高勝雨,董 瑞,張曉軒
(北京城建集團有限責任公司國際事業(yè)部,北京 102500)
大體積混凝土施工在當前的工程項目當中較為常見,但是由于大體積混凝土的特點,在施工項目當中,經常出現混凝土裂縫等問題,對建筑質量造成惡劣影響,如果不能解決大體積混凝土施工中的裂縫問題,將會導致裂縫擴大化,甚至出現滲漏等問題,引發(fā)建筑安全風險。特別是在出現裂縫之后,大體積混凝土內部鋼筋銹蝕速度也會進一步增加,進而導致混凝土結構遭到完全破壞,嚴重危害建筑工程的長期安全性,對工程質量把控帶來較大挑戰(zhàn)。因此,為保證大體積混凝土施工的安全性,需要對大體積混凝土施工中的裂縫預防與控制策略進行分析,找到合適的處理措施,保證大體積混凝土施工質量達到要求。
混凝土本身屬于不均勻物質,而大體積混凝土施工中,由于混凝土本身的特性,混凝土的抗拉性以及耐久性等相對較差,容易出現裂縫現象,通常情況下,在大體積混凝土施工過程當中,裂縫的出現主要由以下幾方面導致。
首先,在大體積混凝土施工過程當中,由于混凝土凝固過程需要產熱,而大體積混凝土施工的水泥用量相對較高,因此在水泥水化等過程中,混凝土的溫度會出現上升,但由于大體積混凝土一般體積較大,其內部產生的熱量無法快速導出,因此散熱能力相對較差,大體積混凝土不同組成部分之間會出現明顯的溫度差異,由溫度差異導致的溫度應力等情況會導致混凝土裂縫現象,而且這種溫度差異導致的裂縫,不僅存在于大體積混凝土外部,大體積混凝土內部也會由于溫度差異出現相應的拉應力,進而導致內部出現裂縫。
其次,在大體積混凝土施工過程當中,由于施工現場基本處于室外,因此由于室外晝夜溫差過大,不同階段澆筑的混凝土也會因為溫度差異而產生較大變化,在水泥水化等過程中會由于外部溫度變動出現收縮裂縫等,這對于建筑功能維護帶來了不利影響,而且還會導致混凝土工程安全受到挑戰(zhàn),極易出現混凝土施工風險。
最后,除了施工階段有可能導致裂縫問題,在大體積混凝土施工結束之后,由于大體積混凝土體積較大且不同部位的功能具有差異,因此不同構造部分之間會產生擠壓等現象,進而導致大體積混凝土構造出現形變,特別是在自然環(huán)境較為惡劣的情況下,大體積混凝土不同構造部位擠壓現象明顯,就會導致出現裂縫。
此外,在施工過程當中,針對大體積混凝土施工,需要做好專門的養(yǎng)護管理,但是在實際的施工管理過程當中,大體積混凝土澆筑完畢后,相應的養(yǎng)護管理工作并未落實到位,后期養(yǎng)護處理缺乏專業(yè)人員,導致混凝土養(yǎng)護質量無法達到要求,大體積混凝土無法按照規(guī)范開展保溫、保濕處理,導致混凝土裂縫產生。
為保證大體積混凝土施工的安全性,減少大體積混凝土中出現的裂縫問題,有效控制大體積混凝土施工質量,需要在前期選擇合適的混凝土原材料,保證混凝土質量符合施工需求,避免混凝土質量不達標而可能導致的施工風險。例如在選擇混凝土材料過程中,要對粗集料以及細集料的比例進行合理配置,混凝土集料在混凝土當中起到骨架作用,對于混凝土的性能具有較大影響,如果粗細配比不合理,就會導致混凝土質量降低,水泥用量明顯增加,導致大體積混凝土裂縫風險提升。粗集料中針、片狀顆粒含量過多,也會使得混凝土強度降低,在大體積混凝土施工過程當中,一旦出現這些問題,會使得混凝土的強度有所下降,因此要結合大體積混凝土施工特點,選擇合適的混凝土集料配比。另外,要做好混凝土中水泥原材料的挑選,為減少混凝土裂縫,應當對混凝土的開裂情況做好預估,選擇具有較強強度且抗裂性能好的水泥材料,根據不同水泥特點,結合使用硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥等。在大體積混凝土施工過程當中,還可以在混凝土當中適當添加粉煤灰,以此減少水泥用量,避免水泥水化產生過多熱量,從而減少水泥水化導致的裂縫現象。
