地鐵車站底板大體積砼施工技術(shù)

趙文川

摘 要：地鐵車站為地下三層結(jié)構(gòu)，地下一層為市政地下車庫區(qū)，長(zhǎng) 244m，寬 154m，開挖深度約 8.5m；地下二層為地鐵 3、8 號(hào)線車站東段，為東西向平行換乘的地下二層三柱四跨雙島四線同臺(tái)換乘車站，有效站臺(tái)中心里程 K24+488.861，與 A 區(qū)（3、8 號(hào)線車站西段）相連，為市政車庫基坑內(nèi)坑中坑結(jié)構(gòu)，開挖寬度 44.5m，長(zhǎng)度 205m，最大開挖深度約 17m；地下三層為地鐵 1 號(hào)線車站，為南北向地下三層兩柱三跨結(jié)構(gòu)，與地鐵 3、8 號(hào)線在地下二層呈十字換乘，開挖寬度 24m，長(zhǎng)度 305m，最大開挖深度約 23.3m。本文系統(tǒng)的闡述了大體積混凝土施工方法、施工工藝及施工控制，可為類似工程借鑒

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；施工技術(shù)

1.工程概況

1.1 工程簡(jiǎn)介

車站西側(cè)為膠州灣及膠州灣高速公路，西南約一公里處為建設(shè)中的海灣大橋，站址范圍為多年垃圾填埋場(chǎng)，地形平坦。

1.2 設(shè)計(jì)要求

（1）車站主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為 100 年，結(jié)構(gòu)安全等級(jí)為一級(jí)（2）本工程場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為 6 度，抗震等級(jí)為三級(jí)。

（2）混凝土：結(jié)構(gòu)底板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為 C45、抗?jié)B等級(jí) P12。

2.施工部署

2.1 施工方案

具體步驟如下：

第一步：基坑分段減底，施工接地裝置和墊層；第二步：進(jìn)行防水卷材和工程樁位置等細(xì)部構(gòu)造防水施工，并施工保護(hù)層；

第三步：進(jìn)行結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎和預(yù)埋件施工，并根據(jù)要求埋設(shè)冷卻水管和測(cè)溫設(shè)施；

第四步：鋼筋驗(yàn)收合格后進(jìn)行側(cè)墻矮邊墻模板和端頭模板施工，驗(yàn)收合格后澆筑結(jié)構(gòu)混凝土并養(yǎng)護(hù)。

2.2 主要機(jī)械設(shè)備

（1）混凝土泵送及運(yùn)輸能力驗(yàn)算底板大體積混凝土采用斜向分層連續(xù)澆筑，按每 500mm 厚澆筑一層，則 44.5*28.6*0.5=636m3

混凝土初凝時(shí)間按 6h 計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)每小時(shí)泵送需求為 636/6=106 m3/h，共需配備 2 臺(tái)汽車泵（42m

混凝土汽車輸送泵實(shí)際工作能力為 50～60 m3/h），以滿足混凝土量需作業(yè)。

3.主要施工方法與質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.1 大體積混凝土溫度裂縫原因分析大體積混凝土的溫度裂縫可分為兩種：表面裂縫和貫穿裂縫。

對(duì)于大體積混凝土施工階段來說，裂縫是由于溫度變形而引起的，在混凝土澆筑初期，水泥產(chǎn)生大量的水化熱，使混凝土溫度很快上升。而大體積混凝土的截面尺寸很大，上表面散熱條件好，熱量可向大氣迅速散發(fā)；而混凝土內(nèi)部由于散熱條件較差，水化熱聚集在內(nèi)部不易散失，因此產(chǎn)生內(nèi)部溫度差，形成內(nèi)約束。導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土該齡期的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。

混凝土澆筑約 7 天后，水泥水化熱基本釋放完，混凝土溫度從最高值逐漸下降。混凝土降溫會(huì)引起混凝土一定的收縮，同時(shí)由于混凝土中水分的蒸發(fā)也引起混凝土體積收縮變形，由于受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束不能自由變形，而導(dǎo)致產(chǎn)生較大的外部約束拉應(yīng)力。當(dāng)該溫度應(yīng)力超過混凝土該齡期的抗拉強(qiáng)度時(shí)，則約束面開始向上開列而形成收縮裂縫。

以上這兩種裂縫都屬于有害裂縫，本工程著重從控制混凝土溫升、延緩降溫速度、減少混凝土收縮、提高混凝土極限拉伸等方面采取技術(shù)措施控制大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，確保底板混凝土質(zhì)量。

