大體積混凝土結構在土木工程的應用
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【內容摘要】隨著我國社會經濟的快速發展，城市化進程在不斷加快，土地資源日趨緊張，部分地區高層建筑物發展速度不斷加快。建筑物體積與厚度的不斷提升，對建筑基礎荷載承受能力提出了更多更高的要求，所以在當前土木工程建設過程中需要積極應用大體積混凝土結構施工技術，此項技術的有效應用對工程建設成果具有較大影響，相關部門需要強化提高認識，控制施工質量問題，對施工技術應用進行探索。
【關鍵詞】大體積混凝土;結構施工技術;土木工程
近些年我國建筑行業整體發展速度較快，在土木建筑施工過程中大體積混凝土技術應用范圍在逐步擴大。大體積混凝土結構技術自身復雜性較高，裂縫問題是此項技術進行處理的關鍵。正常情況下，裂縫問題大多都是由于水泥水化熱導致基本溫度應力發生改變導致，應用大體積混凝土結構技術的重點就是全面解決混凝土存在的自縮性問題。
一、大體積混凝土裂縫產生的主要原因概述
在土木工程施工過程中，大體積混凝土實際澆筑溫度會隨著外界環境溫度變化而進行變化。當外部環境溫度不斷升高時，混凝土內外基本溫差會不斷降低，產生溫度應力。溫度應力會受到溫差的影響而產生相應變化，致使裂縫會隨著溫度應力變化而不斷變化，所以溫度差是導致溫度應力和混凝土裂縫產生的主要原因。土木工程建筑施工中所應用的混凝土是由多種材料進行組合的人造性石材，在混凝土配置過程中會產生相應的化學反應，目前大多數大體積混凝土結構物斷面較厚，水泥水化過程中產生的部分熱量會進行集聚，不容易進行散失，導致結構物基本溫度值不斷升高，致使溫差開始增大，這樣會直接導致混凝土結構產生不同程度裂痕。所以在正常情況下，混凝土澆筑之后的3～5天時間內，結構物溫度會不斷升高，水泥水化熱對混凝土裂縫會產生影響。［1］在新配置的水泥中，有將近80%的水分會隨著水泥硬化而逐步蒸發，當實際蒸發水分過大，比自縮值更高時，會導致混凝土自縮。所以自縮值是誘發混凝土產生自縮的主要原因。混凝土結構物在產生變形過程中會受到相應約束力對變形進行抑制，約束條件主要有內外部約束，溫度差的變化會導致內部約束力產生，外部約束力會導致混凝土產生不同程度裂痕。外部約束是基層對混凝土產生的約束、樁體對混凝土的約束等，內部約束是混凝土內部和表面之間的約束等。［2］
二、目前土木工程大體積混凝土施工中存在的各項問題分析
當前部分土木工程施工過程中所應用的各類建筑結構材料存在質量不合格問題，不能適應工程建設施工基本要求，為了能夠有效提升工程建筑質量，在施工過程中應用的混凝土材料需要滿足基本設計要求。在施工階段選取的石骨料需要具備標準的含水量，并且定期對含水量進行檢測，這樣能夠確保施工強度滿足施工要求。此外，當前部分土木工程施工技術規范不標準，比如在混凝土基本配比過程中，有的材料能夠符合相關標準固定，但是有的材料需要結合施工現場各項要求，確保試驗數據能夠與施工要求配合比相符合，這樣在施工過程中能夠確保混凝土強度滿足相關施工要求。［3］
三、現階段大體積混凝土結構施工技術在土木工程建筑中的應用探析
本文以某房地產項目工程建設為例，此項工程共17層，地上建筑為15層，地下2層，建筑樓層實際面積是65000m2，建筑施工中應用現澆框剪結構，在建筑外墻、底板以及頂板位置應用防水二級混凝土，其中樓板實際底厚為1400mm，所以屬于大體積混凝土。(一)合理選用水泥。在大體積混凝土施工過程中合理選用水泥具有重要作用，水泥不同類型與品牌在內部組織中存在一定差異，所以致使水泥基本性能也各不相同。在正常情況下，在大體積混凝土澆筑初期階段會出現水泥開裂問題，主要是因為混凝土內部溫度開始產生相應變化。