蔡建伟

建筑工程中大体积混凝土分层浇筑的应用

蔡建伟

在大体积混凝土分层浇筑的过程中，施工人员需要根据实际情况进行分析，并选取最理想的施工方式进行，以保证大体积混凝土的浇筑质量。本文先是对分层浇筑法的分类进行概述，又分别详细阐述了分层浇筑具备的优点、大体积混凝土的分层浇筑的温度场与应力场特点，最后对施工过程中需要注意事项的控制以及施工完成后对混凝土的保养工作进行简要分析。

建筑工程；大体积混凝土；分层浇筑；应用

随着我国城市化进程的加快，建筑功能的要求也较为多变，大体积混凝土施工在建筑施工中较为普遍，而大体积混凝土常以大区段为一体继续进行施工建设，体积较为厚重，因此水泥中存在的水化热不易进行散发，导致混凝土温度上升太高，而混凝土的抗拉能力又相对较小，因此混凝土出现裂缝的几率较高。因此在大体积混凝土施工的过程中，如果大体积混凝土的厚度大于1.3m的话，就需要进行分层浇筑，以保证大体积混凝土的浇筑质量，有效降低混凝土的裂缝出现几率。本文笔者通过对大体积混凝土分层浇筑的应用进行分析，以求能够推动分层浇筑法在我国大体积混凝土浇筑中的发展。

1　分层浇筑法的分类

一般情况下，大体积混凝土浇筑过程中使用的分层浇筑法包括5种，施工人员可以根据大体积混凝土的实际情况选择不同的分层浇筑法使用，以保证大体积混凝土的顺利浇筑。

1.1全面分层浇筑法

是指根据基础厚度的要求将大体积混凝土分成相应的层数，然后进行水平方向的浇筑，而在混凝土浇筑的过程中，需要先从较短的一边进行浇筑，逐渐过渡到长边。而在进行逐层浇筑时，需要施工人员注意缩短相邻两层之间的间隔时间，且第二层混凝土浇筑开始时，第一层混凝土已经结束初凝，不然的话，两层混凝土之间的区域需要根据施工缝的方法进行。在大体积混凝土浇筑过程中，需要按照顺序进行逐层浇筑，施工人员应注意避免不平现象的出现。

1.2分段分层浇筑法

如果大体积混凝土的长度非常长的话，而浇筑现场的施工设备非常有限，但大体积混凝土的厚度不大，因此就需要对其使用分段分层浇筑法进行浇筑，对于混凝土的供应量需求较小，与全面分层浇筑法存在较大区别。

1.3斜面分层法

沿长边方向进行，从一端浇筑到另一端，如果混凝土自动流淌的话，倾斜度在8～10°之间，不会超过30°，需要使用振动棒进行振捣，且在振捣的过程中，为了保证两层混凝土之间的连接性，振捣棒需要进入下层混凝土中5cm左右，如果有水的沁出的话，则需要使用集水井或者是排水口抽出。

1.4对称分层浇筑法

对称分层浇筑法是指从混凝土中间开始向两边推进行浇筑操作，或者是两边开始浇筑，向中间聚拢，但是如果在对称分层浇筑的应用过程中，一旦出现供料不及时的现象，比较容易出现裂缝，因此需要施工人员注意施工时间，以保证混凝土浇筑的质量。

1.5斜面交错与分层分段混合使用的浇筑法

在斜面交错与分层分段混合使用的浇筑法使用的过程中，需要施工人员实现将浇筑基础板分为2m/段，高度控制在0.25～ 0.35m之间，从一端向另一端进行施工，要保证前一层混凝土浇筑还为初凝，后一层混凝土就需要浇筑完成，保证混凝土浇筑的质量。

2　分层浇筑具备的优点

2.1温度裂缝的有效控制

在建筑施工的过程中，混凝土的导热性能较差，因此如果混凝土浇筑的厚度过大的话，混凝土内部出现的水化热现象就会导致混凝土的温度大大上升，与混凝土外界的温差较大，导致混凝土裂缝的出现。分层浇筑能够有效减少混凝土浇筑的厚度，实现对温度裂缝的有效控制。

2.2支模系统经济性高

在大混凝土浇筑的过程中需要使用整板结构，而在传统支模过程中，下层的楼面需要承受很高的荷载，对下层结构造成了破坏。分层浇筑方案在混凝土浇筑中的使用，第一层支模可以对浇板荷载的承受，有效降低了支模系统的经济支出，具有良好的经济性。