3.2 混凝土澆筑施工

3.2.1 混凝土澆筑

嚴(yán)格控制混凝土入模溫度在 8～10 攝氏度，入泵前坍落度應(yīng)嚴(yán)格控制為 160±20mm。

按照分區(qū)澆筑的順序進(jìn)行施工，根據(jù)泵送大體積混凝土的特點(diǎn)，采取“先深后淺、斜面分層、薄層澆筑、自然流淌、逐漸倒退、連續(xù)施工、一次到頂”的澆筑方法，每層厚度 450～500mm，確保上、下層的結(jié)合。分層澆筑混凝土?xí)r，要注意使上下層混凝土一體化。在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢。在澆筑上一層混凝土?xí)r，將振搗器插入下一層混凝土 5cm 左右以便形成整體?；炷琳駬v技術(shù)對(duì)混凝土密實(shí)度很重要，并采用二次振搗技術(shù)。消除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，減少混凝土內(nèi)部微裂縫，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，從而可提高混凝土的抗裂性。

混凝土澆筑方向：自基坑靠近邊墻側(cè)向基坑內(nèi)側(cè)逐步施工，先兩邊后中間，按結(jié)構(gòu)分區(qū)進(jìn)行施工；

3.2.2 混凝土振搗

每個(gè)作業(yè)面分前、中、后三排振搗混凝土，在出料口、坡角、坡中各配備一臺(tái)振搗器，邊澆筑、邊成型，澆筑厚度、標(biāo)高采用按澆筑坡度的斜面情況支設(shè)鋼筋棍控制。全部采用插入式振搗棒，操作時(shí)要做到“快插慢拔”，在振搗上層混凝土?xí)r，應(yīng)插入下層混凝土中 5cm 左右，消除兩層之間的暗縫，每一插點(diǎn)要掌握好振搗時(shí)間，一般為 20～30 秒，避免過振或漏振，一般應(yīng)視混凝土表面呈水平不再顯著下沉，不再出氣泡，表面泛出灰漿為準(zhǔn)；振動(dòng)器插點(diǎn)要均勻排列，每次移動(dòng)位置的距離不大于 0.5m；振搗時(shí)注意振搗棒與模板的距離不小于 150mm，并避免碰撞鋼筋、模板、預(yù)埋件；鋼筋工經(jīng)常檢查鋼筋位置，如有移位，必須立即調(diào)整到位。

3.2.3 混凝土收面處理

混凝土澆筑過程中泌水較少時(shí)用鐵鍬均勻分開，較多時(shí)人工將其收集于灰斗內(nèi)用塔吊吊運(yùn)走，避免因泌水多而造成混凝土收縮裂縫產(chǎn)生。大體積混凝土表面的水泥漿較厚，澆筑 5～8h 內(nèi)初步用長(zhǎng)刮尺刮平，壓入細(xì)而密的鋼絲網(wǎng)片（Ф4@100x100），鋼絲網(wǎng)標(biāo)高控制在底板面以下 20mm 處，用抹子滾壓兩遍，初步分散水泥漿。待表面收干后，再用木抹子搓平壓實(shí)，以防止表面裂縫出現(xiàn)。第二遍抹壓要掌握好時(shí)間，以初凝時(shí)間前 1 小時(shí)為宜。

3.2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)在混凝土表面二次壓實(shí)后進(jìn)行，采取“保濕、灑水”的養(yǎng)護(hù)方法。覆蓋方法：底板采用塑料薄膜+保溫棉被進(jìn)行覆蓋保溫灑水養(yǎng)護(hù)，可有利于混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)及混凝土裂縫控制。在養(yǎng)護(hù)測(cè)溫期間，及時(shí)提供各測(cè)溫點(diǎn)的混凝土內(nèi)部最高溫度、表面溫度及大氣溫度，以此指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)保溫和養(yǎng)護(hù)。

3.3 施工縫、后澆帶施工

3.3.1 留置：后澆帶的位置按照設(shè)計(jì)圖紙要求留置，側(cè)墻與底板的水平施工縫留設(shè)在底板頂面上300mm 處。

3.3.2 澆筑：后澆帶應(yīng)在兩個(gè)月以后采用提高一級(jí)強(qiáng)度的微膨脹混凝土澆筑。施工前將帶內(nèi)雜物清理干凈。施工期間兩側(cè)構(gòu)件應(yīng)妥善支撐，以確保結(jié)構(gòu)整體在施工階段的承載能力和穩(wěn)定性。

