摘要：在土木工程中，混凝土施工应用的最为广泛，但随着土木工程的发展，对于混凝土的性能有了更高的要求。本文主要阐述了土木工程大体积混凝土施工中存在的主要问题、裂缝形成的原因和防治措施，并对混凝土工程施工运用到的技术进行了探讨。
关键词：土木工程；建筑施工；大体积混凝土；裂缝
一、大面积混凝土出现裂缝的原因
1.1材料问题
混凝土是一种混合配比型材料，其包括了多种物质，其中最为主要是水泥、粗骨料以及水等，水泥的用量与混凝土的体积有很大关系，在大面积混凝土结构的施工中，对水泥的需求量比较大，所以，施工人员在配比的过程中，需要增加水泥的用量。水泥与水作用时会产生大量的热量，而且不易挥发，这也会使混凝土出现水化热反应，这一过程升温的速度比较快，而且扩散的范围也比较大。在浇筑混凝土时，混凝土的内外温度形成了较大的温差，这会使构件的表面出现一定拉应力，而且会出现大量的裂缝，严重时还会发生断裂。由温差而引起的大面积裂缝也叫做早期裂缝，是建筑施工初级阶段容易出现的问题。
1.2受力不均造成的裂缝
大面积混凝土在浇筑完成后，会受到一定的内外因素的约束而出现内应力，内约束主要是指水泥内部由于水化热而产生的升温现象，在浇筑的过程中混凝土表面的温度较易散发，而且内部的温度很难散发出去，所以受到热胀冷缩的影响，混凝土表层的体积会出现收缩现象，属于内部体积膨胀。这种由内外温差引起的变化，会产生内应力。外约束指的是外界因素对混凝土的约束，这一现象主要发生在混凝土水化热的后期，水泥在配比的过程中产生的热量比散发的热量大很多，在浇筑完成后由于表面温度下降比较快，所以会出现较大的拉应力。
1.3抗拉性较差
混凝土的抗拉能力一般比较差，但是抗压性比较强，所以其一般被用作承重部件，混凝土属于脆性材料，一般抗压性是抗拉性的10倍左右，而且混凝土在浇筑完成后拉伸性也比较小。混凝土由于比较容易受到温度的影响，所以其受到的约束力可能会超过其抗拉范围，这也是造成其出现裂缝的原因之一。在大面积混凝土结构中，会产生较大的拉应力，但是由于其受外界因素的影响比较大，所以对混凝土的拉应力的控制不易掌握。
二、土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术
2.1合理的调整建筑材料的使用
大体积混凝土温度裂缝产生的关键原因之一是混凝土释放的大量的水化热而导致的，所以在施工过程中，我们应该尽量采用水热化程度较低的水泥，同时为了最大限度的减少水泥的使用，也可以在其中添加一些粉煤灰等。在选择混凝土的粗骨料时，要尽量选择级配良好、强度较高，以及粒径较大的材料，并控制好其中的含泥量和有害物质，从而有效防止混凝土收缩现象的产生。而对于细骨料的选择，要严格按照泵送要求，尽量选择细砂和中砂，这样可以最大程度的减少水泥的使用量。另外，还要不断的增强同龄期混凝土结构的抗拉能力，也可以适当的掺和一些外加剂，从而使得混凝土的和易性得到显著的提高，有效减少水灰的配比。
2.2设计优化措施
（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土。
（2）增配构造筋提高抗裂性能。配筋应采用小直径、小间距。
（3）避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
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2.3大体积混凝土浇筑
