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  • 地铁车站混凝土施工技术探讨

    16-03-06 09:43 来源:未知 ; 浏览:
      1 工程概况 
      广州市轨道交通二、八号线延长线施工九标(石壁车站)土建工程位于广州市番禺区。站址大部分位于苗圃和水塘中,周边为连片鱼塘及苗圃。车站外包总长176.4m,标准段宽度17.1m,车站西南扩大端宽43.9m,车站基坑深15.92m。车站为地下双层岛式车站,车站主体为现浇钢筋砼箱型及箱形框架结构,车站负一层高4.8m,负二层高7.22m,车站顶板埋深2.9m。顶板厚0.8m,中板厚0.4m,底板厚0.9m,侧墙厚0.7m。 
      2 混凝土原材料控制 
      2.1 原材料质量及配制要求 
      2.1.1 水泥。采用海螺牌普通硅酸盐水泥(英德生产)。经过严格检测,此品种水泥的细度、凝结时间、安定性、强度等指标均满足混凝土配置要求;水化热较低,配制混凝土时必须适当降低坍落度、掺入适量粉煤灰和适当提高砂率来改善砼和易性。 
      2.1.2 粗骨料。选用新会石场产的机械破碎碎石。经检测,此种碎石为连续级配碎石,粗骨料直径不大于37.5mm,针状颗粒含量不大于10%。碎石中的含泥量≤1%,泥块含量≤0.5%,碎石的坚固性指标≤12%,碎石中的有害物质含量,硫化物及硫盐含量折算成SO3,按重量计≤1%。满足混凝土配置要求。 
      2.1.3 细骨料。选用西江优质河砂,该种砂具有良好的级配,细度模数为2.5~3.2,通过0.135mm的筛孔的砂不少于15%。质量合格,满足混凝土配置要求。 
      2.1.4 掺合物。掺入一定数量的粉煤灰降低水泥的水化热,粉煤灰有利于提高混凝土的和易性、控制温度裂缝的产生。粉煤灰选用优质Ⅱ级以上粉煤灰。 
      2.1.5 外加剂。掺入适宜的高效缓凝减水剂以提高混凝土的工作性和和易性,防止混凝土出现离析泌水现象。外加剂的掺量由试验确定,掺用引气外加剂时,其混凝土的含气量≤4%。 
      2.1.6 配合比的设计。泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0.6,砂率为35%~45%,水泥用量不宜小于300kg/m3。根据施工要求,砼设计坍落度为140±20mm,缓凝时间为4~6小时。商品混凝土厂所做的混凝土配合比设计经第三方验证合格报监理、业主审批后方允许使用。 
      2.1.7 砼外观质量检测。混凝土浇筑前应先检查坍落度,坍落度过小时允许现场加入减水剂调整一次。检查混凝土的和易性,出现离析、泌水、流浆的混凝土坚决不允许使用。在高温季节施工时必须检查混凝土的温度。温度高于要求值时,必须采取加冰等降温措施。 
      2.2 砼的运输、试验 
      石壁车站施工选用商品混凝土,用混凝土车运输,在进行装料前,应排清运输车辆内的积水及杂质。运送途中,为了防止离析,拌筒搅拌以1~3r/min速度进行。 
      现场取样时,以搅拌车卸料1/4后至3/4前的砼作为取样、试件制作用砼。对每一车商品砼均要进行坍落度检验,不合格的砼严禁使用,以保证砼质量。 
      3 混凝土施工工艺 
      3.1 混凝土浇筑区段划分 
      将车站按纵向共分为9段,每段长度为14.7~25.5m。横向分层浇筑厚度为30~50cm。 
      3.2 主要施工机械配备表 
      主要施工机械配备表见下表1: 
      表1 主要施工机械配备表 
      机械名称 单位 数量 备注 
      SY5382THB 48砼泵 2 臂泵 
      混凝土搅拌输送车 15 
      振动棒 12 
      平板振动器 12 
      地泵输送装置 2 由料斗、溜管、串桶等组成。 
      3.3 施工顺序 