2.3方便组织施工

大体积混凝土分层浇筑法能够有效降低混凝土中的温度，为施工提供了便利。在分层浇筑的过程中，工作人员需要弄清温度立场与分层浇筑之间的关系，以便于分层浇筑的顺利进行。

3　大体积混凝土的分层浇筑的温度场与应力场特点

在对大体积混凝土所具备的温度应力进行计算时，需要对热传导理论、结构温度以及结构的瞬时温度等进行计算，就可以确定力场。大体积混凝土需要对热弹性力学进行详细的考虑。

3.1温度场边界条件

大体积混凝土中所说的温度场也就是常说的热传导。在大体积混凝土施工过程中，受到水泥水化的影响，会产生发热的现象，因此温度场的边界不固定，随时发生变化，因此在大体积混凝土中也存在着瞬态温度场的问题需要计算和解决。分层浇筑法在大体积混凝土浇筑中的应用，导致相邻两层混凝土之间存在着间隙，因此混凝土表面会接触到空气，比较方便混凝土浇筑的散热，因此手算的理论在分层浇筑大体积混凝土中不适用。

3.2温度应力场边界条件

凝土分层浇筑过程中相邻两层的混凝土约束需要根据岩石地基进行考虑，并将混凝土都当做是新浇混凝土来考虑，由于存在着收缩与松弛的现象，对第一层混凝土浇筑层所对应的温度应力进行了有效缓解。由于分层，位于底层或者是中层的混凝土浇筑层，就对温度应力产生了温度应力，而在中层混凝土降温的过程中，底层混凝土无法进行自由收缩，会出现一个向外的拉力，也就是常说的温度拉应力，反之，底层混凝土层就会出现一个向内的拉力，也就是中层混凝土施加给底层混凝土的一个约束力，导致底层混凝土发生收缩现象，属于较为有利的方面。在混凝土分层浇筑的过程中，由于温差导致混凝土发生收缩，且收缩量与龄期之间存在反比关系，例如在混凝土浇筑的过程中，底层混凝土先进行浇筑，且浇筑的时间要对中层混凝土早，因此中层混凝土所具备的收缩量会大于底层混凝土，且两层混凝土之间的收缩不同步，中层混凝土会作用于底层，与地面产生的拉应力实现了抵消，因此有效减少了贯穿性裂缝的发生。

4　施工过程的控制措施和混凝土的护养

施工过程中需要对混凝土的出机和浇筑温度进行控制。在实际的研究中发现，降低出机温度的最有效方法是对碎石温度的降低，在温度较高时，需要在砂石堆上铺设遮阳棚来避免阳光的直接照射，另外在条件允许的情况下可以在混凝如搅拌用水中加入碎冰块，并在搅拌结束前确保冰块完全融化，在运输中需要提高运输效率从而缩短运输时间。

在进行浇筑时为加大浇筑强度，可以用分层浇筑或分块浇筑：分层浇筑可以对母层的厚度起到良好控制，根据实际的混凝土浇筑能力来进行，同时在进行下层浇筑时要保证上层混凝土还未初凝或未丧失重塑性，如果出现下层混凝土施工无法在上层初凝前完成的情况，那就需要4～7d的间歇，在上层混凝土已经达到一定强度后再进行下层的浇筑，最后对两层间的毛边和杂质进行清理；分块浇筑是在截面面积超过100m2且前层混凝土未初凝时，对下层浇筑振捣的完成，分块浇筑的每块平均面积大于50m2，高度不大于1.5m，这样可以使分块区域有合理的分布，对于分块之间的空隙需错开并做成企口，按照施工缝进行处理。

在施工完成后，因为大体积的混凝土很容易受到阳光曝晒和雨水冲刷等自然环境的影响，而造成表面温度与内部温度的不均匀形成裂缝。所以对混凝土要进行一定的护养：在浇筑完成后，适当的添加覆盖物和进行洒水，确保冷却水的供应充足；并且尽可能的减小室内外的温度差，在混凝土的表面和内部均可以设置温度观测仪器，对温度的变化加强观测，尽量控制混凝土的内外温差小于25℃，这对混凝土今后的使用寿命和安全性都有很大程度的提高。

5　结语

综上所述，建筑功能多样化的发展便，对于建筑的施工技术也提出多样的要求，因此建筑施工技术也需要随着时代的发展而不断发生变化，以解决施工建设中存在的问题，推动我国建筑行业的发展与进步。分层浇筑在大体积混凝土浇筑的过程中应用时，不仅能够有效降低混凝土中温度裂缝的发生率，而且还能减少资金成本的投入，实现建筑行业的可持续发展。

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2015-5-25