大体积混凝土的施工工艺为：施工准备-浇筑工艺-振捣-泌水处理-表面处理等。主要步骤为浇筑和振捣，所以应尽可能地降低混凝土的入模温度。如采用地下凉水或冰水拌制混凝土，砂、石子料场搭设防晒棚。其次大体积混凝土基础的整体性要求高，要求混凝土连续浇筑，一气呵成。施工工艺上应做到分层浇筑、分层捣实，并控制浇筑层厚度和进度。根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、混凝土供应等具体情况，混凝土的浇筑采用平面和斜面相结合的分层方法。使用插入式振捣棒，垂直振捣和斜向振捣操作时，快插慢拔，避免分层离析或形成空洞，且应上下抽动，振捣均匀。分层灌注时振捣上层应插入下层5cm左右。每点振捣20-30秒，视混凝土表面不再显著下沉，不再出现气泡、泛出灰浆为止。20-30分钟后进行复振。每振捣完一段，要随即摊平。浇筑完10小时内抹平一次。初凝前2小时进行二次抹压。最后要认真进行热工计算，加强测温工作，采取保温养护，减少大体积混凝土内外温差。
2.4对施工过程进行严格监控
在进行混凝土浇注过程中，试验人员要根据浇注现场的实际情况，时刻的观察坍落度与和易性的变化，进行详细的测量，并且要将测量结果及时的上报给搅拌站，从而采取相应的措施进行科学的处理。而对于混凝土的捣鼓人员，施工单位要对其进行严格培训和考核，符合标准之后才能够正式上岗，并且要明确自己的分工和权责。对于一些需要专职人员捣鼓和处理钢筋集中的地方和死角等，相关施工技术人员要对施工现场进行跟班指挥，运用插入式来进行混凝土的捣鼓，插入振捣最佳厚度要控制在三十厘米，以垂直等距离插入到下层间距控制在六十厘米以内，高度大约控制在五到十厘米之间，而相关施工技术人员在振捣过程中还要细致的观察，从而尽量避免漏振和过振等状况发生。
2.5砼养护
砼养护是大体积砼施工中一项十分关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土的内外温差，促进砼强度的正常发展及防止裂缝的产生和发展。
从砼浇筑完成到终凝这段时间的养护对砼而言十分重要。混凝土浇筑完毕后，在其顶面及时加以覆盖，要求覆盖严密，并经常检查覆盖保湿效果。其主要作用有二：一是蓄水保温，防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度骤变，二是保持内外温差的稳定。
三、大体积混凝土裂缝的修补措施
混凝土裂缝的传统修补方法主要有表面处理法、灌浆法、填充法、结构加固法和电化学方法等。表面处理法适用于表面的浅层裂缝，在裂缝表面涂膜修补材料，以提高防水性和耐久性，但无法深入到裂缝深处。灌浆法是通过外部压力向裂缝内注入树脂类或水泥类材料。灌浆材料可分为水泥灌浆材料和化学灌浆材料。水泥灌浆材料适用于结构裂缝较长和较宽的情况，化学灌浆材料则更适用于漏水较为严重部位的封堵。填充法适用于结构出现宽度较大裂缝的情况，且结构必须允许开槽才可采用此修补方法。具体修补时应沿裂缝凿槽，在槽中嵌入柔性或刚性止水材料，达到封闭裂缝的目的。结构加固法适用于出现对结构承载能力有较大影响的深度裂缝或贯穿性裂缝的情况。结构加固常用方法有粘贴加固法、预应力加固法、加大截面积法和增设杆件法等。电化学修补法仅适用于处于水环境中的钢筋混凝土。
结束语
当前，大体积混凝土施工技术的应用是十分广泛的，为确保其应有结构性能的发挥，必须着眼于施工方案及各管理措施，来保证最为稳定的大型混凝土结构。借鉴上述内容，结合土木工程施工的实际情况，有的放矢地开展实施，从而最大限度地减少裂缝现象的产生。我们有理由相信，随着在大体积混凝土施工技术上的日益完善，我国的土木工程建设必将得到更快、更好的发展。
参考文献：
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［2］李红霞.大体积混凝土结构在土木建筑施工中的技术探析[J].山西建筑，2013（9）.
［3］王成慧.概述土木工程大体积混凝土结构施工质量控制[J].中国新技术新产品，2013（2）.
论文作者:曹家文
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第11期
论文发表时间:2019/1/3
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