      主体结构竖直方向上划分为三段进行砼浇筑:(1)底板及负二层侧墙(加腋部分以上300mm),简称底板;(2)负二层侧墙其他部分+中板+负一层侧墙(中板以上300mm),简称中板;(3)负一层侧墙其他部分+顶板,简称顶板。主体结构砼每个纵向分段全宽范围在竖向分段范围内一次连续浇筑成型。车站混凝土单次浇筑最大方量为780m3。 
      3.4 施工工艺 
      围护结构表面处理→综合接地施工→基底清理→C15垫层浇筑→作底板、侧墙防水层→绑扎底板钢筋→浇底板砼→绑扎柱钢筋、架柱模→浇柱砼→绑扎站台层侧墙钢筋、架侧墙模及中板模→绑中板钢筋→浇侧墙及中板砼→绑扎柱钢筋、架柱模→浇柱砼→绑站厅层侧墙钢筋、架侧墙模及顶板模→绑顶板钢筋→浇侧墙及顶板砼。 
      3.5 浇筑方法 
      3.5.1 底板施工。底板施工工作范围为底板+底板腋脚以上30cm侧墙+底梁。底板施工模板工作量少,工作量集中在钢筋绑扎上。 
      第一,测量放样,将左右轨道中心线精确定位,量测围护结构基面是否侵限,将侵限部位凿除,确保侧墙厚度。按钢筋间距、平面设计位置用墨线将纵横向钢筋位置标出,确保钢筋的间距和钢筋网的平面位置符合设计要求。 
      第二,将侧墙内侧模板位置用墨线在底板钢筋上标明,经校核无误后,按照已审批的《高支模施工方案》的支模方法将侧墙模板支护牢固。保证侧墙位置准确,车站限界合格。
      第三,浇筑底板混凝土。每段底板施工时混凝土一次浇筑完成不留施工缝,每段混凝土施工采用2台SY5382THB 48砼泵车来输送砼,横向对称浇筑。每次浇筑混凝土宽度不大于2m。砼浇筑时采取顺长向按“平面分层、循序渐进、薄层浇筑、自然流淌、连续浇筑”的原则施工。分层浇筑厚度为30~50cm。底板厚度900mm,浇筑时采取斜面分层推进,分两层浇筑到顶。根据浇筑时间,在底板混凝土初凝前浇筑侧墙混凝土,浇筑前清除模板内杂物,将模板润湿,侧墙浇筑高度在底板上60cm,可以一次浇筑成型,但必须振捣密实。浇筑时根据实际情况可以设置挡板防止混凝土由腋脚挡板流淌。浇筑前,在两侧侧墙及中间梁柱模板位置精确划线作为混凝土表面控制线,振捣完成后挂线检查,高低不平处立即赶平。确保混凝土表面平整,标高接近底板设计标高。 
      第四,混凝土振捣。在每个泵送砼浇灌带布置5~6台插入式振捣器,要做到“快插慢拔”,均匀振捣,上下抽动,均匀排列插点,交错式和并列式均可;间距为300~400mm,插入到下层尚未初凝的混凝土中约50~100mm,振捣时不要跳跃式振捣,应依次进行,以防发生漏振。在边角处和斜面底部要加强振捣,模板边缘与振捣器距离不大于20cm,并尽量避免碰撞钢筋和预埋管件。 
      底板混凝土振捣时,由于采用泵送商品混凝土,将会产生泌水现象,可利用底板上的集水井收集,用水泵及时抽出坑外。 
      3.5.2 中板施工。中板施工范围为负二层6.62m侧墙+中板腋脚+中板+中板以上30cm侧墙。中板浇筑施工中采用满堂红脚手架,工作量较大。按照《高支模施工方案》的支模方案将侧墙中板模板支护牢固,验收合格后才能进行混凝土浇筑施工。 
      中板施工时测量放样、钢筋定位、中板浇筑方法和底板混凝土施工相类似。下面重点说明侧墙混凝土浇筑、振捣施工方法。 
      第一,与中板一起浇筑的侧墙高6.62m,浇筑侧墙高度范围内采用软塑管串桶,管口距浇筑底面小于2m。墙内暗柱与墙同时浇筑。浇筑墙体混凝土应分层连续进行,间隔时间不应超过2h,每层浇筑厚度控制在50cm左右。浇筑前预先安排好混凝土下料点位置和振捣器操作人员数量。浇筑时采用两套SY5382THB 48砼泵横向对称浇筑,尽量保持两侧侧墙浇筑位置及砼高度平齐,保持两侧压力均衡,避免脚手架受力不均产生倾斜滑移。 
      第二,振捣棒移动间距应小于50cm,每一振点的延续时间以呈现浮浆为止,为使上下层混凝土结合成整体,振捣器应插入下层混凝土5cm。振捣时注意钢筋密集区加强振捣。记录好每层浇筑时间。侧墙浇筑至中板腋角位置时,将已浇筑的混凝土未初凝部分重新振捣一次,快插快拔,适当放大振点间距。 
      第三,将侧墙顶面泌水、浮浆适量清除后立即灌注混凝土,两者时间间隔不能大于2小时,超过2小时按照施工缝处理。 
