摘 要:本文是筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，以及工程案例，主要針對(duì)案例中隧道工程大體積混凝土施工技術(shù)做出了簡(jiǎn)要闡述分析，以供參考。

　　關(guān)鍵詞:隧道,大體積混凝土,施工技術(shù)

　　1工程概況

　　某隧道工程位于某地段，道路總長(zhǎng)0.662km，其中隧道部分總長(zhǎng)180米，寬度為26.1m，結(jié)構(gòu)形式采用單箱雙室矩形結(jié)構(gòu)，隧道高度為5.89m，單室凈寬為11.75m，采用明挖順作法施工。本工程隧道頂板與底板采用100㎝C30防水鋼筋混凝土，側(cè)板采用90cm厚C30防水鋼筋混凝土，中隔墻采用80cm厚C30防水鋼筋混凝土，抗?jié)B等級(jí)均為P8由于本工程的底板及頂板結(jié)構(gòu)斷面均達(dá)到100㎝，屬大體積混凝土。

　　2施工技術(shù)方法

　　2.1施工準(zhǔn)備工作

　　大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。因此需要從材料選擇上、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作，才能保證隧道底板及頂板大體積混凝土順利施工。

　　2.1.1材料選擇

　　(1)水泥:考慮普通水泥水化熱較高，特別是應(yīng)用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，在混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差，便混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過(guò)早期混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，因此確定采用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為425#，通過(guò)摻加合適的外加劑可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗?jié)B能力。在設(shè)計(jì)許可的情況下,摻粉煤灰混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的齡期宜為60天或90天。

　　(2)粗骨料:采用碎石，粒徑5-25mm，含泥量不大于1。選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。

　　(3)細(xì)骨料:采用中砂，山砂(45%)+人工砂(55%)，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于5。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時(shí)相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

　　(4)粉煤灰:由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求，采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%。粉煤灰對(duì)水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對(duì)混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10以內(nèi)，采用外摻法，即不減少配合比中的水泥用量。按配合比要求計(jì)算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。

　　2.1.2混凝土配合比

　　(1)混凝土采用商品混凝土，因此要求混凝土攪拌站根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)提出的技術(shù)要求，提前做好混凝土試配。

　　(2)混凝土配合比應(yīng)提高試配確定。按照國(guó)家現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》及《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　(3)粉煤灰采用外摻法時(shí)僅在砂料中扣除同體積的砂量。另外應(yīng)考慮到水泥的供應(yīng)情況，以滿足施工的要求。

　　2.1.3現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作

　　(1)鋼筋應(yīng)分段盡快施工完畢，并進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。

　　(2)將墊層表面標(biāo)高抄測(cè)在墻鋼筋上，并作明顯標(biāo)記，供澆筑混凝土?xí)r找平用。

　　(3)澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋的測(cè)溫管及保溫隨需的塑料薄膜、草席等應(yīng)提前準(zhǔn)備好。

　　(4)項(xiàng)目經(jīng)理部應(yīng)與建設(shè)單位聯(lián)系好施工用電，以保證混凝土振搗及施工照明用。

　　(5)管理人員、施工人員、后勤人員、保衛(wèi)人員等晝夜排班，堅(jiān)守崗位，各負(fù)其責(zé)，保證混凝土連續(xù)澆灌的順利進(jìn)行。

　　2.1.4大體積混凝土施工

　　(1)混凝土采用商品混凝土，用混凝土運(yùn)輸車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，采用混凝土輸送泵送筑。

　　(2)鋼筋泵車布料桿的長(zhǎng)度，劃定澆筑區(qū)域，每臺(tái)泵車負(fù)責(zé)本區(qū)域混凝土澆筑。澆筑時(shí)先在一個(gè)部位進(jìn)行，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，混凝土形成扇形向前流動(dòng)，然后在其坡面上連續(xù)澆筑，循序推進(jìn)。這種澆筑方法能較好的適應(yīng)泵送工藝，便每車混凝土都澆筑在前一車混凝土形成的坡面上，確保每層混凝土之間的澆筑間歇時(shí)間不超過(guò)規(guī)定的時(shí)間。同時(shí)可解決頻繁移動(dòng)泵管的間題，也便于澆筑完的部位進(jìn)行覆蓋和保溫。

　　混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不得超過(guò)6h。即在己澆筑的混凝土表面上插12短插筋，長(zhǎng)度1米，間距50mm，呈梅花形布置。