通過合理選擇外摻料,能夠保證大體積混凝土施工的安全性,在澆筑過程當中通過外摻料等的科學使用,可以減少大體積混凝土水熱化出現概率,進而保證大體積混凝土的施工安全,減少施工裂縫情況。例如,在大體積混凝土中摻入聚丙烯纖維,可以明顯改善混凝土的物理性質,在大體積混凝土施工階段,混凝土硬化初期,由于混凝土自身收縮等問題,可能導致混凝土內部出現裂縫,后期隨著混凝土中水分的蒸發(fā),內部拉應力增加,會使得混凝土中最初出現的裂縫逐步擴大,進而導致混凝土內部貫穿裂縫風險,嚴重危害大體積混凝土施工安全。而通過聚丙烯纖維的使用,可以對混凝土起到一定的約束作用,使得混凝土韌性有所增強,進而改善混凝土內部問題,有助于防止混凝土裂縫出現。另外,通過聚羧酸減水劑等的使用,可以對混凝土的流動性起到一定的改善作用,減少大體積混凝土施工中的整體用水量,對混凝土開裂問題也能夠起到有效的防范作用,而且,在大體積混凝土當中,通過緩凝劑的運用,也可以減少水泥水化釋放熱量時間,有助于預防混凝土開裂。
由于大體積混凝土施工的復雜性,因此為了保證大體積混凝土的施工安全,減少混凝土裂縫問題,需要根據大體積混凝土的施工項目特點,設計合理的混凝土配比,從而確保混凝土配比符合施工需求,從而避免大體積混凝土施工過程當中由于混凝土配比不合理而導致的裂縫問題,在初期混凝土配比設計階段,需要對大體積混凝土施工項目進行專門的考察,了解混凝土的質量要求以及強度要求,在此基礎上,通過適當調整粗細集料配比以及摻合料用量等方式,確保大體積混凝土施工過程當中,混凝土凝固時間等能夠符合要求。另外,在設計初步的混凝土配比之后,還要進行專門的實驗分析以及可行性論證,只有混凝土水熱化等情況達到施工標準,才可以正式推進大體積混凝土施工項目,以此保證大體積混凝土施工的安全性。為確?;炷僚浔确闲枨?,相關單位也可以與專門的設計院進行合作,借助專業(yè)人員計算合適的混凝土配比,以此確定科學的混凝土配比。
在具體的施工階段,為了預防大體積混凝土裂縫問題,需要對大體積混凝土的施工工序進行優(yōu)化,加強施工過程中的監(jiān)管力度,在混凝土澆筑等過程當中需要明確具體的施工流程,特別是在實際施工之前,需要對相關工具進行專門清理,有序開展混凝土澆筑等工作,并做好保濕噴水操作。大體積混凝土施工中需要嚴格按照施工工序開展施工,例如對于傾斜面的澆筑部分,應當從低到高進行澆筑。而且在大體積混凝土施工過程中,要結合施工特點,選擇整體分層連續(xù)澆筑等方式,從而避免混凝土內部應力差異過大導致的裂縫問題。在施工階段還應當根據混凝土的塌落度等情況,選擇合適的混凝土澆筑時間,并結合溫度變動,調整混凝土澆筑進度。一些施工單位為了追求施工進度,并未考慮混凝土施工情況,就會導致大體積混凝土施工風險,因此為了保證大體積混凝土施工的安全性,需要嚴格按照混凝土型號特點以及自然環(huán)境變化,設置合適的大體積混凝土澆筑時間,并明確大體積混凝土施工間隔時間,通常情況下,若溫度低于25 ℃,則大體積混凝土施工的間隔階段需要在2.5 h以上。此外,在施工過程當中,還應當對施工方法進行調整,例如,為了保證大體積混凝土施工進度,可以安排兩個澆筑組負責相應的工作,并對澆筑人員的工作時間等進行明確,從而避免疲勞操作可能導致的大體積混凝土施工問題,減少混凝土裂縫風險。