      3.5.3 顶板施工。顶板施工方法、施工程序和中板施工基本相同,就不再赘述了。 
      3.5.4 结构柱施工。本车站在双跨及多跨区段设置了24根结构柱,由于柱的砼标号大于梁砼的标号,结构柱先于梁浇筑。柱浇筑前底部要先填与砼配合比相同的石子砂浆,柱混凝土要分层振捣,采用插入式振捣器时每层厚度不能大于50cm,振捣棒不能触动预埋件和钢筋。
      3.5.5 施工缝处理。横向施工缝断面垂直,横向顺直,埋置镀锌钢板止水带,并用快易收口网收口(或采用端模,后段施工时端部表面凿毛)。 
      侧墙竖向施工缝位置事先用墨线(或红油漆)标示清楚,确保施工缝水平。采用镀锌钢板止水带,侧墙外包防水采用PVC防水板、外贴式止水带等防水。施工缝处混凝土用木瓦刀尽量赶水平。达到一定强度后凿毛,确保后浇部分密贴。 
      3.6 混凝土的养护 
      混凝土的养护主要是达到保湿和保温的目的。保湿时还在混凝土强度发展阶段,湿度条件可以防止混凝土表面因脱水产生干缩裂缝。保温是保持混凝土表面的温度,减小其表面温度梯度,防止表面裂缝的产生。本工程采用保温、保湿养护。浇筑完成后,板采用蓄水养护,墙柱拆模后采用麻袋覆盖、洒水养护。养护期不少于14天。 
      3.7 混凝土拆模条件 
      拆模时砼的强度必须超过设计强度的70%,且砼表面温度与环境温度之差不得超过15℃。拆模时应注意勿使混凝土结构受损。 
      砼的拆模严格执行拆模申请制度,由施工方提出申请,相关责任人根据同条件养护试块的强度,下达拆模指令,方可拆模。 
      3.8 混凝土浇筑注意事项 
      3.8.1 浇筑前先做好围护结构止水,清凿,并冲洗干净,排干积水,再进行浇筑。 
      3.8.2 混凝土配料单要写明浇筑位置的砼标号、坍落度要求、浇筑的数量、水泥种类、减水剂掺量与粉 
      煤灰。 
      3.8.3 主体结构采用泵车浇筑,应分段分层浇筑,加强振捣。分层厚度一般不大于振动棒作用部分的1.25倍,振动棒移动距离为作用半径的1.5倍。 
      3.8.4 浇捣混凝土时要连续进行,不能出现蜂窝、夹碴、露筋、泛砂、裂缝、孔洞、相邻段连接不好等缺陷。各类柱、墙都要打紧内外撑。 
      3.8.5 混凝土浇筑过程中,要固定好环向施工缝止水带,对其保护好,防止止水条先期受潮。浇筑中注意对施工缝止水条位置的振捣,保证施工缝的防水质量。边墙两侧纵向施工缝处,在防水板内侧间隔设泄水孔,以引排该处渗水。 
      3.8.6 按规定制作砼试件,每车砼料都要测试坍落度。 
      3.8.7 混凝土浇筑完12小时内(即终凝后)覆盖保温养护,对砼养护不少于14天。强度达到1.2N/mm2之前,不得在其上安装支架模型或踩踏。 
      3.8.8 采用分层慢速浇筑。分层厚度不超过0.5m,呈薄层浇铺,以增加散热面和散热时间,但下层砼尚未达到初凝时间即要覆盖上层砼,掌握好时间节奏,并据此要求砼站的砼供应速度。
      3.8.9 控制砼的入模温度,采取措施把入模温度控制在30℃以下,减少砼运输途中吸收外界热量,尽量多在夜间浇筑。 
      3.8.10 防水砼结构内部设置的绑扎铁丝及各种钢筋不得触及模板;使用螺栓拉杆固定模型,应设套管,套管加焊金属止水环,并绕紧水膨胀腻子止水条圈,螺栓应加堵头;水平向止水带以钢筋夹固定时,做成盆头;加强施工缝处的模板固定,不得位移。 
      3.8.11 顶板砼基面保证平整度,要采取多次收水压光并铺麻袋保温养护。 
      4 质量保证措施 
      4.1 控制温度裂缝和收缩裂缝的技术措施 
      4.1.1 采用低热或中热水泥,掺加粉煤灰等掺和料。 
      第一,水泥。水泥水化热的大小对混凝土的温度起决定性的影响,水泥矿物成分对水泥水化热影响较大,水泥中含铝酸三钙(C3A)及硅酸三钙(C3S)含量越高,水化速度也越快,发热量越大,出现温峰值也较早,根据砼搅拌厂商及市场情况,本工程拟采用425#普通硅酸盐水泥。 
