建筑工程建設中的大體積混凝土澆筑工藝

陳文達，范軍，王譯笙

（中交第三航務工程局有限公司江蘇分公司，江蘇連云港222000）

1 引言

隨著建筑工程建設規模不斷擴大， 大體積混凝土成為重點施工內容，在施工過程中，如不對大體積混凝土澆筑施工技術進行嚴格控制，極易導致裂縫出現，對建筑的承載力造成影響，從而影響建筑的使用壽命。 基于此，深入研究大體積混凝土施工工藝具有重要意義， 通過規范施工流程及各道工序的施工要點，保障大體積混凝土施工質量。

2 工程概況

某建筑工程地下建筑面積96 563.59 m2， 地上建筑面積133 423.16 m2，包含地上商業建筑面積5 968.69 m2、地上住宅建筑面積124 735.27 m2及地上服務配套建筑面積2 719.20 m2，整體建筑總面積達23 萬m2。 工程建筑項目屬于大體積混凝土施工，二級結構抗震級別，8 度抗震設防烈度，地下室為框架構造，地表各層均使用剪力墻構造，每層高度為3.9 m。

3 原材料及配合比

1）水泥：安定性合格、未受潮結塊、未超出保質期的42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥進場時進行質量檢驗。

2）粉煤灰：為削弱施工階段大體積混凝土產生的水泥水化作用，粉煤灰用量為30%的水泥摻量，用以替代部分水泥，避免因水化劇烈放熱而開裂， 且合理應用粉煤灰還可緩解混凝土泌水現象。粉煤灰采用燒失量＜8%、SiO2含量＞40%、SO2含量＜3%的電廠Ⅱ級粉煤灰，對水泥無不良反應[1]。

3）粗骨料：連續級配的卵石或碎石，骨料整體需確保最大粒徑小于最小鋼筋凈距的75%，低于1%的含泥量且不得摻有機質雜質。

4）細骨料：含石率＜8%、含泥量不超過3%、細度模量為2.3～2.6 的黑河中砂。

5）外加劑：初凝時間為10～12 h、終凝時間為14～16 h 的HS-Ⅱ和STYUI 微膨脹劑，外加劑的復合性能良好。

6）配合比：配料比的制定基于60 d 強度設置，并在符合工程強度標準的條件下力求降低水泥用量。 經過試驗檢驗與分析后確定混凝土的配合比， 砂率控制在0.4～0.45， 水灰比＜0.6，精準控制坍落度，例如，通過摻入減水劑或調整砂率的方式控制大體積混凝土的坍落度， 但禁止在未經許可時便以加水的方法提高坍落度。 本工程C40 混凝土配合比見表1。

表1 大體積混凝土配合比（以C40 混凝土為例）

4 施工準備

1）基坑邊布置泵機，檢驗泵機的位置、平穩性及運行性能。

2）根據建筑工程大體積混凝土施工要求配置運輸車輛，各車輛均要掛設標識牌，注明混凝土的強度等級。

3）大體積混凝土澆筑施工量大，應由專員在現場進行內外交通疏導，優化施工秩序，保障車輛正常通行和人員正常施工。 混凝土供應商派駐1 名調度員至施工現場，加強管理與協調。 各臺泵機均有1 臺攪拌車等候卸料，保證混凝土供應的及時性[2]。

4）混凝土運輸時間需在1 h 以內，在拌和站拌制完成且確認無質量問題后， 隨即用混凝土攪拌運輸車裝車外運。 裝料前，清理車輛的料斗，均勻涂刷隔離劑。 裝料后，司機按照提前規劃好的路線平穩駕駛車輛。 混凝土運輸車的數量需充足，并與當地交通指揮部門及時溝通，創設良好的運輸條件，及時有效地將混凝土運送到場。

