浅谈地铁施工中大体积混凝土施工质量控制

徐州地铁集团有限公司 江苏 徐州 221000

1 目的

根据分析总结,指导后续大体积混凝土施工,通过合理安排施工组织,严格控制各施工工序,减少大体积混凝土温度收缩裂缝,降低因裂缝而产生的渗漏水,从而保证大体积混凝土施工质量。

2 定义

我国《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009里规定,混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,称之为大体积混凝土。

3 特点

①结构厚实,混凝土量大,工程条件复杂;

②施工技术要求高,水泥水化热较大(预计超过25度),易使结构物产生温度变形;

③混凝土浇筑量大,需施工单位协调多方单位共同协作完成。

4:大体积混凝土开裂原因分析

4.1 干缩裂缝 干缩裂缝是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土受外部条件的影响,表面水分损失过快、变形较大,内部湿度变化较小、变形较小,较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束,产生较大拉应力而产生裂缝。混凝土干缩主要和水灰比、水泥成分、水泥用量、集料性质和用量、外加剂用量等有关。

4.2 塑性收缩裂缝 塑性收缩是混凝土在浇筑结束后尚在塑性状态发生的收缩,收缩裂缝形成过程与混凝土泌水有关。混凝土在凝结过程中水分向外蒸发时会引起局部应力,因此当蒸发速率大于泌水速率时会发生局部塑性收缩开裂。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现,裂缝多呈中间宽、两端细,且长短不一,互不连贯状态。常发生在混凝土表面积较大的面上,较短的裂缝一般长20～30cm,较长的裂缝可达2～3m,宽约1～5mm。深度一般3～10cm,通常延伸不到混凝土板边缘。

4.3 温度裂缝 温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后,在硬化过程中,水泥水化产生大量的水化热,由于混凝土的体积较大,大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发,导致内部温度急剧上升,而混凝土表面散热较快,这样就形成内外的较大温差。

5 大体积混凝土开裂控制措施

5.1 混凝土配合比控制

(1)粗骨料宜采用连续级配,细骨料宜采用中砂。

(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。

5.2 混凝土拌合及运输控制

(1)根据施工规范要求,大体积混凝土施工应优先选用低水化热的水泥,如粉煤灰水泥和矿渣硅酸盐水泥,以预防温度收缩裂缝的产生;

(2)检查混凝土配合比,同时掺粉煤灰和外加剂,按配合比掺加粉煤灰以减少水泥用量,降低水灰比,减缓混凝土早期强度的增长,使混凝土缓慢降温,降低水化热;

(3)大体积混凝土浇筑采用商品混凝土,要求商品混凝土拌合选材固定、计量准确、拌合时间达到规范要求。坍落度损失控制在允许值内,混凝土连续灌注。

(4)混凝土运到浇筑地点,应符合浇筑时规定的坍落度(车站顶板及底板当混凝土运到达现场混凝土塌落度应为180～200mm),施工现场出现离析现象时,必须在浇筑前进行二次搅拌;

(5)经现场施工测试及现场施工经验,混凝土罐车运输最佳数量。

m:混凝土罐车运输最佳数量(罐车通常为每车12方)

n:泵车数量

d:每台泵车每小时浇筑方量(50方)

h:搅拌站至工地运送时间

5.3 混凝土入模控制

(1)根据现场施工道路、泵车站点、混凝土浇筑方量合理选择所需泵车长度及数量,通常在现场条件允许情况下,泵车数量300方以内采用一台浇筑,300～800方采用两台,800方以上采取两台以上;

(2)振动棒数量每台泵车选择两台,施工中多采用50型振动棒(振动直径为500mm)、70型振动棒(振动直径为700mm),50型振动棒采用500*500梅花型振捣,70型振动棒采用700*700梅花型振捣;

(3)大体积混凝土浇筑时应选择在一天气温较低时间段施工,控制混凝土入模温度,夏季混凝土浇筑时应适当采用降温措施,如:加入适量冰块,布设冷凝管等。

(4)大体积砼施工,在浇注过程中防止因水化热产生裂缝,在施工过程中应采用分块分层分段进行浇注;

竖向分段

(5)采用商品砼泵送入模,插入式振捣棒及平板振捣器振捣,分层、分段对称连续浇注。在结构分段内底板砼顺车站坡度方向由高向低连续浇注。

(6)纵向由一端向另一端浇筑,横向由中间向两侧浇筑,分层、分条带浇筑,每层的浇筑层厚度在40cm以内,混凝土浇筑带每条宽度2m左右,每条混凝土接茬时间不超过40min。

5.4 混凝土养护控制

1.混凝土养护,在混凝土二次收面完成初凝后,无浮浆且人员行走脚印不下沉,开始养护,要求侧墙采用喷淋养护,板面采用蓄水养护,水养期不少于7天,养护期不少于14天。养护施工定方案、定人员、定设备、定时间、定措施,确保养护方案严格执行。

2.砼初凝时,进行砼面的提浆,压实、抹光工作,初凝后终凝之前进行二次压光,以提高砼强度,减少收缩量。

3.砼强度未达设计要求强度前,不得拆模。

4.可预埋冷水管,通过循环水将混凝土内部热量待带出,进行人工导热。

6 结语

大体积混凝土内出现的裂缝按深度不同,分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝切断了结构的断面,可能破坏结构的整体性和稳定性,其危害性严重;而深层裂缝部分也切断了结构断面,也有一定危害性;所以地铁施工大体积混凝土时一定要控制好施工质量,严禁形成贯穿裂缝及深层裂缝,控制表面裂缝的产生,为后期地铁运行维护减少压力。