      第二,粉煤灰。粉煤灰掺入水泥中与水泥混合,可作为胶结材料的一部分。粉煤灰使水泥更分散,水化反应更充分,可以显著地推迟和减少发热量,延缓水泥水化热的释放时间,降低温升值20%~25%。掺加粉煤灰可大大减少产生温度裂缝的趋向,改善混凝土的和易性和可泵性,延长凝结时间,便于大体积砼的施工浇筑。粉煤灰采用二级以上的粉煤灰,掺量控制在10%左右。 
      第三,砂石。砂采用中粗砂,含泥量<2%,细度模量2.8~3.0,平均粒径≥0.38mm;石子粒径5~30mm,用自来水冲洗,含泥量<1%,拌合用水采用自来水。 
      4.1.2 降低砼入模温度。当砼入模温度大于28℃时,可通过以下措施降低砼的入模温度:
      第一,主要降温措施可采用冰水搅拌砼及对骨料进行设置遮阳装置避免日光直晒,砼运输车辆也应搭设遮阳设施,以降低砼拌和物的入模温度。 
      第二,掺入缓凝型减水剂。 
      4.1.3 加强养护期的温度控制。 
      第一,砼浇筑之后,加强温度监测及测温,实行信息化控制管理,随时测量砼内部的温度变化,内外存在温差时,要及时调整温度和养护措施,以有效控制裂缝的出现。 
      第二,做好砼的保湿保温养护,缓慢降温,减低温度应力,充分发挥砼徐变特性。 
      4.1.4 提高砼的极限拉伸强度。 
      第一,加强砼早期养护,提高砼早期或相应龄期的弹性模量和抗拉强度。 
      第二,选择良好级配的粗骨料,严格控制含泥量,加强砼的振捣,减小收缩变形,提高砼密实度和抗拉强度,保证砼施工质量。 
      4.1.5 预防混凝土开裂的施工措施。 
      第一,商品混凝土在使用前必须定期检测混凝上的坍落度,坍落度过大的混凝土不得使用。 
      第二,控制砼在浇筑过程中均匀上升,避免砼堆积过大高差。 
      第三,混凝土振捣要密实,不能过度振捣。 
      第四,混凝土要及时由专人养护,并做好养护记录。在养护期间混凝上表面必须保持湿润。 
      4.2 砼质量检验和控制 
      4.2.1 商品混凝土运送到施工现场后,在浇筑前,对每一车商品砼均要进行塌落度检验,不合格的砼严禁使用,以保证砼质量。 
      4.2.2 混凝土强度的检验与评定。砼试块按规范留置:每工作班不少于1组;每100m3不少于1组。砼采用普通评定方法,其每批试件组数应不少于10组。 
      4.2.3 施工现场取样的混凝土,制作试件后标准养护至28天,其强度用为合格评定的依据,另外要制作同条件养护的试件。 
      5 砼施工安全措施 
      (1)检查泵机压力是否正常,避免经常处于高压下工作;(2)泵机要随时检查乳化剂,冷却润滑水箱中的水量是否足够和干净;(3)混凝土泵输出的砼在浇捣面处不要过量堆积,以免引起过载;(4)清管时,管端应设置安全罩或挡板,并严禁管端站立,防止砼喷出伤人;(5)使用振动器的作业人员,要使用带有漏电保护的开关,戴绝缘手套,穿胶鞋;(6)夜间浇筑砼,为了防止眩光,要有足够的照明设备;(7)施工时严禁泵管前站人,防止泵管喷出石子伤人;(8)大体积混凝土浇筑时必须安排专职安全人员现场值班。 
      6 结语 
      按照上述施工工艺进行混凝土施工,混凝土原材料合格,浇筑方法科学合理,混凝土结构外表美观、内部密实,符合规范及设计要求,混凝土的强度、耐久性等指标得到了有效的保证。实践证明,上述混凝土施工工艺及质量安全保证措施科学合理、全面、适用性强,具有很好的借鉴意义。 
      参考文献 
      [1] 混凝土结构工程施工规范(GB50666-2011)[S]. 
      [2] 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)[S]. 
      [3] 普通混凝土配合比设计规范(JGJ115-97)[S]. 
      [4] 混凝土泵送技术规程(JGJ/T10-95)[S]. 

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