王衛(wèi)香 (中鐵四局城市軌道交通工程分公司,安徽 合肥 230022)
昆安高速公路小河邊下穿隧道與既有成昆線交叉通過,全線位于直線地段,與既有成昆鐵路交角α=21°,下穿長(zhǎng)度為290.54m??蚣荛L(zhǎng)10m~17.5m,墻身高度9.5m;中墻寬1.3m,邊墻寬1.5m;頂板寬36.5m,厚1.3m。使用塌落度140mm~180mm的C40抗?jié)B混凝土,混凝土抗?jié)B等級(jí)為P12,框架共需抗?jié)B混凝土45000×104m3。
由于每節(jié)框架長(zhǎng)10m~17.5m,混凝土的方量為2000m3左右,為長(zhǎng)節(jié)段框構(gòu)大體積混凝土施工?;炷恋臐仓に?,溫度應(yīng)力和混凝土收縮是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因。因此,在施工中采取相應(yīng)的措施避免裂縫的產(chǎn)生尤為重要。
業(yè)主根據(jù)我方的意見,在框架墻身兩側(cè)布設(shè)10mm×10mm×6mm的冷拔鋼筋網(wǎng)片,以提高混凝土的表面抗裂能力。鋼筋網(wǎng)片綁扎在墻身主筋外側(cè)。
2.2.1 原材料的選定
①水泥。根據(jù)本地資源,采用昆明水泥廠生產(chǎn)的42.5項(xiàng)普通硅酸鹽水泥,7d水化熱不高于275kJ/kg。此種水泥C3A、R2O含量低,對(duì)降低混凝土的水化熱、降低水灰比、減少水泥用量有利。
圖1
圖2 混凝土澆筑示意圖
圖3 分層澆筑詳圖(單位:mm)
圖4
圖5
圖5
表1
②骨料。細(xì)骨料選用水洗砂和山砂比例為70%、30%,為中砂,細(xì)度模數(shù)為2.7~2.8,砂含泥量為1.9%。粗骨料為昌融石料廠生產(chǎn),粒徑為5mm~26.5mm連續(xù)級(jí)配,針片狀含量在3.8%,含泥量為0.3%。
③摻和料。加入大興云龍粉煤灰廠的Ⅱ級(jí)粉煤灰和礦渣粉,既減少了水泥的用量又改善了混凝土的和易性。
④外加劑。選用SW防水劑以提高混凝土的抗?jié)B性能。
2.2.2 配合比的確定
確定配合比原則如下:
①按耐久性→強(qiáng)度→降低水化溫升和體積穩(wěn)定性→工作性能的優(yōu)先順序確定最終的配合比;
②摻加粉煤灰和礦渣粉,以最大限度的降低水泥用量;
③控制水膠比在0.42以內(nèi),塌落度140mm~180mm。
按照上述原則,經(jīng)過反復(fù)試配和大量試驗(yàn),確定框架C40 P12混凝土配合比,見表1。
每節(jié)框架分三次澆筑;框架底板至倒角為第一次澆筑,倒角上5m墻身為第二次澆筑;剩余墻身及頂板為第三次澆筑(見圖2)。澆筑速度不得過快。施工縫處在澆筑下一次混凝土前,應(yīng)將接茬處剔鑿干凈,澆水濕潤(rùn),保證施工縫處結(jié)合良好。
1.5 m基礎(chǔ)底板按500mm厚分三層澆筑到頂,斜面每層澆筑厚度不超過500mm。保證上層混凝土覆蓋已澆混凝土的時(shí)間不得超過混凝土初凝時(shí)間。
采用泵送混凝土施工技術(shù)。在框架兩側(cè)布置2臺(tái)混凝土泵車,并準(zhǔn)備1臺(tái)備用泵。底板、頂板采用從中間向兩側(cè)同時(shí)澆筑?,F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)缆纷龅綍惩ㄆ教?,設(shè)專人加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)指揮和調(diào)度,避免擁擠堵塞造成混凝土供應(yīng)不連續(xù)。
混凝土澆筑前對(duì)模板和鋼筋做一次全面檢查,檢查內(nèi)容包括:模板的截面尺寸、垂直度和平整度是否符合設(shè)計(jì)要求;模板的拼接縫是否嚴(yán)密;腳手架是否有足夠的剛度和穩(wěn)定性;水平施工縫(企口縫止水帶)處是否有殘?jiān)〕链嬖冢簧峡诒Wo(hù)層墊塊是否加密。
