地下停車場混凝土施工與養(yǎng)護技術(shù)研究

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［摘要］目前地鐵地下工程滲漏情況很普遍。大體積混凝土體積龐大，混凝土澆筑后釋放大量水化熱，聚集在混凝土內(nèi)部的熱量不容易散發(fā)，使得混凝土內(nèi)部溫度較高，從而造成混凝土內(nèi)外溫差較大。由于約束的影響，混凝土在升降溫過程中會引起內(nèi)部溫度應(yīng)力劇烈變化而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)大量貫穿性有害裂縫。采用混凝土施工溫度控制與養(yǎng)護方法相結(jié)合的施工技術(shù)，通過控制混凝土升溫和降溫的過程，降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)、外溫差和結(jié)構(gòu)的降溫速率，減少溫度應(yīng)力，降低混凝土內(nèi)部升溫過程的溫度峰值，使混凝土內(nèi)表溫度差值控制在一定范圍內(nèi)，能夠有效地減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。

［關(guān)鍵詞］地鐵工程；大體積混凝土；溫度；養(yǎng)護

1工程概況

深圳市城市軌道交通13號線內(nèi)湖停車場項目位于內(nèi)湖公園南岸，為全地下停車場，地下1層、局部2層。其中，綜合樓、維修樓、物資總庫等部位為地下2層，層高4.2~4.8m，綜合樓、維修樓、物資總庫等建筑與停車場共用基礎(chǔ)和頂板。地下停車場基坑全長約為710m，基坑寬度為100~180m，基坑深度約為14m，主體結(jié)構(gòu)采用蓋挖順作法施工，局部采用明挖順作法施工。本工程采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，底板、頂板、側(cè)墻采用C35P8混凝土，結(jié)構(gòu)柱采用C50混凝土，地下室頂板標(biāo)高為5m，頂板厚度為1m，主要結(jié)構(gòu)梁截面尺寸為1m×2.2m；地下室底板標(biāo)高–5.100m，底板厚度為1m，主要結(jié)構(gòu)梁截面尺寸為1m×2m。

2大體積混凝土的溫控方案

2.1控制澆筑溫度，合理澆筑

在每次混凝土開盤之前，試驗室要量測水泥、砂、石、水的溫度，并做記錄，計算其出機溫度，并估算澆筑溫度。為保證入模溫度不超過30℃，通過加4℃的水和適量的冰屑混凝土的出機溫度需不超過25℃。同時應(yīng)當(dāng)考慮以下2點：（1）加入冰變成水的過程中會吸收周圍環(huán)境的熱量，這在混凝土絕熱溫升的計算中應(yīng)當(dāng)扣除；（2）加冰相當(dāng)于加水，這樣水的總量就發(fā)生了變化，加冰之后仍應(yīng)符合混凝土配合比。本工程在12月下旬澆筑混凝土，選擇拌和混凝土的骨料溫度為23℃，冷水4℃，對頂板C35混凝土的出機溫度進行計算，公式如下：（1）式中：mc、ms、mg、mw分別為水泥、扣除含水量的砂、石子、水的重量，分別為200kg,744kg,1043kg,145kg；Ts、Tg、Tc、Tw分別為砂、石、水泥和水的溫度，經(jīng)現(xiàn)場測試，Ts=Tg=Tc=23℃,Tw=4℃。qs、qg分別為砂、石的含水率，取1%和6%cw,cg,cc,cs分別為水、石、水泥、砂的比熱容，kJ/（kg·K），分別取cg=cc=cs=0.84kJ/（kg·K），cw=4.2kJ/（kg·K）L為冰的融化熱，取335kJ/kg；η為加冰的有效系數(shù)，取值0.85；P為加冰率（實際加水量的百分比）。先假設(shè)出機溫度T0=25℃，根據(jù)上述公式計算加冰率為：P=0.5，從而由加冰率P計算出每立方米混凝土中需加入61.63kg的冰屑。經(jīng)過降低骨料溫度措施，以及加入冰屑拌和，可以使混凝土的入模溫度控制在30℃之內(nèi)，混凝土出機溫度控制在25℃之內(nèi)，攪拌站負(fù)責(zé)測定混凝土的入模溫度和出機溫度。