　　(3)混凝土澆筑時(shí)在每臺(tái)泵車的出灰口處配置3～4臺(tái)振搗器，因?yàn)榛炷�土的坍落度比較大，在1米厚的底板內(nèi)可斜向流淌0.8米遠(yuǎn)左右，2臺(tái)振搗器主要負(fù)責(zé)下部斜坡流淌處振搗密實(shí)，另外1～2臺(tái)振搗器主要負(fù)責(zé)頂部混凝土振搗。

　　(4)由于混凝土坍落度比較大，會(huì)在表面鋼筋下部產(chǎn)生水分，或在表層鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次抹面壓實(shí)措施。

　　3混凝土裂縫的原因分析與控制措施

　　3.1溫度裂縫

　　混凝土材料同樣具有熱脹冷縮的性質(zhì),混凝土硬化初期, 由于水泥水化會(huì)放出較多熱量, 而混凝土是熱的不良導(dǎo)體, 放熱緩慢, 這將使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的熱膨脹。但是混凝土表面溫度散失快,溫度下降, 因冷卻而收縮, 內(nèi)部膨脹而外部收縮, 使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力, 當(dāng)拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度極限時(shí), 混凝土表面產(chǎn)生裂縫。溫度變形引起的裂縫分為兩類: 第一類為內(nèi)約束裂縫, 這類裂縫是在混凝土結(jié)構(gòu), 特別是大體積混凝土澆注后, 在硬化期間水泥水化放出大量的水化熱, 內(nèi)部溫度不斷上升, 而混凝土表面與空氣接觸由于散熱快、溫度低, 便產(chǎn)生了內(nèi)外溫度差, 此種溫度達(dá)到一定程度, 表面相對(duì)收縮狀態(tài)受到內(nèi)部混凝土相對(duì)膨脹狀態(tài)的約束, 使表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而使表面出現(xiàn)裂縫, 由于引起這種裂縫的溫度差在混凝土表面處最大, 深入內(nèi)部就很快減弱, 因此, 這種裂縫在深入表面較淺表層以下結(jié)構(gòu)內(nèi)保持完整。第二類為外約束裂縫。早晚溫差較大, 在現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中受到支座約束的板、墻體等混凝土溫度降低要收縮, 而它們?cè)谥ё�約束下收縮會(huì)受到約束而產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力, 從而產(chǎn)生降溫收縮裂縫。

　　減少和控制溫度裂縫的方法可以從控制溫度、改進(jìn)設(shè)計(jì)和施工操作工藝、改善混凝土性能、減少約束條件等方面入手, 其控制方法如下:

　　(1) 盡可能選用低水化熱的水泥配制混凝土, 或混凝土中添加適當(dāng)?shù)姆勖夯? 降低水泥用量(保證強(qiáng)度的前提下) 。

　　(2) 選用良好級(jí)配的骨料, 并嚴(yán)格控制砂、石含泥量,水灰比不宜過(guò)高, 仔細(xì)振搗, 以增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度。

　　(3) 縱長(zhǎng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中, 每隔一段長(zhǎng)度應(yīng)設(shè)置溫度縫以及在結(jié)構(gòu)中增配溫度鋼筋。

　　(4) 澆注混凝土后, 表面應(yīng)及時(shí)覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)。在夏季適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間(不少于14d)。

　　(5) 對(duì)于大體積的混凝土應(yīng)采取內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管通冷水或冷氣降溫。

　　3.2收縮裂縫

　　為了保證混凝土振搗密實(shí)或便于泵送, 其拌合物需要一定適宜的流動(dòng)性(稠度) , 此時(shí)加入的水往往比水泥水化作用所需的水分多4～5倍。這部分多余水分的泌出和蒸發(fā)都會(huì)產(chǎn)生體積收縮。

　　在混凝土凝結(jié)前的收縮一般稱為塑性收縮, 另外水泥水化作用生成物(即硬化) 的體積縮小所引起的體積收縮, 稱為自收縮。后者的收縮量是前者的1/5～1/10，這兩部分組成混凝土體積的總收縮。濕收縮是混凝土收縮的主要部分。根據(jù)測(cè)定, 混凝土最終收縮值約在0.2～0.45%。收縮值的大小與水泥品種、用量、拌和水量、粗細(xì)骨料規(guī)格和用量、振搗密實(shí)程度以及養(yǎng)護(hù)好壞等有關(guān)。

　　施工過(guò)程中常見的混凝土收縮裂縫有塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和干燥收縮裂縫。

