十一冶建设集团有限责任公司 广西壮族自治区柳州市 545007
摘要：随着国民经济的不断发展，人们对空间的需求不断提高，高层建筑在城市建筑中不断涌现及新型大型设备的不断出现，经常会遇到大体积的混凝土应用。作为一种特殊的施工方法，施工技术的改进对建筑工程的整体质量至关重要。然而，由于混凝土本身的物理性质，混凝土硬化过程中的水化热量释放相对集中，而大量混凝土中的热量积累导致温度急剧上升。在控制措施不到位的情况下，温差过大。在大体积混凝土中容易产生有害裂缝，从而降低了大型基础结构的完整性、耐久性和防水性。
关键词：建筑工程；大体积；混凝土浇筑；施工技术
1、工程概况
1.1工程建设简介
工程名称：某钢铁基地高炉本体工程
工程地点：某钢铁基地内
1.2工程规模
本工程位于某海港的钢铁基地内，主要高炉炼铁工艺的系统组成：原料系统、上料系统、炉顶系统、炉体系统、粗煤气及煤气清洗系统、风口平台及出铁场系统、渣处理系统、热风炉系统、煤粉制备及喷吹系统、辅助系统（铸铁机室及铁水罐修理库和碾泥机室）。
本工程包括1#、2#两座高炉，高炉结构相同，基础底标高-4m，基础分为承台、炉壳及独立柱。其中承台尺寸36.76m*28.8m*4m；炉壳为圆柱体结构，直径18.8m，高度5m；炉壳上部有600mm厚C40二次灌浆层，采用高强无收缩灌浆料；承台四角分设边长4m，高度12m的方形独立柱。
混凝土强度等级：垫层C20，独立柱C40，其余C30。
1.3现场自然条件
1.3.1工程地质条件
1.3.1.1地层岩性
（1）人工填土（Qml）素填土①
褐灰、褐黄色，主要由粘性土混10~20%强风化砂岩块组成，局部含少量植物根茎，由场地原始山体开挖整平过程中产生的弃土堆填或道路修筑回填而成，回填时间一般大于5年，未经系统夯实，呈稍湿，松散为主，局部稍密状态，密实度不均匀。
（2）第四系全新统海漫滩（Qhbm）堆积层淤泥质砾砂②
灰褐色，砾砂的粒径一般为10-20mm，圆棱状，成分主要为石英和中风化砂岩，级配不均匀，分选性差，充填约20-35%的淤泥质土。呈饱和，以稍密状态为主，局部为松散状态。
第四系全新统海相（Qham）堆积层粘土③1灰黄色，不均匀含少量粗砂，呈稍湿，硬塑状态。摇振反应无，光泽反应稍有光泽，干强度及韧性中等，具中等压缩性。仅钻孔ZK1号遇见该层，层厚4.80m。
含粘土粗砂③2褐黄色，砾砂的粒径一般为8-25mm，圆棱状，分选性差，级配不均匀，砾砂成分主要为石英和中风化砂岩，充填约12-18%的粘土。一般呈饱和，稍密状态。
（3）志留系下统连滩群E组（S1lne）
强风化砂岩④1青灰色，砂质结构，层状构造，不均匀含15-25%的粘土矿物，局部与砂岩互层。岩体风化强烈，节理裂隙发育，遇水易软化及崩解。岩质较软，属极软岩，岩体破碎，基本质量等级为V。岩芯敲击易碎，合金钻具可钻进，多呈碎块状或块状。整个场地均分布，层厚5.10～19.00m，层顶埋深1.50～11.30m，相当于标高-5.76～4.06m。
中风化砂岩④2青灰色，砂质结构，中厚层状构造，不均匀含5-15%的粘土矿物，岩体风化明显，节理裂隙稍发育。岩质较硬，属较软岩～较硬岩，岩体较完整，基本质量等级为Ⅲ。金刚石钻具方可钻进，岩芯多呈短柱状，局部呈块状。整个场地均分布，层厚1.00～11.70m，层顶埋深0.80～25.00m，相当于标高-19.46～5.38m。
1.3.1.2不良地质现象
厂址及其附近范围内无软弱夹层破碎带、溶洞等不良地质作用。
1.3.2气候条件
