土的凝結(jié)時間，那么也要當(dāng)做大體積混凝土落實施工質(zhì)量控制措施。目前大體積混凝土的應(yīng)用范圍十分廣泛，包括隧道、承臺、大型橋梁結(jié)構(gòu)、水利大壩、大型設(shè)備基礎(chǔ)、高層樓房基礎(chǔ)等都要用到大體積混凝土施工［1］。

2 城市隧道大體積混凝土的施工質(zhì)量控制措施

2.1 科學(xué)選用混凝土原材料

在選擇大體積混凝題的施工材料時，首要條件就是水熱要低，如粉煤灰水泥、礦渣水泥等都比較適合，另外還要通過加入外加劑、加入混合料等途徑限制水泥使用量，避免產(chǎn)生過多水化熱，造成較大的內(nèi)外溫差。在確?；炷翉姸冗_標的基礎(chǔ)上，加入適量緩凝減水劑，少用一些水泥，緩解膠凝材料的水化放熱，可以促進混凝土內(nèi)部溫度散發(fā)，從而降低內(nèi)外的溫度差。施工人員可以在冷卻集料上澆水來控制溫度，尤其是冷卻粗集料效果更好，澆水后其溫度降低，形成的混凝土初始溫度也比較低，在水泥水化放熱時，粗集料可以吸收熱量，避免混凝土內(nèi)部過熱。若施工在炎熱的夏季進行，施工單位要注意搭建棚子存放材料，或者用遮光布覆蓋，以免陽光直接照射導(dǎo)致溫度升高［2］。

2.2 嚴格控制各個施工環(huán)節(jié)

在大體積混凝土的澆筑施工中，合理控制澆筑厚度與施工進度能促進散熱。首先要將澆筑厚度減小，這樣方便散熱，還要精細施工、緩慢澆筑，有助于散發(fā)水化產(chǎn)生的熱量，避免由于混凝土內(nèi)部與外部溫度差過大而產(chǎn)生裂縫。另外還要控制澆筑溫度，施工人員可以加入一些卵石、毛石等起到吸熱作用，而且還能減少材料用量，但要注意比例的控制，而且石塊的強度?？箖鲂缘刃阅芤_標?？梢杂帽鳛榘韬纤蚣尤胍恍┍鶋K，讓澆注溫度在10℃以下。降低溫度后，拌合物的用水量也會減少，所以有助于配合比，而且能使初凝溫度降低。若施工時天氣寒冷或氣溫驟降，需要做好保溫措施，注意養(yǎng)生，以免由于外界溫度降低導(dǎo)致內(nèi)外溫差增加，造成混凝土裂縫［3］。

2.3 改善混凝土約束力條件

如果大體積混凝土的構(gòu)件平截面太大，澆筑耗時過長，難以在前層混凝土可以重塑或者初凝前結(jié)束次層澆筑，施工人員應(yīng)先劃分區(qū)塊再澆筑。首先，分塊必須合理，每一塊的面積都要在50m3以上，高度則最好再2m 以下，各區(qū)塊彼此間的豎向接縫要平行于平截面的短邊，并且垂直于長邊，上層與下層相鄰混凝土之間的豎向接縫要相互錯開，形成企口。而且要當(dāng)做施工縫加以處理、再大型混凝土基礎(chǔ)的施工中，為避免受到嵌固作用的影響，可通過鋪設(shè)卷材、刷瀝青等形式將滑動層設(shè)在基礎(chǔ)混凝土和墊層或者巖石地基之間，將約束力釋放出來，降低其對混凝土造成的拉力。除此之外，要運用二次投料法進行澆筑，重視早期養(yǎng)護工作。科學(xué)控制骨料級配與混凝土的泥沙含量，加入適量膨脹劑，充分振搗，按照結(jié)構(gòu)形狀在容易出現(xiàn)裂縫的位置添加構(gòu)造配筋，使混凝土的抗拉能力提升。

2.4 控制溫度提高抗拉強度

外界溫度變化是影響大體積混凝土施工質(zhì)量的一個重要因素。當(dāng)外界溫度較高時，混凝土澆筑溫度也會比較高，隨著外界溫度降低，混凝土表面溫度也隨之降低，尤其是氣溫突然大幅下降時，混凝土外層和內(nèi)層間會形成較大的溫度差，不利于后續(xù)施工。目前比較有效的控溫途徑就是控制混凝土中膠混材料的數(shù)量與種類，讓標號低的水泥1 周齡期的水化熱≯0.081w/g，5 周齡期水化熱≯0.093w/g。另外，選擇粉煤灰、火山灰的混合材料取代膠混材料能夠緩解溫度升高，具有降溫與延緩發(fā)熱的作用，只是要延長冷卻水管的使用時間。倘若可以將膠混材料在配合比中的使用量控制在140kg/m，那么大部分混凝土的溫度升高都能限制在19℃以下，同時可以大大減少裂縫的產(chǎn)生。在城市隧道大體積混凝土施工中，技術(shù)人員不能只根據(jù)自身經(jīng)驗控制溫差來減少裂縫，而要注意溫差和溫度應(yīng)力的雙重控制，通過雙管齊下從根本上杜絕裂縫的產(chǎn)生，尤其是貫穿性裂縫。施工單位在施工時要將質(zhì)量控制措施落實于各個環(huán)節(jié)，在準備階段就要科學(xué)選擇原材料，合理控制外加劑的用量。必須注意不能加入過量的緩凝劑，這樣混凝土無法在預(yù)訂時間內(nèi)終凝，強度也無法滿足要求，所以要加入適量緩凝劑，確保在工期內(nèi)完工，增加經(jīng)濟效益。

2.5 注重混凝土的定期養(yǎng)護

組成混凝土施工的重要部分之一就是養(yǎng)護，對于大體積混凝土施工而言，養(yǎng)護工作更是必不可少的。進行正常養(yǎng)護時，混凝土的齡期約長其強度也會隨之提高，這是因為膠凝材料一直在發(fā)生水化，濕度條件、溫度條件等都會影響水化速度。

3 總結(jié)

綜上所述，在城市隧道工程中，大體積混凝土的施工質(zhì)量會受到多方面因素的影響，所以施工單位必須將質(zhì)量控制措施貫徹于整個施工過程之中，科學(xué)選用混凝土原材料、嚴格控制各個施工環(huán)節(jié)、改善混凝土約束力條件、控制溫度提高抗拉強度、注重混凝土的定期養(yǎng)護。通過采取種種措施為工程質(zhì)量提供保障，避免發(fā)生大體積混凝土危害，提升施工的安全性與工程的穩(wěn)定性，延長城市隧道的使用年限，增強企業(yè)的經(jīng)濟效益以及長遠的社會效益。