　　3.2.1塑性收縮裂縫

　　(1) 原因分析

　　塑性收縮裂縫一般在干燥或刮風(fēng)天氣容易出現(xiàn)。裂縫多呈中間寬、兩端漸細(xì)、且長(zhǎng)短不一、互不連貫的狀態(tài)。其產(chǎn)生主要原因是混凝土在塑性狀態(tài)時(shí), 混凝土中水分蒸發(fā)過(guò)快, 產(chǎn)生了急劇的體積收縮。而蒸發(fā)速度的快慢與風(fēng)速、周圍空氣的相對(duì)濕度、混凝土表面空氣溫度以及自身的溫度有關(guān)。風(fēng)速大, 溫度高, 水分蒸發(fā)速度快, 混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性就越大。

　　(2) 控制措施

　　為控制這類裂縫, 可采用下列方法:

　　澆注前, 將基層和模板澆水潤(rùn)濕。

　　混凝土澆注后, 對(duì)裸露表面應(yīng)及時(shí)用潮濕材料覆蓋, 認(rèn)真灑水養(yǎng)護(hù)。

　　在氣溫高、濕度低或風(fēng)速過(guò)大的天氣施工, 混凝土澆注后, 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù), 使其潤(rùn)濕;大面積混凝土宜澆筑一段, 養(yǎng)護(hù)一段。此外要加強(qiáng)表面的抹壓和養(yǎng)護(hù)工作。當(dāng)表面發(fā)現(xiàn)細(xì)微裂縫時(shí), 應(yīng)及時(shí)抹壓一次(即二次抹壓)，再覆蓋養(yǎng)護(hù)。設(shè)擋風(fēng)設(shè)施。

　　3.2.2沉降收縮裂縫

　　(1) 原因分析

　　沉降收縮裂縫的出現(xiàn)大多與沉降情況有關(guān), 一般在混凝土表面連續(xù)出現(xiàn), 裂縫較淺、較寬, 呈棱形, 并常在混凝土澆筑后出現(xiàn), 硬化后停止。

　　其產(chǎn)生原因是混凝土澆搗后, 骨料顆粒繼續(xù)沉落, 水分上升, 受到鋼筋、埋設(shè)件或大的粗骨料阻擋而使其與鋼筋分離, 或混凝土本身組成材料沉落不均勻造成開裂。

　　(2) 控制措施

　　保證能振搗密實(shí)的前提下盡可能減小混凝土稠度(坍落度);對(duì)于斷面相差大的結(jié)構(gòu)件, 先澆深部的, 靜停2—3小時(shí), 再與薄斷面一起澆筑;混凝土全部終凝前進(jìn)行二次振搗和抹壓。

　　3.2.3干燥收縮裂縫

　　(1) 原因分析

　　干燥收縮裂縫多在混凝土養(yǎng)護(hù)完畢, 經(jīng)一段時(shí)間后出現(xiàn)。裂縫為表面性的, 較淺較細(xì), 其走向縱橫交錯(cuò), 沒有規(guī)律性, 而且裂縫隨濕度和氣溫的變化由表及里, 由大到小逐漸發(fā)展。

　　其產(chǎn)生的原因主要是:混凝土周圍介質(zhì)中的濕度變化。混凝土處于干燥的空氣中時(shí), 其內(nèi)部吸附有膠體顆粒上的水分蒸發(fā)而引起膠體失水, 產(chǎn)生收縮;另外混凝土毛細(xì)管內(nèi)的游離水分蒸發(fā), 毛細(xì)管內(nèi)負(fù)壓增大, 也使混凝土產(chǎn)生收縮。

　　(2) 控制措施

　　加強(qiáng)混凝土早期覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù), 適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間(宜不少于14d)或進(jìn)行防暴曬措施, 必要時(shí)進(jìn)行密封保水養(yǎng)護(hù);施工時(shí), 在設(shè)計(jì)允許的前提下設(shè)伸縮縫或后澆帶;長(zhǎng)期露天堆放的構(gòu)件適當(dāng)罩蓋防曬或?yàn)⑺?發(fā)現(xiàn)微小裂縫, 馬上灑水養(yǎng)護(hù)。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　大體積混凝土的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能，若不能很好地了解大體積混凝土開裂的原因以及掌握應(yīng)對(duì)此類問(wèn)題所采取的相應(yīng)施工措施，那么實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中就很難保證施工質(zhì)量，對(duì)于特殊工程，必須針對(duì)工程的特殊性，制定出穩(wěn)妥而又切實(shí)可行的施工方案，并從組織措施和施工技術(shù)措施加以保證。