本工程位于某海港口小镇，小镇三面环海，距离市区32公里，属港口区管辖。全镇地处滨海丘陵区，总面积88.7平方公里，年平均气温23℃，日照充足，年均光照1500小时，雨量充沛，降雨量2200毫米左右，无霜期达到360天以上，可谓春秋相连，夏长无冬。
1.3.3现场施工条件
本工程位于某海港港口区小镇，施丁现场的排水设施已全面规划；施工现场及其周围的陡坎、深坑等危险区域已有防护设施及警示标志；坑、沟、孔洞等均应铺设与地面乎齐的盖板或设可靠的围栏、挡脚板及警示标志；施工现场的道路应坚实、平坦；施工用的脚手管等材料、设备应按规定的地点定置堆放整齐，满足安全文明施工的要求，现场设置安全文明施工标志醒目、齐全。
2大体积混凝土浇筑施工产生裂缝的原因
2.1无法有效控制大体积混凝土水化热情况
目前，浇筑过程中混凝土硬化时，水化热问题难以控制。大体积混凝土具有体积大、厚度大的特点，导致不能及时排出水化热，在大量内热堆积的情况下，造成大体积混凝土内外温差大，使混凝土本身收缩不一致，造成温度裂缝。
2.2材料供应及浇捣技术原因
由于体积大的混凝土体积大，施工过程中混凝土的供应需要较大，部分工程的周边环境复杂，造成物料供应及时、停顿时间间隔长等问题，或浇筑过程中未能合理规划施工顺序。浇注间隔时间过长，造成施工人为停止，造成施工裂缝的原因是混凝土间距过长。
2.3混凝土养护工作没有有效落实
大体积混凝土浇注施工后，也需要注意大体积混凝土的维护工作。通过对混凝土的维护，可以降低裂缝的发生概率。为了提高建筑工程的整体质量。但就目前的观点来看，我国的建筑工程在混凝土维修工作中，并没有得到很好的实施。大体积混凝土受浇注温度和水化热的影响，使其内部形成阶段温度容易出现裂缝。此外，混凝土在硬化过程中需要蒸发，蒸发时会收缩。这种干湿变化不利于混凝土的稳定性。因此，要有效保证工程质量，就必须加强混凝土的维护。
2.4混凝土的收缩变化情况
在混凝土当中，25%的水分是水泥硬化所需要的量，剩下的水会因为混凝土的表面热而蒸发。当多余的水蒸发时，混凝土的体积就会开始缩小。当混凝土收缩时，当它被水饱和时，也可能出现膨胀回到原来体积的情况。混凝土体积随干湿交替而变化，对混凝土的质量影响较大。水泥的类型、加减水剂的加入和减少、加料的类型和施工过程对混凝土的收缩有一定的影响。
3建筑工程大体积混凝土施工技术要点
3.1妥善控制原材料的质量
在大规模混凝土施工技术的实际应用过程中，应保证材料质量，在一定范围内控制混凝土的温度。从材料质量的角度看，需要对混凝土进行搅拌，以满足施工项目施工设计图纸的要求。应采用圆柱混凝土，尽量减少水泥量，增加砂石量，科学合理地调整外加剂比例，保证混凝土强度。在混凝土温度控制工作过程中，根据混凝土的实际情况，在一定范围内对混凝土进行定期浇水、混凝土温度控制，并应在该地区混凝土通风良好的条件下配置，在这方面，混凝土裂缝的概率可以得到有效的控制。
3.2科学合理的开展配合比设计
为了保证混凝土质量，保证工程的顺利进行，有必要采用科学合理的方法确定混凝土比。在匹配比满足工程强度要求的条件下，采用试验方法确定科学合理的混凝土比，并适当添加一定数量的减水剂，保证混凝土的稳定性和稳定性。
3.3大体积混凝土浇筑
混凝土浇注是建筑工程建设中的重要环节，直接影响到工程的整体质量。贾先生的工作应该采用分层施工的方法来完成，这表示只有在上一层浇完后才能进行下一层的施工。不用等到上层刚完工，可以进行施工。初期凝结后必须开始后续施工工作。保证施工效率和施工效果。必须确保有正确的构造顺序，首先使用插入式振动器，然后再应用平型振动器。在振子实际应用的过程中，必须遵循水平线和垂直线的顺序。在此基础上，将铸造时间控制在一定范围内，保证了生产效率和工作效果。
