大体积混凝土施工流程及质量控制要点

现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。其主要特点是体积大，水泥水化热释放比较集中、内部升温快。混凝土内外温差较大时，会产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。邻水项目一、二级闸坝工程基础涉及到大体积混凝土施工。根据项目特性，合理运用大体积混凝土施工技术对闸坝工程施工质量控制至关重要。01施工准备与实施1施工组织设计施工组织设计应包含以下九项内容（1）大体积混凝土浇筑体温度应力和收缩应力计算结果；（2）施工阶段主要抗裂构造措施；（3）原材料选优、配合比设计、制备和运输计划；（4）主要施工设备和现场总平面布置；（5）温度监测布置图及温控监测方法；（6）浇筑顺序和施工进度计划；（7）保温和保湿养护方法；（8）应急预案和应急保障措施；（9）特殊部位和特殊气候条件下的施工措施。2原材料的选择原材料包括粗骨料、外加剂、掺合料等（1）粗骨料粒径为5mm-31.5mm，应采用连续级配，含泥量不大于3%，应选用非碱活性的粗骨料，当采用非泵送施工时，粗骨料的粒径可适当增大。细骨料宜采用中砂且含泥量不大于1%。（2）外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。（3）大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。（4）水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。3配合比设计（1）当采用60d或90d强度验收指标，应将其作为配合比的设计依据；（2）混凝土拌合物塌落度不宜大于180mm；（3）拌合物用水量不宜大于170kg/m3；（4）粉煤灰掺量用量不宜大于胶凝材料用量的50%，矿渣材料不宜大于40%，粉煤灰和矿渣粉总和不宜大于胶凝材料的50%；（5）水胶比不宜大于0.45；（6）砂率宜为38%-45%。4技术准备（1）大体积混凝土施工前应先进行图纸会审，并提出施工阶段的综合抗裂措施，并制定出关键部位的施工作业指导书。（2）大体积混凝土浇筑应在模板、支架、钢筋、预埋关键验收合格的基础上进行。（3）混凝土的供应能力应保证连续浇筑的施工要求，不应低于单位时间需求量的1.2倍。（4）施工设备应在浇筑前进行检修、试运行以及备用设备，其性能和数量应满足连续浇筑的能力。（5）混凝土测温监控设备的标定调试应正常，保温材料应齐备，并派专人负责测温管理工作。（6）浇筑前应进行培训并逐级技术交底，同时建立岗位责任制及交接班制度。5混凝土浇筑（1）混凝土的入模温度（振捣后50mm〜100mm深处的温度）不宜高于28℃。混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不大于45℃。（2）大体积混凝土工程的施工宜釆用分层连续浇筑施工或推移式连续浇筑施工。应依据设计尺寸进行均匀分段、分层浇筑。当横截面面积在200m以内时，分段不宜大于2段；当横截面面积在300m以内时，分段不宜大于3段，且每段面积不得小于50m。每段混凝土厚度应为1.5m〜2.0m。段与段间的竖向施工缝应平行于结构较小截面尺寸方向。当釆用分段浇筑时，竖向施工缝应设置模板。上、下两邻层中的竖向施工缝应互相错开。（3）釆用泵送混凝土时，混凝土浇筑层厚度不宜大于500mm；釆用非泵送混凝土时，混凝土浇筑层厚度不宜大于300mm。（4）大体积混凝土施工釆取分层间歇浇筑混凝土时，水平施工缝设置除应符合设计要求外，尚应根据混凝土浇筑过程中温度裂缝控制的要求、混凝土的供应能力、钢筋工程的施工、预埋管件安装等因素确定。（5）大体积混凝土在浇筑过程中，应釆取措施防止受力钢筋、定位筋、预埋件等移位和变形。（6）大体积混凝土浇筑面应及时进行二次抹压处理。（7）振捣混凝土时，振动器应采取快插慢拔式振捣方法，根据浇筑层厚度准备控制插入深度，一般插入下层混凝土10cm左右，每点振动时间10~15s以混凝土表泛浆不再显著下沉、冒出气泡为准，不可超振。6混凝土浇筑养护大体积混凝土在每次混凝土浇筑完毕后，除按普通混凝土进行常规养护外，还应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合下列规定（1）应有专人负责养护工作，并进行测试工作。保湿养护的持续时间，不得少于14d。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表层温度与环境最大温差小于20°C时，可全部拆除。（2）保湿养护过程中，应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。（3）在大体积混凝土保温养护中，应对混凝土浇筑体的芯部与表层温差和降温速率进行检测，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。（4）大体积混凝土拆模后应釆取预防寒流袭击、突然降温和剧烈干燥等养护措施。（5）大体积混凝土宜适当延迟拆模时间，当模板作为保温养护措施的一部分时，其拆模时间应根据温控要求确定。7特殊条件下浇筑大体积混凝土施工遇炎热、冬季、大风或者雨雪天气等特殊气候条件下时，必须釆用有效的技术措施，保证混凝土浇筑和养护质量，并应符合下列规定（1）在炎热季节浇筑大体积混凝土时，宜将混凝土原材料进行遮盖，避免日光曝晒，并用冷却水搅拌混凝土，或釆用冷却骨料、搅拌时加冰屑等方法降低入仓温度，必要时也可釆取在混凝土内埋设冷却管通水冷却。混凝土浇筑后应及时保湿保温养护，避免模板和混凝土受阳光直射。条件许可时应避开高温时段浇筑混凝土。（2）冬季浇筑混凝土，宜釆用热水拌和、加热骨料等措施提高混凝土原材料温度，混凝土入模温度不宜低于5°C。混凝土浇筑后应及时进行保温保湿养护。（3）大风天气浇筑混凝土，在作业面应釆取挡风措施，降低混凝土表面风速，并增加混凝土表面的抹压次数，及时覆盖塑料薄膜和保温材料，保持混凝土表面湿润，防止风干。（4）雨雪天不宜露天浇筑混凝土，当需施工时，应釆取有效措施，确保混凝土质量。浇筑过程中突遇大雨或大雪天气时，应及时在结构合理部位留置施工缝，尽快终止混凝土浇筑；对已浇筑还未硬化的混凝土立即进行覆盖，严禁雨水直接冲刷新浇筑的混凝土。8现场取样运输到现场的混凝土取样制作抗压试块和抗渗试块。抗压试块采用100×100×100mm标准试模，每100m³混凝土取一次样。抗渗混凝土试块尺寸，上口直径175mm,下口直径185mm，高150mm，，每500m³取样一组。养护条件均为标准养护，即湿度大于95%，温度20±2℃。02温度监测与控制

