概述土木工程大体积混凝土结构施工质量控制

摘要：大体积混凝土以其结构厚、体形大、钢筋密、混凝土方量大、工程条件复杂和施工技术要求高等特点在土木工程中得到了广泛的应用。但大体积混凝土经常出现裂缝等问题，给工程质量造成重要影响。因此，为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，还要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力而使混凝土产生裂缝。

关键词：土木工程；大体积混凝土；结构施工；质量；裂缝

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

随着建筑行业的迅速发展，在土木工程大体积混凝土结构施工中，原材料的控制、浇筑质量的控制、混凝土养护的控制、降低水泥水化热等方面成为施工质量控制的重要方面。由于大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，因此，研究土木工程大体积混凝提结构施工的质量控制是重要的课题。本文在重点论述大体积混凝土质量控制方法，以为相关行业的建设提供参考。

2 大体积混凝土施工质量控制方法

2.1 原材料的控制

大体积混凝土一般采用商品混凝土和泵送混凝土工艺浇筑，泵送商品混凝土对原材料的技术指标要求很高。因此，混凝土生产设备的稳定运行和计量的精确度首先应得到有效保障，组成混凝土的所有材料应符合规范标准要求，以确保混凝土的质量。

(1)水泥品种的选择。应根据大体积混凝土的特点，既要注意水泥的水化热，又要注意水泥的收缩作用，选用低水化热、低收缩的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等，而不宜采用早强型水泥。由于采用泵送施工工艺，因此混凝土的流动性较大，水灰比较大，水泥用量一般均较大。为减少水泥的水化热，在尽量少用水泥的基础上，掺入一定量的粉煤灰，以保证胶凝材料的总量。

(2)粗细骨料的选择。配制大体积混凝土，应选用合理粗细骨料的比例，砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，增加了收缩，对抗裂不利。碎石应采用连续级配、良好粒级的弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。

(3)外加剂的选择。外加剂有减水剂、引气剂、缓凝剂、早强剂等多种类型。在混凝土添加了膨胀剂之后，混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，提高混凝土抗裂强度。

（4）优化混凝土配合比。在混凝土中掺加缓凝剂、减水剂等外加剂和粉煤灰、矿渣粉等掺合料，可以改善混凝土的性能，减少用水量和水泥用量，延长缓凝时间，提高混凝土的抗渗能力。另外，可以采用粉煤灰代替部分水泥的方式。试验证明，在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，使其替代部分水泥，不仅可以降低水化热，而且能起到改善混凝土和易性的效能，且掺加粉煤灰后，混凝土的后期强度与基准混凝土相等或略高。但是这样会降低早期极限抗拉值，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量最好控制在10%以内。

2.2 浇筑的质量控制

根据混凝土配合比要求，跟踪检查进入现场的混凝土质量，监理工程师应目测混凝土和易性、离析状况、混凝土用料规格，并按施工组织设计要求定时、定量抽查混凝土塌落度。一旦发现异常情况，应提出暂缓该车或该批混凝土浇捣， 并报总监理工程师处理。

拌制与输送

大体积混凝土由于体积大，一般可达数千立方米甚至上万立方米，因此在拌制时应尽可能集中拌制，有条件的可采用商品混凝土，用混凝土运输车运到现场，采用两台混凝土输送泵泵送。或当施工条件允许时,在临近施工地点设置搅拌站。

（2）浇筑与捣固

根据具体情况和温度应力计算确定是整浇或分段浇筑。浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。根据混凝土泵送时形成的坡度,在上层与下层布置两道振捣点。第一道布置在混凝土卸点,主要解决上部振实；第二道布置在混凝土坡角处,确保下部混凝土的密实。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑，循序推进。混凝土分段浇筑完毕后,应在混凝土初凝之后终凝之前进行二次振捣或进行表面抹压，排除上表面的泌水，用木拍反复抹压密实，消除最先出现的表面裂缝,提高混凝土防水性能和表面观感。混凝土浇筑应在夜间进行,以缩小新旧混凝土间的温差，减少因限制条件下冷缩变形而产生的裂缝。

（3）泌水、浮浆处理

由于混凝土坍落度大，浇筑面广，在浇筑和振捣后，必然有大量的泌水和浮浆顺着混凝土坡面流淌，在低洼的地方沉积，若不及时清除,混凝土拌合物中的杜拉纤维会出现漂浮现象,影响抗渗效果。为此，在混凝土的浇筑过程中，先在未浇筑的一边设置集水坑。同时准备1台~2台吸水泵排干小承台内的积水。

2.3 养护的控制

根据方案布置图，混凝土浇筑前检查测温点布设情况及防止浇筑时损坏该设施，并建立测温点初始值。混凝土初凝前，落实二次泌水处理，克服由于早期脱水引起的裂缝，适量浇水后覆盖薄膜，并落实保温措施。根据施组要求，严格检查混凝土保温措施落实情况。混凝土浇捣过程中以及养护期内，应严密监测混凝土内温度变化情况。

大体积混凝土养护一般不少于 7 d，并根据板中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期。

混凝土的养护应采用保温、保湿及缓慢降温的技术措施，一般在浇筑时，要求考虑在大体积混凝土内部设置冷却水循环降温措施，设冷却水管，并通过温度检测控制混凝土中心与表面的温度或混凝土内部与冷却水的温度控制在25℃以内。

2.4 降低水泥水化热和变形

(1)在厚大无筋的或少筋的大体积混凝土中，掺加总量不超过20%的大石块，减少混凝土的用量，以达到降低水化热和节省水泥的目的。

(2)改善配筋。为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计人员将分布筋做适当调整。温度筋宜分布细密，一般用φ8钢筋，双向配筋，间距15cm。这样可以增强抵抗温度应力的能力。

3 进行严格的温度控制

根据现场混凝土配合比和施工中的气温气候情况及各种养护方案，采用计算机仿真技术对大体积混凝土施工期温度场和温差进行动态模拟及预测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化的规律，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准，进行保温养护优化选择。在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值-环境温度。

为掌握基础内部混凝土实际温度变化情况，了解冷却水管进出水温度，对基础内外部以及进出水管进行测温记录，密切监视温差波动，来指导混凝土的养护工作，并同时控制冷却水流量以及流向。测温设备可采用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”，温度传感器预先埋设在测点位置上，基础承台测点位置分承台内部、薄膜下温度、室内室外温度、冷却水管进、出水温度设置。测点温度、温差以及环境温度的数据与曲线用电脑打印绘制。当混凝土内外温差超过控制要求时，系统马上报警。测温点的布置应考虑由于大体积混凝土浇筑顺序时间不一致，应由各区域均匀布置，核心区、中心区为重点。

4 结语

随着大体积混凝土越来越多地应用在众多实际工程中，对大体积混凝土温度裂缝的研究也在不断深入。实践证明，要保证大体积混凝土的施工质量，除要满足强度、刚度、整体性、抗渗等要求外，还应根据混凝土结构的不同特点、受力状况、约束条件等因素进行综合考虑,从工程设计、原材料选用、改善施工工艺、做好温控和养护工作等方面入手进行全面的质量控制，从而减少温度裂缝的产生，保证大体积混凝土的质量。

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