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3.4测温技术
在开展大体积混凝土施工的时候，为了能够确保整个工程的质量能够满足规定的要求，除了做好混凝土的配比之外，还需要对温度裂缝方面进行控制。具体操作措施主要包括4个方面，下面分别展开分析。
3.4.1合理选择配合比
在在做温度裂缝处理时，有关人员需要控制砂土、石级和泥浆含量的比例，并加入一定数量的减水剂。通过工程本身，可以理解在实际施工中，混凝土的比例可以有效降低水化热程度，促进混凝土自身强度的全面提高。
3.4.2降低混凝土本身的入模温度
为了尽量减少裂缝问题，相关人员应控制混凝土实际成型时的温度。在此过程中，为了使浇注温度降低到合理的范围，工作人员应采取措施降低温水或砂面覆盖的温度。此外，混凝土的运输时间应尽可能短，以便使其凝结五个多小时。之后，在驾驶员浇注过程中，尽可能降低速度，从而可以提高热发射速度，导致水合热值的延迟。由于高温，植物避免了表面高温的发生。
3.5混凝土养护阶段质量控制措施
3.5.1保温、保湿养护时大体积混凝土施工的关键环节。保温养护主要有两个目的，一是通过介绍表层混凝土的热扩散，降低大体积混凝土浇筑体的里表温度差值以及表层混凝土与环境的温差值，减小混凝土浇筑体的自约束应力；二是降低大体积混凝土浇筑体的整体降温速率，延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料的松弛特性，利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土承受约束力时的抗裂能力，达到防止和控制温度裂缝的目的。同时，在养护过程中保持良好温度和防风条件，使混凝土在适宜的温度和湿度环境下养护。据此，要求对保温措施所应满足的条件规定，施工人员应根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。
3.5.2根据以往的施工经验及其采取的养护措施，结合国家现行的相关标准、规范，大体积混凝土覆盖顺序宜为：覆盖覆盖1～2层湿麻袋→1层塑料薄膜→2～4层干麻袋→1层塑料薄膜→2～4层干麻袋。麻袋铺设要整齐、平整并且和表面要有很好的接触，要一层压一层，不漏缝隙的密铺，不许有遗漏、翘角和空鼓处。
3.5.3麻袋覆盖层数原则：混凝土水化热一般集中在前三天，以后减缓并持续进行水化，即3天后水化热反应减小、减慢，混凝土降温速度超过其水化热升温速度，故3天后混凝土温度开始出现下降趋势。如果混凝土表面保温材料覆盖过厚，混凝土温度无法传递到空气中，其降温速度非常小，仍然小于水化热升温速度，故混凝土表现为持续缓慢升温，此阶段应该酌情减小保温材料厚度，以利于热量的扩赛，缩小内外温差。降温阶段要根据每天的降温梯度及时添加保温材料，一般降温梯度应控制在1.5～2℃/d之间。
3.5.4对于插筋密集且面积和厚度较大的大体积混凝土，应搭设挡风保温棚或遮阳降温棚。在保温养护中，应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测，当实测结果不满足温控指标的要求时，应及时调整保温养护措施。
3.5.5在大体积混凝土浇筑之前应做好测温元件埋设工作：
①测温点布置原则：应选择在温度变化大，容易散失热量的不问和受环境温度影响大的地方，绝热温升最大和产生收缩预应力最大的地方。