1测温布置大体积混凝土浇筑体内检测点布置，应反映混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度、可采用下列布置方式（1）测试区可选混凝土浇筑体平面对称轴线的半条轴线，测试区内监测点应按平面分层布置；（2）测试区内监测点的位置和数量可根据混凝土浇筑体内温度的分布情况及温控的规定确定；（3）在每条测试轴线上，监测点位不宜少于3处，应根据结构的平面尺寸布置；（4）沿混凝土浇筑体厚度方向，应至少布置表层、底层和中心温度测点，测点间距不宜大于500mm；（5）保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定；（6）混凝土浇筑体表层温度，宜为混凝土浇筑体表面以内的10mm的温度；（7）混凝土浇筑体底层温度，宜为混凝土浇筑体地面以上10mm处的温度。邻水项目闸坝基础宽7.6m，长37m，高2.5m~3.5m，上游侧高3.5m，下游侧高2.5m。在施工期间沿长度方向分两段浇筑，此次浇筑长度为16m。沿基础轴线布置3个监测点。由于上游侧混凝土较高，单独再布置三处监测点。监测布点如下图所示：▲监测点布置图2温度监测大体积混凝土浇筑里表温差、降温速率及环境温度的测试，在浇筑后每昼夜不少于4次，入模温度测量，每台班不少于2次。▲项目温度监测成果曲线图从整个测温过程中可看出，未出现内外温差大于25摄氏度的情况，理论上不容易出现裂缝。根据后期观察，一二级闸坝未出现裂缝，表明大体积混凝土施工技术应用较好。03质量控制要点1浇筑时温度要求浇筑温度控制时，应使其内部最高温度不大于75°C，里表温差不大于25°C；温度控制宜采用“内降外保”原则，对混凝土内部采取设置冷却水管通循环水冷却，对混凝土外部采取覆盖蓄热或蓄水保温等措施。2分层浇筑在上层混凝土浇筑之前应对下层混凝土顶面进行处理（1）将混凝土进行凿毛；（2）将表层清洗；（3）涂水泥净浆；（4）如有必要时采用结构连接。3分段浇筑块与块之间的竖向接缝面应平行于结构物的短边，并在浇筑完成拆模后按分层浇筑方式处理4后浇带后浇带宜采用微膨混凝土，并一次浇筑完成。04混凝土裂缝

1裂缝分类裂缝按深度不同分为：表层裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝表层裂缝顾名思义，是在混凝土表面产生的裂缝。和其他两种裂缝相比，其危害性较小。深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的2裂缝产生原因大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：内外温差而产生。另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但相对来说，混凝土抗拉强度却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。3裂缝控制关键点01水泥水化热水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。02外界气温变化大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取