為了預防大體積混凝土當中的裂縫問題,需要重視施工過程當中的養(yǎng)護管理,通過優(yōu)化養(yǎng)護管理工作,可以規(guī)避大部分混凝土裂縫問題,當前很多施工單位對大體積混凝土養(yǎng)護管理工作并不重視,在混凝土澆筑之后,養(yǎng)護措施并未落實到位,進而導致了混凝土裂縫問題。在大體積混凝土施工過程中,由于水泥水化等過程會釋放大量熱量,從而導致混凝土內部不同部位之間存在溫度差異,除了混凝土內部溫差之外,混凝土內部以及外部也會存在明顯的溫度差異,一旦大體積混凝土內外溫差過大,極易出現溫度裂縫,因此需要在大體積混凝土施工結束之后,在混凝土表面鋪設專門的塑料薄膜等,防止混凝土表面與混凝土內部溫差過大,另外對大體積混凝土的養(yǎng)護時間,也要做好專門的確定,一般情況下,大體積混凝土養(yǎng)護時間需要以大體積混凝土的施工體積以及施工項目情況進行確定。
在大體積混凝土施工過程中,需要進行專門的監(jiān)督管理,尤其是對大體積混凝土澆筑等過程當中的氣溫情況進行專門的記錄,一般情況下,開展大體積混凝土澆筑工作,應當選擇氣溫較低的階段,在一些惡劣情況下,例如冬天開展大體積混凝土澆筑過程時,入模溫度應當在10 ℃以上,自然環(huán)境溫度變動對大體積混凝土會產生較大影響,因此為了避免混凝土斷裂風險,可以采取人工方式對大體積混凝土的溫度進行調整。通過在混凝土表面覆蓋專門的保溫材料,或者在混凝土澆筑過程當中設置專門的避光設備,并通過向骨料潑灑冷水等方式,可以在一定程度上減少自然環(huán)境因素對大體積混凝土施工帶來的影響,避免施工過程中由于溫差過大導致的溫度裂縫等問題。
在大體積混凝土施工過程當中,企業(yè)需要安排專門的人員負責對水泥用量以及施工進度等進行監(jiān)督,設置專業(yè)的安全管理崗位,管理人員在施工現場對大體積混凝土施工情況進行專門的記錄,并負責協(xié)調施工過程當中的各個人員,確保施工設備的有效運用,同時在大體積混凝土施工過程當中,要對混凝土溫度等進行及時測量,全面記錄混凝土溫度變化,根據安全標準對混凝土溫度是否超標進行分析,一旦混凝土實測溫度超標,則需要做好專門的匯報,通過對技術人員反饋混凝土施工過程中的異常,由技術人員做好相關數據的進一步分析,并綜合討論是否需要采取必要的補救措施,以此預防大體積混凝土施工風險。在此過程當中,施工單位還需要針對安全管理崗位的具體職責進行動態(tài)調整,特別是在不同施工項目當中,不同類型的混凝土施工要求也具有差異性,因此需要根據大體積混凝土施工項目的特點,設置相應的安全管理流程。此外,在后期的工作當中也要做好專門的混凝土驗收工作,在工程竣工階段,施工企業(yè)要安排專業(yè)的驗收人員對大體積混凝土施工項目的情況進行驗收,特別是對關鍵性結構部位,要進行專門的質量檢測,從而保證大體積混凝土施工項目質量,避免后期混凝土形變等因素導致的裂縫問題。
在大體積混凝土施工過程當中,為了保證施工安全性,減少混凝土裂縫問題,需要對大體積混凝土裂縫產生因素做好專門分析,了解大體積混凝土施工中可能存在的風險,在梁柱等重要部分的施工過程當中,經常運用大體積混凝土施工方式,因此預防大體積混凝土施工裂縫,對建筑物的質量具有重要影響,在施工階段需要采取有效措施,選擇合適的混凝土配比方案,挑選具有較高質量的混凝土原材料,并建立專門的安全管理機制,搭建全面的監(jiān)測體系,保證整體施工安全性。