大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在土木工程建筑中的應(yīng)用探析

劉官松 楊天喜

浙江省一建建設(shè)集團有限公司 浙江 杭州 310000

目前，都市化和家具城市化的過程逐漸加速，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在土建及相關(guān)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展與使用中，往往會遇到結(jié)構(gòu)開裂等問題，這些問題會嚴(yán)重地影響其施工的質(zhì)量和可靠性。因此，在實際的建筑工程和實際應(yīng)用中，我們需要保證大體積混凝土質(zhì)量，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也應(yīng)該進(jìn)行剛性控制，從而提高土木工程的質(zhì)量。

1 土木建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工概述

大體積混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)相似，其抗腐蝕性、塑性高、成本低、施工相對簡單。在大體積混凝土的施工中，應(yīng)加強工程技術(shù)的應(yīng)用，改善和優(yōu)化工程質(zhì)量，以達(dá)到大體積混凝土結(jié)構(gòu)的最佳質(zhì)量。在土建施工中，要合理選用水泥，科學(xué)地調(diào)節(jié)混凝土的配比，才能提高其質(zhì)量。在進(jìn)行混凝土施工前，必須對混凝土的比例進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計與試驗，并對其質(zhì)量、數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測，對其進(jìn)行配比試驗，以確定其配合比，滿足施工需要。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，溫度的控制是保證施工效率和施工質(zhì)量的關(guān)鍵。只有保證工程技術(shù)與工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，才能保證工程的順利進(jìn)行。為保證整體質(zhì)量，必須把各種技術(shù)方法有機地結(jié)合在一起，形成一套科學(xué)的施工計劃和方案，確保其正確。未來，隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展，大體積混凝土的發(fā)展將會持續(xù)下去，因此，要加強對大體積混凝土的理論與實踐的研究，以及新方法、新材料、新技術(shù)的開發(fā)，以促進(jìn)我國建筑行業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展[1]。

2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的特點

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工特點是:第一，其體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在具體的工程實踐中，該技術(shù)在混凝土的厚度上比傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)更厚。其次，在具體的澆注工序中，混凝土的施工工藝有嚴(yán)格的要求，從而使混凝土的用量不斷增多。為了保證工程質(zhì)量，在混凝土施工中必須實施連續(xù)澆注。第三，在混凝土施工中，易發(fā)生開裂。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因有很多，包括混凝土材料自身以及混凝土結(jié)構(gòu)所處的外部溫度環(huán)境。大體積混凝土導(dǎo)熱系數(shù)低，造成混凝土內(nèi)部溫度逐漸升高，從而在使用中產(chǎn)生裂縫。第四，采用大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)可以保證特定建筑的防水性能。

3 大體積混凝土結(jié)構(gòu)與施工技術(shù)難點

大體積混凝土的建造不是一個簡單的概念，它是一個與混凝土自身性質(zhì)緊密聯(lián)系在一起的體系。大體積混凝土流量大，體積大，結(jié)構(gòu)優(yōu)良。而相關(guān)技術(shù)指標(biāo)與大體積混凝土的施工技術(shù)也存在較大差異。在施工過程中，由于混凝土的特性，必須一次澆筑，且不能長期停頓，這樣才可以有效地提高大體積混凝土原材料的配置效率。在維修過程中，由于混凝土結(jié)構(gòu)的局限性，需要根據(jù)具體情況和具體要求進(jìn)行維修。同時，大體積混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的特征，即受水、熱等因素的影響，難以有效地將熱量分散到整個建筑中。這一現(xiàn)象往往造成內(nèi)外溫差的增加，進(jìn)而引起裂縫。

4 土木工程建筑中所存在的大體積混凝土裂縫問題

在土建工程中，大體積混凝土開裂是一個普遍存在的問題。這主要是因為混凝土的材質(zhì)太過復(fù)雜，采用的材料種類太多，會出現(xiàn)不同的裂縫;二是在完成大體積混凝土施工后，由于外界天氣等原因，出現(xiàn)大面積的混凝土開裂，對普通土建工程的安全和穩(wěn)定性有很大的影響。在土建工程中，裂縫的出現(xiàn)是一個突出的問題，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

4.1 地基受力不穩(wěn)定造成的裂縫

地基在土木建筑結(jié)構(gòu)中起著舉足輕重的作用，它不僅關(guān)系到整個結(jié)構(gòu)的承載力，也關(guān)系到建筑物的穩(wěn)定與壽命。地基是施工中比較困難的一個環(huán)節(jié)，如果基礎(chǔ)不牢固，就會對上面的建筑產(chǎn)生直接的影響，而且因為內(nèi)部的應(yīng)力分布不均，會導(dǎo)致不同程度的開裂，從而影響到建筑的正常使用。