②测温点埋设：应按埋点位置图基本准确埋设，上下测温点均位于距混凝土表面5～10cm处，中间测点位于混凝土底板厚度的中心处，麻袋内测点位于麻袋下、混凝土上，空气中测点位于混凝土表面以上1.5m左右的空气中。为了防止所埋设的测温遭到损伤或破坏，应在其它工序完工之后，混凝土浇筑之前进行埋设。在埋设有测温点的部位设置标识牌，以防止在浇捣时将其破坏。
③测温点的埋设方法：测温头必须在钢筋绑扎完毕后，按测温平面布置图的编号埋设在规定的位置处。测温头在埋设完成后需设置标识牌，注意保护，防止吊物等其他工序施工时将其破坏。
3.6混凝土测温：大体积混凝土浇筑完毕后，应及时准确掌握混凝土内部温度、表面温度及内外温差情况，做到信息化施工，使其处于受控状态，以便发现问题及时采取措施。在预防混凝土产生裂缝方面实现温差和温度应力双控制，需要对混凝土进行温度监测。
①测温：混凝土的温度从浇筑起（测温头埋入混凝土时）就进行监测，包括混凝土内部温度从升温、高温、降温、趋于环境温度及拆除保温，进入安全范围的全过程。测温时间原则上延续14d，但根据测温情况和气候变化情况，必要时适当延长测温时间，具体根据现场情况而定。测温时间前7天每2小时一次，后7天每4小时一次。升温及高温期间随时观察温度变化，必要时测温间隔时间可缩短到1h。测温人员，每测完一次应立即向有关部门报告温度情况和温度变化趋势，着重报告混凝土中心和表面、表面和环境温度之间的最大温差、混凝土降温的最大速率。测温中如发现混凝土温度指标不符合规定要求，由技术员报告上级领导以及技术部，最后根据测温结果由技术部制定出应急措施并下达指令（如：根据实际的测温情况，对降温太快的区域及时加盖麻袋）。
②保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。
③保湿：由于混凝土表面覆盖了湿麻袋，在混凝土表面形成了一层水分子保湿膜，而湿麻袋上覆盖的塑料薄膜有效的阻碍了水分和空气的对流，混凝土水化热升温导致混凝土表面水分蒸发，但是蒸发的水分子在塑料薄膜处形成冷凝水，冷凝水又可以被湿麻袋吸收再次在混凝土表面形成水分子保湿膜，这样就可以在养护阶段不再需要持续浇水保湿，避免了外来浇水时混凝土表层温度的急剧散失。养护工程中可以抽查部分区域，一旦发现混凝土表面泛白或出现干缩裂纹时，要立即适量浇水并仔细加以遮盖养护。
3.7注重大体积混凝土浇筑施工技术的人才培养模式
建筑行业要认识到时代的需要，积极开展大体积混凝土浇筑工程技术人员的招集和培养，改变传统观念，及时开展技术领域的创新和改革。就任的施工人员必须进行岗位培训和定期考核，让全体员工都认识到大量混凝土浇注工作的重要性，不断提高自身知识和技术储备，更好地提高了施工现场的技术水平。建立专门的监理和质量审计部门，从大规模混凝土浇筑施工全过程入手，逐层检查建筑材料、施工质量等，保证混凝土浇筑工作质量和数量的完成。
4 结束语
大规模混凝土建筑施工技术的发展涉及到许多因素和影响。首先，大体积混凝土的结构质量是整个工程的基础。其次，大体积混凝土的使用寿命、耐久性、裂缝等将对整个建筑的使用寿命和性能起到至关重要的作用。为了保证施工质量和工程进度的效率，需要各单位之间有一定程度的默契和密切联系。
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论文作者:李斌
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第23期
论文发表时间:2019/6/18
标签：混凝土论文; 测温论文; 体积论文; 温度论文; 水化论文; 施工技术论文; 裂缝论文; 《建筑细部》2018年第23期论文;