2.2優(yōu)化澆筑方案，合理降溫保溫

2.2.1混凝土分層分段澆筑布置一次性澆筑量大且面積大，采用分段分層澆筑方法，澆筑從一端開始，澆筑方式為沿長度方向向另一端推進，混凝土澆筑面自然坡度為1∶5，混凝土振搗及布料方向均要自下而上進行。澆筑時，混凝土的布料沿短邊方向開始，并來回往返向前推進，相鄰2部分接縫時間不應(yīng)超過混凝土的初凝時間（圖1）。左右，每段的澆筑時間基本控制在1h左右，混凝土實際初凝時間2~3h，上層混凝土履蓋在下層混凝土的時間小于初凝時間，可避免冷縫的形成（表1）。2.2.2結(jié)構(gòu)澆筑原則底板澆筑總體原則：從一側(cè)往另一側(cè)趕漿澆筑，每臺輸送泵澆筑范圍內(nèi)按“S”形線路往后推進，每條混凝土澆筑帶的寬度約4m，嚴(yán)禁超寬，在先澆筑的混凝土初凝前及時由新混凝土進行覆蓋，新老混凝土結(jié)合部位用振動棒振搗密實，避免出現(xiàn)冷縫。每個大區(qū)內(nèi)劃分若干澆筑區(qū)，如圖2所示。

2.3養(yǎng)護方法

本工程混凝土澆筑后，采用噴養(yǎng)護液、薄膜覆蓋和保溫棉相結(jié)合的養(yǎng)護方法。待防水混凝土終凝后，混凝土面層開始噴涂養(yǎng)護液，噴涂橫、縱各1遍，等噴涂養(yǎng)護液干燥成膜后，1~2h噴涂第2遍，第2遍與第1遍方向垂直，以保證噴涂均勻。養(yǎng)護液為水性涂料，若儲存時間過長，粘度變大，可以用自來水稀釋，攪拌均勻即可使用。操作時，注意保護眼睛，背風(fēng)進行，噴頭宜距離地面30cm。下雨時不應(yīng)噴灑，但是養(yǎng)護液成膜后，遇雨不會影響?zhàn)B護效果。保溫層覆蓋層數(shù)根據(jù)本工程中使用的土工織物材料和測溫數(shù)據(jù)，需不少于10層，且覆蓋后層數(shù)的增減根據(jù)測溫數(shù)據(jù)進行調(diào)整。養(yǎng)護過程中不宜大量澆水，因大量澆水會使土工織物保溫性能下降，保持塑料薄膜與混凝土之間有水分，處于潮濕狀態(tài)即可。經(jīng)現(xiàn)場觀察，如塑料薄膜與混凝土之間缺水干燥，撒適量與混凝土表面溫度相近（溫差≤2℃）的溫水，使混凝土表面始終處于潮濕狀態(tài)即可。養(yǎng)護困難的部位，如受滿堂架影響的邊墻，此位置需帶模養(yǎng)護7d。養(yǎng)護過程中遇降雨時，需要在保溫層上覆蓋防雨層，以防止雨水浸入混凝土面和保溫層，使保溫層保溫效果驟降，且雨水直接接觸混凝土面使混凝土溫度快速下降，對混凝土溫度控制帶來不利影響。

2.4混凝土澆筑養(yǎng)護需注意事項

由于泵送混凝土表面水泥漿較厚，澆筑后，須及時在混凝土初凝前用刮尺抹面和木抹泥打平，可提高表面密實度，減少塑性收縮變形，控制混凝土表面裂縫，也可減少混凝土表面水分蒸發(fā)，閉合收水裂縫，促進混凝土養(yǎng)護。要求抹壓3遍，在終凝前進行二次抹面，最后1遍抹壓，需控制好操作時間。禁止在防水混凝土拆模后采用冷水直接澆筑養(yǎng)護。在溫升階段，不間斷澆水有利于降溫和養(yǎng)護，但是，在工地復(fù)雜的環(huán)境下，該保濕工藝可靠度不高，對保溫產(chǎn)生更大負(fù)面影響。

2.5拆模時間

本工程頂板跨度均大于8m，因此頂板混凝土強度需達(dá)到強度設(shè)計值100%后才可拆除底模。現(xiàn)場預(yù)留多組混凝土檢查試件判定強度。地鐵側(cè)墻的普遍存在溫降速率過大，混凝土開裂極為嚴(yán)重，因此本工程要求側(cè)墻采用帶模養(yǎng)護7d才允許拆模，防止混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)，帶模同時要進行保濕保溫工作，從使而混凝土降溫速率得到控制。