4.2 施工工藝不良造成的裂縫

土建工程施工技術(shù)要求高，尤其是大型混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝更是直接關(guān)系到工程質(zhì)量。雖然大體積混凝土可以在一定程度上提高房屋的穩(wěn)定性，提高建筑質(zhì)量，但如果使用不當(dāng)，或與施工要求不符，會造成后期混凝土開裂，造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，直接對該項目的質(zhì)量造成威脅[2]。

4.3 溫度效應(yīng)

在混凝土施工過程中，溫度變化也會引起混凝土開裂，而產(chǎn)生裂縫的主要原因是混凝土內(nèi)外溫差大，溫度相差太大，很容易產(chǎn)生熱脹冷縮，從而產(chǎn)生開裂。

4.4 建筑材料選擇不合理造成的裂縫

建材在建筑工程中占有舉足輕重的地位，其質(zhì)量和使用情況將對工程的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。目前，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，使用了大量的鋼筋，但由于對鋼筋的防護不到位，很容易產(chǎn)生腐蝕，腐蝕的鋼筋將會影響結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布不均勻，使混凝土產(chǎn)生開裂，。所以，在建設(shè)工程時，要注意加強對鋼筋等建材的保護，防止因材料不合格而造成的質(zhì)量問題。

5 土木工程建筑過程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用

在土木工程施工中，各類裂縫的產(chǎn)生是一個突出的問題，特別是隨著大體積混凝土結(jié)構(gòu)的大量使用，一旦處理不當(dāng)，裂縫的發(fā)生幾率就會增加。因此，在土建工程施工中，應(yīng)采用各種管理、技術(shù)手段，防止裂縫發(fā)生，從而為推廣使用大體積混凝土結(jié)構(gòu)打下堅實的基礎(chǔ)。

5.1 增強抗裂性能的技術(shù)應(yīng)用

為了降低裂縫的發(fā)生，應(yīng)該采取改善混凝土結(jié)構(gòu)開裂性能的技術(shù)。首先，混凝土的配料要嚴(yán)格控制，不能隨意混合，不能有任何的隨意性，必須要符合相關(guān)的配比和規(guī)范，配合使用合適的材料，保證混凝土的品質(zhì)。在施工前，應(yīng)由有關(guān)技術(shù)人員對其配合比進(jìn)行檢測、確認(rèn)，并經(jīng)過反復(fù)的實驗、對比分析，找出合適的配比，使其達(dá)到基本的施工要求，從根本上保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，保證結(jié)構(gòu)的安全，保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。另外，在攪拌混凝土?xí)r，一定要充分?jǐn)嚢?，并完全混合，以免出現(xiàn)離析。

其次，在施工時，需要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的加固。在混凝土中加入適量的鋼筋，可以增加混凝土的抗裂性、縮短間隔、使鋼筋與混凝土充分結(jié)合，從而提高混凝土的抗裂效果。在混凝土中摻入適當(dāng)?shù)呐浣?，既能改善結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，又能對混凝土結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂啤Ｗ詈?，一定?shù)量的添加劑是必需的?；炷烈蚱渥陨淼臒崦浝淇s性，對外界的溫度變化十分敏感。因此，要有效地控制混凝土的溫度，必須采用合適的添加劑，以保證混凝土的收縮。可以用試驗方法和適當(dāng)?shù)膽?yīng)變測定方法加入添加劑。使用合適的添加劑，使混凝土的自堵性能在合理范圍內(nèi)移動，以便在添加劑的基礎(chǔ)上調(diào)整混凝土的相關(guān)監(jiān)管措施?？梢圆捎酶冗M(jìn)的技術(shù)手段來調(diào)整膨脹率，從而提高混凝土的抗裂性，使結(jié)構(gòu)更加堅固耐用[3]。

5.2 施工溫度控制

首先，應(yīng)該小心調(diào)整噴射溫度，因為外部溫度可能會改變混凝土的堆放溫度。如果堆放溫度顯著升高，混凝土上的溫度荷載降低。因此，一般不能在炎熱的夏天進(jìn)行大體積混凝土的施工。如因特殊原因，需在夏天進(jìn)行施工，應(yīng)嚴(yán)格控制物料的溫度，采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧员ＷC澆注溫度的穩(wěn)定。同時，水泥的摻入量也是一個不容忽視的問題，在實際工程中，水泥的水化是一個很常見的問題。為了不影響水泥的平衡和穩(wěn)定性，可以添加其它物質(zhì)。