5 大體積混凝土施工工藝

5.1 溫度計算

溫度控制是防止大體積混凝土開裂的重要前提， 需在澆筑前進行溫度計算，根據計算結果采取溫度控制措施。 大體積混凝土澆筑溫度Tj的計算方法如下：

式中，Ti為混凝土出罐溫度， 取20.8 ℃；Tq為室外平均氣溫用表示， 設置為30 ℃；A1為混凝土裝卸溫度損失系數， 共有3 次裝卸，每次均取0.032，相加得0.096；A2為混凝土運輸過程中溫度損失系數，A2＝θτ1（θ 為混凝土運輸過程熱損失值，θ＝0.004 2；τ1表示運輸時間，τ1＝30 min），經計算得A2為0.126；A3為混凝土澆搗過程溫度損失系數，A3＝0.003τ2（τ2為澆搗時間，τ2＝20 min），計算得0.06。

ΣA＝A1＋A2＋A3＝0.282， 結合前述公式和取值進一步計算，得Tj＝30.1 ℃。

5.2 混凝土澆筑

為預防冷縫產生，大體積混凝土通常采用分層式澆筑，每層寬保持在1.0 m，600～1 000 mm 的層厚，50 m3的澆筑量，每層澆筑耗時保持在1 h 左右， 能夠實現快速澆筑混凝土目的。根據“一個坡度、由遠到近、由低到高”的原則澆筑混凝土，以后澆帶為界，分別為南部與北部，依次施工，前者澆筑施工按自東南向西順序進行， 后者按照從西北角開始向西的順序進行澆筑。 建筑地下車庫也以后澆帶為界，分東、西兩部分進行，每處均遵循南北同步澆筑的原則[3]。圖1 為澆筑大體積混凝土時的順序（1～3）示意圖。

圖1 混凝土澆筑順序示意圖

5.3 混凝土振搗

1）基于快插慢拔的基本準則進行混凝土振搗作業，對振搗點使用振動棒按順序完成振搗， 各插點分布形式通常為交錯或列式，維持300～400 mm 的間距。

2）大體積混凝土分層施工，在振搗本層時適當將振動棒插入下層50～100 mm 且必須在下層混凝土未初凝時完成。 振搗過程必須循序漸進，不得跳躍式振搗。振搗持續時長約30 s，實際持續時長需基于現場混凝土狀態靈活調控，保證其表面不發生下沉，不出現氣泡。

3）基于整體澆搗量，靈活指揮攪拌車至各泵位，迅速澆筑。 每臺泵車進料量需反映至調度室，以便調度人員分析現狀以及采取管控措施。

4）所有混凝土泵的出料口均布置3 臺振搗棒，具體布置形式如圖2 所示，設置位點分別在出料口、坡腳及斜面中部。出料口振搗能夠使混凝土出現自然流淌坡度； 坡腳振搗有助于提升混凝土下部整體密實度。

圖2 振搗棒布設位置示意圖

5）混凝土由大斜面分層下料，每層厚度約為500 mm，每結束一層的下料后隨即采取振搗措施。 為避免混凝土出現冷縫，施工過程需嚴格按照相關標準進行，以保障施工各部分的連續性與完整性。

5.4 混凝土表面處理

考慮到大體積混凝土的表層水泥漿具有厚度大、 易泌水等特點，應當使用三壓三平技藝對其表面進行處理。 首先，使用拍板對混凝土表面進行壓實處理，并利用長刮尺使其平整；隨后，用鐵滾筒碾壓、滾平，操作次數根據處理效果而定，但必須在混凝土初凝前完成；最后，在混凝土終凝前，利用木楔進行壓實與整平處理， 施加適宜程度外力使其上的收水裂縫閉合。 處理混凝土表面泌水需要人工將水引至低洼部位，待匯聚后利用小變頻水泵， 將水排至附近排水井。 混凝土澆筑完畢后，利用長刮尺、木抹子等工具對其進行平整化處理，確保在4～8 h 內清理其上浮漿，避免其產生龜裂紋。 混凝土表面處理應及時進行，禁止混凝土初凝后仍存在裂紋或其他缺陷[4]。