3混凝土溫度控制現(xiàn)場監(jiān)測

3.1混凝土溫度控制指標(biāo)大體積混凝土澆筑后3~7d，混凝土內(nèi)、外溫差不大于20℃；日降溫速率不大于1℃；混凝土表面與環(huán)境溫差不大于15℃。混凝土澆筑7d后，混凝土內(nèi)、外溫度不大于25℃；日降溫速率不大于2℃；混凝土表面與環(huán)境溫差不大于20℃。

3.2測溫點布置

根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的截面形狀和厚度，在結(jié)構(gòu)的中心和轉(zhuǎn)角處設(shè)置測溫點，選用JDC-Ⅱ型便攜式建筑電子溫度計與測溫線、測溫探頭測量混凝土溫度。預(yù)埋時可用鋼筋作支撐載體。首先將測溫點預(yù)埋在14鋼筋支架上，測溫線的溫度傳感器應(yīng)在測溫點處，不得與鋼筋直接接觸。澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)將帶測溫線的鋼筋植入混凝土中。插頭應(yīng)放在外面，并用塑料袋覆蓋，以防受潮，保持清潔。導(dǎo)線留在外面的長度應(yīng)大于250mm。每組測試點包括3個溫度傳感點，分別位于距混凝土板底部50mm、混凝土板中部50mm和距混凝土板表面50mm的位置，如圖3所示。預(yù)埋鋼筋頭應(yīng)掛紅絲帶，混凝土澆筑時應(yīng)注意保護，以免損壞測溫點。連接在鋼筋上的半導(dǎo)體傳感器應(yīng)與鋼筋隔離，以保護溫度探頭不受污染和浸水。在插入溫測儀之前，應(yīng)將其擦拭干凈并保持干燥，以防短路。

3.3測溫的頻次和時間

溫度監(jiān)測的時間是從混凝土澆筑開始直到去除保溫膜結(jié)束。混凝土澆筑后6h開始測溫，第1、2d間隔2h測1次，第3d間隔3h測1次，第4、5d間隔4h測1次，第5~7d間隔5h測1次。如果溫度變化穩(wěn)定，可以停止測溫。測溫點需在平面圖上編號，并在現(xiàn)場懸掛編號標(biāo)識。詳細(xì)記錄溫度變化值，繪制體溫曲線，及時反饋溫度變化，根據(jù)溫差采取保溫措施。每日測溫記錄交相關(guān)負(fù)責(zé)人審閱簽字，作為混凝土施工和質(zhì)量控制的依據(jù)。

4溫控監(jiān)測的結(jié)果與分析

現(xiàn)場經(jīng)實際測溫，以D5區(qū)為例。混凝土內(nèi)部最高溫度約為62℃，混凝土中心與表面最大溫差為19℃，表面與環(huán)境最大溫差為14℃，滿足規(guī)范規(guī)定混凝土中心與表面溫差小于25℃以及表面與環(huán)境溫差小于20℃的要求。通過監(jiān)測混凝土的溫度，在混凝土養(yǎng)護過程中，及時調(diào)整混凝土表面覆蓋的保溫材料的層數(shù)，控制混凝土升溫和降溫的過程，降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差和結(jié)構(gòu)的降溫速率，減少溫度應(yīng)力，降低混凝土內(nèi)部升溫過程的溫度峰值，使混凝土內(nèi)表溫度差值控制在一定范圍內(nèi)，能夠有效地控制混凝土裂縫的產(chǎn)生。

5結(jié)束語

大體積混凝土的溫度為施工過程中必須嚴(yán)格控制的一項指標(biāo)。本工程大體積混凝土澆筑總量約22萬m3。結(jié)合本工程特征，以科學(xué)理論指導(dǎo)工程實踐，對大體積混凝土的施工進行事前、事中、事后的控制。通過優(yōu)化混凝土澆筑方案以及蓄熱養(yǎng)護等一系列措施的綜合應(yīng)用，很好地控制了大體積混凝土的變溫速率，使得混凝土結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生裂縫，最大溫度應(yīng)力與最大溫差得到有效控制，強度也達(dá)到要求，工程質(zhì)量控制取得了預(yù)期效果。

參考文獻

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作者：他維斌 姚俊 黃輝輝 單位：中國建筑第二工程局有限公司華南分公司