在整個生產(chǎn)過程中，冷卻工作是非常關(guān)鍵的，因此對相關(guān)的施工人員要加強這方面的控制。在一些比較特別的場合，比如在使用預(yù)制水泥管時，可以采取一些強制措施，比如把冷水從管道里抽出來。該工藝可有效地降低混凝土的內(nèi)部溫度。通常，若水泥用量的降低，應(yīng)加大添加劑的含量，以使內(nèi)外條件達(dá)到平衡。大體積混凝土的承載力應(yīng)該持續(xù)提高，并在這一領(lǐng)域建立一個清晰的規(guī)范系統(tǒng)來進(jìn)行控制。在混凝土中添加合適的減水劑或摻入某種摻雜物質(zhì)，可以起到代替水泥的作用。同時，還應(yīng)該注意控制攪拌工藝，使其充分利用大體積混凝土材料的內(nèi)部熱量，使其充分利用。目前我國水泥市場上也出現(xiàn)了一種新型的水泥，它的耐熱性明顯，以粉煤灰硅酸鹽水泥為代表，合理地使用低熱量水泥，可以有效地控制混凝土的溫度[4]。

5.3 對約束力應(yīng)該進(jìn)行有效的控制

在土建施工中，采用大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，必須對其進(jìn)行有效的約束。在工程建設(shè)過程中，可以設(shè)置滑動層，減少地基對結(jié)構(gòu)的側(cè)向荷載，同時采用墊沙層降低結(jié)構(gòu)的縱向受力，并采取適當(dāng)?shù)臏乜卮胧?，減小建筑物的內(nèi)力;另外，還有各種溫度控制手段，減少建材的熱脹冷縮，改善材料的接觸變形，從而防止裂縫的產(chǎn)生。

5.4 選擇合適的水泥

首先，選擇合適的水泥在土木工程施工中起著重要作用。不同品牌和類型的水泥在其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)上存在很大差異，在具體配置過程中會產(chǎn)生不同的效果。在混凝土早期，由于建筑材料易受到溫度等因素的影響，因此，在施工中應(yīng)選用適宜的材料，合理調(diào)配，降低水泥、水的用量，適當(dāng)添加添加劑，防止因溫差引起的水化熱，從而降低混凝土的裂縫。其次，混凝土的選擇對土木工程的發(fā)展非常重要。它不僅影響建筑項目的質(zhì)量，而且影響建筑的效益。因此，在施工時，必須從全局的視角，按照有關(guān)規(guī)范和要求，嚴(yán)格控制和管理混凝土的選用，以保證大體積混凝土的品質(zhì)。

5.5 攪拌及澆筑技術(shù)

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中，必須特別注意混凝土的澆筑工藝，這甚至決定了工程的質(zhì)量。鋪設(shè)過程中，必須控制工程進(jìn)度，采用分層法澆筑。特別是當(dāng)一層混凝土澆筑完成后不能立即開始下一層，應(yīng)在上層混凝土完全凝結(jié)后開始下一層的澆筑，以使施工效果更好。

在混凝土攪拌時，既要考慮攪拌時間，又要考慮配料。攪拌施工中的混凝土比一般的混凝土要大，時間也要長，適用范圍更廣，因為混凝土中加入了大量的外加劑，因此，在攪拌過程中，攪拌時間必須加以控制，一般為半小時。在材料設(shè)計方面，必須嚴(yán)格按照計算標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。同時，必須實施問責(zé)制管理，使其更加科學(xué)合理。為了提高施工效率，保證施工質(zhì)量，必須按施工順序進(jìn)行拌和和灑水[5]。

5.6 鋼筋位置調(diào)整

適當(dāng)調(diào)整鋼筋的位置，可以及時傳遞內(nèi)部熱量，防止內(nèi)部熱量過多。在具體應(yīng)用過程中，配筋配置中，在不改變配筋率的情況下，采用上下斷面。因為大體積混凝土的厚度是固定的，都在1米左右。為了加快鋼筋內(nèi)部的散熱，可以在混凝土的上部和下部之間安裝一定數(shù)量的鋼筋，以便每個鋼筋可以通過搭接焊接散熱。這樣可以分別減小鋼筋直徑、間距和混凝土收縮。在這種連接下，可以傳遞中間熱量，從而減少混凝土裂縫。在施工過程中，如果混凝土內(nèi)部熱量控制不好，也會影響施工工藝。由于高溫會破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致裂縫，施工中必須合理調(diào)整鋼筋位置。