3.4 底板鋼管布置

3.4.1 冷卻鋼管布置

底板內(nèi)部埋設(shè)Φ25（內(nèi)徑）?2.5 冷卻鋼管，3m 厚承臺(tái)處設(shè)冷卻水管布置 2 層，1.5m 厚承臺(tái)處設(shè)冷卻水管布置 1 層，水平間距 1.5m，垂直間距 0.8-1m。

每層出水和進(jìn)水管上底板頂面需互換，并在管口做好標(biāo)注，進(jìn)水口有調(diào)節(jié)流量的水閥。通過冷卻水的循環(huán)，降低砼內(nèi)部溫度，從而降低內(nèi)表之間溫差，冷卻時(shí)必須控制砼內(nèi)外溫差小于 25 ‵。根據(jù)底板不同部位測(cè)溫點(diǎn)，掌握內(nèi)部各測(cè)溫點(diǎn)溫度變化，以便及時(shí)調(diào)整冷卻水的流量，控制溫差。

3.4.2 混凝土冷卻及養(yǎng)護(hù)注意事項(xiàng)

冷卻水管在混凝土澆筑前需做通水試驗(yàn)，保證水管內(nèi)水量通暢并水流量 25L/min 左右，同時(shí)確認(rèn)水管無漏水現(xiàn)象后方可進(jìn)行混凝土澆筑。

混凝土澆筑后即刻通水：混凝土澆筑過程中，循環(huán)水管被混凝土覆蓋并搗固完畢，即可在該層水管通水，適時(shí)調(diào)整冷卻水的流量，使進(jìn)、出水溫差不大于 10度。通水時(shí)間暫定 20 d，冷卻水管使用完畢后采用壓漿封閉。

3.5 限裂附加配筋

對(duì)于大體積混凝土，刮平表面后壓入細(xì)而密的鋼絲網(wǎng)片（Φ4@100x100），鋼絲網(wǎng)標(biāo)高控制在底板面以下 20mm 處。

4 施工控制

成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)，生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)檢人員為組員的質(zhì)量保證體系。安排專職人員在混凝土攪拌站進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)督，加強(qiáng)混凝土質(zhì)量控制；同時(shí)攪拌站也委派專業(yè)技術(shù)人員駐守施工現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)監(jiān)測(cè)并解決混凝土質(zhì)量問題。如混凝土供應(yīng)不上或地泵、燈具、振動(dòng)器等出現(xiàn)故障時(shí)，此處的混凝土應(yīng)以施工縫處理，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到 1.2MPa 以上時(shí)，清除混凝土表面浮漿與石子，先以與混凝土成分相同的 50 厚砂漿處理。然后再澆筑新的一層混凝土，以確?；炷临|(zhì)量。為保證泵送順利進(jìn)行，防止泵管溫度過高發(fā)生堵管現(xiàn)象，要對(duì)泵管進(jìn)行包裹覆蓋并經(jīng)常灑水降溫。為確?；炷吝B續(xù)澆筑，現(xiàn)場(chǎng)備置雙電源，即施工變壓器。施工過程中，如果現(xiàn)場(chǎng)罐車混凝土出機(jī)測(cè)驗(yàn)溫度大于 30度

進(jìn)行二次檢測(cè)，確認(rèn)無誤后將退回該車混凝土，確?；炷临|(zhì)量。拌制混凝土的原材料均需進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可使用。同時(shí)要注意各項(xiàng)原材料的溫度，以保證混凝土的入模溫度與理論計(jì)算基本相近。在混凝土攪拌站設(shè)專人摻入外加劑，摻量要準(zhǔn)確。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)商品混凝土要逐車進(jìn)行檢查，測(cè)定混凝土的坍落度和溫度，檢查混凝土量是否相符。同時(shí)嚴(yán)禁混凝土攪拌車在施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)加水?；炷翝仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不得超過 3～5h，同時(shí)已澆筑的混凝土表面溫度在未被新澆筑的混凝土覆蓋前不得低于相關(guān)規(guī)定。

5 結(jié)束語

大體積混凝圖施工主要是采取內(nèi)部降溫，外部保溫的措施，才能保證混凝土不產(chǎn)生裂紋。青島北客站 B 區(qū)底板現(xiàn)已預(yù)計(jì)工期內(nèi)全部施工完成，底板施工質(zhì)量和安全均可控，達(dá)到了安全、質(zhì)量和進(jìn)度的有利結(jié)合，其經(jīng)驗(yàn)可為類似工程借鑒。

參考文獻(xiàn)

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[4]《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009

[5]《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T10-95

（作者單位：大連地鐵建設(shè)有限公司；

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