養(yǎng)護(hù)是混凝土裂縫控制非常重要的環(huán)節(jié),混凝土澆筑后如不及時(shí)養(yǎng)護(hù),混凝土中水分過早的蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生較大的收縮變形,出現(xiàn)干縮裂縫。本工程對(duì)養(yǎng)護(hù)相當(dāng)重視,安排專人負(fù)責(zé),對(duì)其進(jìn)行技術(shù)交底,保證養(yǎng)護(hù)措施的落實(shí)。
3.4.1 底板、頂板養(yǎng)護(hù)
底板、頂板混凝土采用不透水塑料薄膜、麻袋、草簾子、黑塑料布4層覆蓋。不透水塑料薄膜起保濕作用,麻袋、草簾子、黑塑料布起保溫作用,這樣就做到了保濕和控溫養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間20d,養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)格做到了控制其內(nèi)外溫差小于25℃,混凝土降溫速率小于1.5℃/d及表面溫度與大氣溫度之差小于25℃,從而有效避免出現(xiàn)有害裂縫。
3.4.2 墻身養(yǎng)護(hù)
墻身混凝土澆筑完12h后開始,至頂板混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后一起拆模為止。在次期間專門派2名工人負(fù)責(zé)對(duì)墻身兩側(cè)木模澆水養(yǎng)護(hù),使內(nèi)外模板始終處于濕潤(rùn)狀態(tài)。使模板對(duì)墻身混凝土始終處于“夾緊”狀態(tài)。利用模板對(duì)混凝土的摩阻力,抵消混凝土的收縮應(yīng)力,以達(dá)到減少和控制墻身混凝土豎向裂縫的目的。
采用建筑電子測(cè)溫儀系列產(chǎn)品。
底板距混凝土表面75cm,頂板距混凝土表面65cm處。每室沿中心線對(duì)稱埋設(shè)溫度探頭(見圖5)。
①混凝土澆筑完成后,第1d~4d每2h測(cè)溫一次。
②第5d~10d每4h測(cè)溫一次。
③測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)管理,根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)繪制溫度-時(shí)間曲線(見圖5)。
從溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出,混凝土在澆筑完后的12h內(nèi)溫度上升較快,在72h后混凝土溫度達(dá)到峰值?;炷两禍剡^程平穩(wěn),內(nèi)外溫差小于25℃,均在溫控要求數(shù)值內(nèi),且沒有產(chǎn)生較大的溫度梯度。由此可見,采用覆蓋4層混凝土養(yǎng)護(hù)措施,達(dá)到了良好的效果。
①在框架墻身兩側(cè)布設(shè)防裂鋼筋網(wǎng)片,有效地防止混凝土裂縫地產(chǎn)生。
②在原材料方面,采用中低熱硅酸鹽水泥,選用連續(xù)級(jí)配的骨料。
③配合比方面,降低水泥用量,摻加粉煤灰和礦粉。
④施工中分三次進(jìn)行澆筑,保證澆筑的連續(xù)性。
⑤混凝土澆筑完地30d內(nèi),嚴(yán)格地保濕養(yǎng)護(hù)和溫度監(jiān)控措施。
經(jīng)過上述設(shè)計(jì)、配合比及施工等方面采取一系列控制混凝土裂縫的綜合措施,經(jīng)檢查,混凝土表面和側(cè)面均未發(fā)現(xiàn)可見的干縮裂縫和溫度應(yīng)力裂縫,保證了框架的整體性,達(dá)到了預(yù)期的要求,為以后長(zhǎng)節(jié)段框構(gòu)大體積混凝土的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。