5.7 澆筑振搗技術(shù)的應(yīng)用

在施工大面積混凝土結(jié)構(gòu)時，由于建筑構(gòu)件的鋪設(shè)，必須與澆筑振搗技術(shù)緊密結(jié)合。大體積混凝土結(jié)構(gòu)采用分層澆筑法施工，并根據(jù)具體施工部位制定焊縫施工質(zhì)量控制。振搗器的功率必須與混凝土鋪設(shè)過程中的運動相結(jié)合，鋪設(shè)厚度必須在60cm以內(nèi);非壓鑄件厚度控制在40cm以內(nèi)，采用分層鑄造或滑動鑄造?？刂贫汛a間隔的關(guān)鍵是保證混凝土的質(zhì)量。同時，施工工藝的使用也是澆筑、擺動和夯實的關(guān)鍵。澆筑施工與振搗施工技術(shù)密切相關(guān)，振搗施工技術(shù)可以促進(jìn)大體積混凝土施工質(zhì)量的提高。因此，為了能夠快速使用振搗器，必須降低拉出振搗器的速度。振搗位置和壓力必須按規(guī)定分配，振搗時不得觸碰鋼筋。通過加強這些基礎(chǔ)的施工水平，可以真正保證大體積混凝土施工的質(zhì)量[6]。

5.8 合理配置混凝土原材料

對于土木工程施工、水泥等原材料而言，合理選擇是混凝土的關(guān)鍵、組成、品牌和技術(shù)指標(biāo)，其具體組織結(jié)構(gòu)也會有很大不同。當(dāng)應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)時，大體積混凝土可以產(chǎn)生不同的效果。大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫始于混凝土配合比，主要是因為材料非常容易受到環(huán)境和物理體積的影響。因此，有必要提供合理的建筑材料選擇和布局，尤其是在水灰比控制方面，應(yīng)注意實例對比的科學(xué)合理性。適量的添加劑可以在一定程度上彌補凝結(jié)過程中混凝土體積減小的不利影響，從而降低大型混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的可能性。此外，對于土木工程而言，混凝土的選擇直接影響到施工質(zhì)量和效益。在一般考慮的基礎(chǔ)上，還需要選擇和控制混凝土材料的使用。

5.9 增強材料的應(yīng)用

對建筑材料的選用要嚴(yán)格把關(guān)，加強各類材料和工藝的運用，也能改善混凝土的抗拉性能。比如在施工的時候，可以添加一些無機纖維和金屬，這樣才能起到更好的加固作用[7]。

5.10 大體積混凝土結(jié)構(gòu)，提供適當(dāng)?shù)谋Ｗo和維護

養(yǎng)護也是大體積混凝土施工過程中一個非常重要的環(huán)節(jié)。通過良好的養(yǎng)護劑，可以將混凝土的水分調(diào)節(jié)到與傾覆標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的溫度，有效控制混凝土內(nèi)外溫度，使其正?；浞职l(fā)揮混凝土的適當(dāng)強度和硬度，有效避免裂縫。此外，在養(yǎng)護大型混凝土結(jié)構(gòu)時，在潮濕和隔熱的重要條件下，它能更好地保持內(nèi)部冷卻速度，這種速度通常以緩慢的形式出現(xiàn)。其次，在夏季的具體施工工作中，應(yīng)使用良好的水流和儲存空間保護。隨著冬季的臨近，應(yīng)使用棉布或草席進(jìn)行有效覆蓋，以達(dá)到保溫的目的。此外，在不同的工礦環(huán)境中，我們必須因地制宜地采取適當(dāng)?shù)沫h(huán)境保護方法，以實現(xiàn)最佳的整體保護。

6 結(jié)論

綜上所述，隨著建筑業(yè)的迅速發(fā)展，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中的應(yīng)用越來越普遍，為了保證整體土建工程的質(zhì)量，必須嚴(yán)格按照具體的設(shè)計方案和規(guī)范進(jìn)行施工。另外，由于施工技術(shù)水平的不同，混凝土的質(zhì)量也會對其造成一定的影響，因此，應(yīng)針對大體積混凝土在施工過程中可能出現(xiàn)的開裂問題，采取相應(yīng)的措施，提高整體的質(zhì)量和安全性。