所以當前需要合理選用大體積混凝土的水泥材料，對其配合比進行有效控制，并且添加相應外加劑，對水泥與水的用量進行調控，這樣能夠有效控制因為水化熱而導致水泥產生收縮變形問題。比如普通硅酸鹽水泥在早期配置過程中具有一定強度值，但是水化熱反應加大。與普通水泥相比，礦渣水泥熱度較低，但是會產生不同程度滲水以及干縮問題。火山泥后期收縮性較大，在施工中進行應用需要消耗較高成本。所以綜合各類水泥性能可以應用粉煤灰水泥，再添加適量膨脹劑，對水灰量和水灰比進行控制，全面控制水化熱現象，避免出現裂縫問題。［4］(二)混凝土澆筑與搗注控制。施工技術人員需要對工程建設具體情況進行分析，選取整體澆筑與分段澆筑方式。在實際澆筑施工過程中，需要確定坡度原則以及分區定點，再對混凝土泵的基本坡度進行分析，設立相應的振搗點。在混凝土卸點設置第一道，確保上部澆筑振實問題能夠有效控制。在混凝土坡腳設置第二道，這樣能夠確保混凝土下部密實度得到有效保障。在實際澆筑過程中，需要根據相應部位對設計標高要求進行分析，將連續建筑方式應用在坡面澆筑施工過程中。完成混凝土分段澆筑之后，要在初凝階段應用擠壓以及二次振搗施工，排除表面中含有的大量水分，避免出現裂縫問題，使得大體積混凝土施工具有良好的防水性能。在正常情況下，施工技術人員可以選取夜間對混凝土進行澆筑，這樣能夠使得新舊混凝土之間的溫度差得到有效調控。［5］(三)調整鋼筋位置以及減少混凝土約束力。當前需要結合大體積混凝土施工方案基本要求對鋼筋基本配置方案進行有效調整，這樣能夠確保大體積混凝土溫度有效傳遞。在正常配置設計情況下，需要將鋼筋布設在沒有柱板帶和有柱板帶的區域。因為目前大體積混凝土基本厚度需要控制在1m左右。為了確保散熱速率更快，在溫度分布筋布設過程中，在上下搭接過程中可以選取搭接焊的方式。通過此類分布模式，能夠使得鋼筋直徑以及鋼筋之間的間距值有效調控，控制熱量，避免出現裂縫問題。在約束力減少過程中，可以應用相應的保溫法，例如覆蓋法以及蓄水法等，此類方法從長期應用實踐中可知，能夠在控制混凝土內部溫度基礎上，使得混凝土內外溫差有效控制。還能對外部約束力進行控制，主要是地基對混凝土結構約束力不斷降低。(四)大體積混凝土有效養護。在大體積混凝土施工過程中采取相應的養護措施具有重要作用，通過完善的養護措施能夠使得混凝土溫濕度符合施工要求。相關施工技術人員需要對已澆筑混凝土內外溫差進行控制，使得混凝土能夠保持更好的強度，這樣能對裂縫問題進行有效控制。在大體積混凝土基本養護過程中，在做好保溫保濕操作的基礎上，還需要使得混凝土溫度降低速度保持在穩定水平。在冬季大體積混凝土養護中，需要用布料或是麻袋等進行上層。在夏季施工中，需要通過流水保護以及蓄水保護措施。
四、結語
綜合上述，隨著當前土木工程建筑中大體積混凝土結構施工技術應用范圍不斷擴大，在施工中相關技術人員需要對施工裂縫問題等進行控制。在實際施工過程中需要結合具體施工情況，對施工技術方案進行分析，控制重點施工環節質量，做好混凝土基本養護操作，提高混凝土結構施工質量，限制施工裂縫等常見問題的發生。
【參考文獻】
［1］喬亮．大體積混凝土結構施工技術在土木工程建筑中的應用探析［J］．科技風，2014，19:167
［2］張海華．大體積混凝土結構施工技術在土木工程建筑中的應用探析［J］．門窗，2015，10:77～78
［3］張民亮．大體積混凝土結構施工技術在土木工程建筑中的應用探析［J］．建筑工程技術與設計，2016，12:156
［4］許毅．大體積混凝土結構施工技術在土木工程建筑中的應用探析［J］．裝飾裝修天地，2018，3:309
［5］盧捷．淺談大體積混凝土結構施工技術在土木工程建筑中的應用［J］．中國房地產業，2017，32:147
作者:劉慶玉 單位:中核第四研究設計工程有限公司