5.5 混凝土的測溫

1）大體積混凝土澆筑體測溫點布設：測溫點基于澆筑體幾何結構進行布設，要求每處測試軸上測溫點數目多于4 處；測溫點沿澆筑體厚度方向進行布置，即分別在中部、底面及外表面設置對應測溫點，保持各測點相距小于60 cm；測溫點設置在澆筑體底面往上的50 mm 處，用以量測底面溫度；測溫點設置在澆筑體外表面往內50 mm 處，用以量測外表溫度。

2）測試元件進行安裝之前，需提前在水深1 m 處浸泡測試24 h；為各測溫點布設測試元件，采取固定措施，與金屬體絕熱，所有測試元件必須穩定可靠；對測試元件的引出線布置方式采用集中化，便于防護。 混凝土澆搗時加強防護，避免測溫元件及引出線偏位、受損。

3）測溫頻率為每晝夜不少于4 次，實測數據表明溫度有異常變化的發展趨勢或遇到現場環境溫度偏高等特殊施工條件時，增加測溫頻率；入模階段，每臺班確保進行2 次以上的測溫。 為更好呈現溫度變化走勢，可基于所得測溫數據，進行各點及各斷面相應溫度曲線繪制。 測溫工作人員建立溫度記錄臺賬及交接班制度，保證測溫信息的完整性，根據測溫信息判斷大體積混凝土施工情況，若內外溫差超過25 ℃或內部溫度超過65 ℃，隨即報警，采取保溫措施放緩外表溫度降低速度，或加大循環水量以降低內部溫度，并在此期間增加測溫次數，最終將各項溫度指標控制在合理范圍內。

5.6 大體積混凝土養護

1）大體積混凝土內部溫度偏高，同時施工現場天氣干燥，水分蒸發量大，在澆搗后可能開裂。 因此，在澆搗結束后隨即采取養護措施，例如，混凝土終凝后在表面覆蓋塑料薄膜、雙層土工布、彩條布，利用其保溫保濕特性，使混凝土表層始終濕潤，以確?；炷另樌尚?。 對于承臺四周采用鋼模板的情況，可采取覆蓋棉被和土工布保溫養護的方法。

2）大體積混凝土面保濕養護時間不短于14 d，養護全程需由專員加強現場管理，強化保溫養護效果，若發現溫度異?；蚱渌焕诖篌w積混凝土成型的因素，隨即商討應對措施。加強對混凝土面的防護工作，預防人為因素造成的磕碰。

3）遵循動態養護原則，根據大體積混凝土測溫數據靈活優化養護方法。 例如， 大體積混凝土內外部溫差在25℃以上時， 增加循環水流量以加快混凝土內部降溫， 增加養護層厚度，避免混凝土表面快速散熱而導致內外部溫差過大；當混凝土降溫速度過快時（＞1.5℃/d），需采取必要的保溫舉措，如減少循環水流量；當混凝土內外溫度較高且存在較大溫差時，需采取必要的降溫舉措，如增加循環水流量、增設遮陰棚等。

4）拆除混凝土保溫覆蓋層需逐層進行，并基于混凝土表層溫度與周遭氣溫的差值判斷拆除量，若氣溫差值在20 ℃以內且養護時間達到要求、養護期間無異樣，則可全部拆除。

6 結語

綜上所述，近年來我國建筑業迅猛發展，高層建筑也越來越多，大體積混凝土施工對于現代建筑工程而言非常普遍，大體積混凝土施工技術與建筑工程的整體質量息息相關，因此，對于該施工方式的要求也非常嚴格。 本文以具體工程為實例，詳細探討了大體積混凝土施工技術要點， 以確保大體積混凝土無縫技術實施效果， 最大限度地減少大體積混凝土在后續使用過程中出現裂縫的概率，提升項目整體施工質量。