超緩凝混凝土在逆作法地鐵車站施工中的應(yīng)用

結(jié)合某地鐵站工程實例，介紹了超緩凝混凝土在逆作法地鐵車站樁基施工中的應(yīng)用。在施工過程中，通過有效的控制，確保了樁基質(zhì)量符合設(shè)計要求，并為液壓垂直插入鋼管柱創(chuàng)造了有利的條件，同時對施工過程中應(yīng)注意的問題作了闡述。

工程概況

某地鐵站主體結(jié)構(gòu)標準斷面采用雙柱三跨雙層矩形框架混凝土結(jié)構(gòu)，車站全長219.50m，寬21.1m，基坑深16.74m。車站采用蓋挖逆作法施工，設(shè)52根鋼管柱承擔(dān)豎向荷載，鋼管柱下設(shè)樁基，鋼管柱插入樁基內(nèi)3m。

混凝土配合比

某地鐵站樁基混凝土標號為C30（如采取水下施工，應(yīng)提高一個標號等級），根據(jù)液壓垂直插入鋼管柱工藝要求，樁基混凝土為超緩凝混凝土，混凝土的初凝時間應(yīng)不小于36小時。每立方米材料用量（kg）：水泥：245；砂：825；石：1008；外加劑：11.3；粉煤灰：86；礦粉：58；水：160。為使混凝土達到預(yù)定的緩凝時間，外加劑選用YD-A2緩凝型聚羧酸高性能減水劑，以使混凝土達到要求的緩凝時間。

樁基混凝土緩凝時間的測定

實驗室測定按照試配試驗所得到的配合比拌合的樁基混凝土的初凝時間為55小時53分。因某地鐵站采用逆作法施工的特殊性，樁基混凝土的緩凝時間是后期鋼管柱插管能否成功的關(guān)鍵性因素；另一方面，由于在實驗室進行混凝土緩凝時間檢測的條件很難與施工現(xiàn)場的工況達到一致，因此施工現(xiàn)場的技術(shù)人員必須對進出場的超緩凝混凝進行實際凝固時間現(xiàn)場檢測。超緩凝混凝土的實際檢測結(jié)果，將作為后續(xù)鋼管柱插管安排各項工序是公共時間時所參考的重要的數(shù)據(jù)指標。

現(xiàn)場測定混凝土的初凝時間時，采用了如下的方法：首先，將超緩凝混凝土倒入普通水桶內(nèi)，倒入混凝土高度約為水桶高度的五分之三。第二，將不漏水的薄塑料袋裝滿水并系緊（保證水不外溢），并將塑料袋放置于水桶內(nèi)、混凝土面上方，水桶頂部進行密封，以模擬混凝土在灌注樁水下時的狀態(tài)。最后，將水桶放入混凝土標準養(yǎng)護室，每隔半小時檢查混凝土的狀態(tài)并進行記錄。經(jīng)過現(xiàn)場的多次試驗，計算出混凝土拌合站所供應(yīng)的混凝土的初凝時間約為36小時23分，符合要求。

由于影響混凝土凝結(jié)時間的因素很多，而且現(xiàn)場統(tǒng)計樣本有限，通過現(xiàn)場試驗得出的混凝土緩凝時間，只能作為本工程樁基超緩凝混凝土凝結(jié)時間的參考。

超緩凝混凝土的強度

某地鐵站共設(shè)52根樁基，采用統(tǒng)計法對52根樁基的混凝土的天強度評定，如下：混凝土強度標準差Sfcu= [（∑ f2cu，i-n·mf2cu）/（n-1）] =（104361.05-103389.94）/51

=4.36Mpa；抗壓強度平均值：Mfcu≥fcu，k+λ1×Sfcu →44.59≥30+0.95×4.36→44.59≥34.14；

抗壓強度最小值：fcu，min≥λ2×fcu，k→33.8≥0.85×30→33.8≥25.5。根據(jù)以上計算可以得出結(jié)論：混凝土抗壓強度評定合格。

從以上對樁基混凝土28天強度評定可以得如下出結(jié)論：在攪拌混凝土?xí)r通過添加YD-A2緩凝型聚羧酸高性能減水劑，來實現(xiàn)混凝土初凝時間延長的方法，未造成28天混凝土強度降低。進而得出添加該外加劑的超緩凝凝土，在保證混凝土設(shè)計強度的情況下，又滿足了延長混凝土的初凝時間的工藝要求的結(jié)論。

超緩凝混凝土在液壓垂直插入鋼管柱工法中的應(yīng)用

某地鐵站采用液壓垂直插入鋼管柱傳遞豎向荷載。液壓垂直插入鋼管柱工藝的主要步驟是：首先，將液壓插入機準確定位，根據(jù)液壓插入機機身上的垂直調(diào)校裝置調(diào)整垂直度；液壓插入機定位垂直后，將鋼管柱吊起，用液壓插入機的液壓定位器將鋼管柱抱緊，根據(jù)二點定位原理，抱緊鋼管柱后再復(fù)測垂直度；在保證垂直度后將鋼管柱在混凝土初凝前用液壓垂直插入機將鋼管柱插入到灌注樁混凝土中，直至達到設(shè)計標高及標準要求為止。

考慮插入鋼管柱的需要，灌注樁的混凝土要有一定緩凝時間，緩凝時間不小于36小時，同時要求混凝土運輸至插入鋼管柱時間段內(nèi)混凝土的坍落度不少于20cm，混凝土運輸時間按1小時計算，混凝土灌注時間按3-4小時計算，垂直插入機就位按3小時計算，插入鋼管柱時間按5-7小時計算，合計時間約14小時，考慮其他原因混凝土16小時后在不添加任何外加劑的情況下，二次攪拌坍落度不小于20cm，16小時后不分層離析有較好的和易性，粗骨料易采用5～25mm連續(xù)級配的碎石。

結(jié)束語

本文結(jié)合某地鐵站，逆作法車站樁基混凝土灌注施工實例，通過介紹了超緩凝劑混凝土配合比、緩凝時間測定、強度評定以及超緩凝混凝土在逆作法車中的應(yīng)用，總結(jié)了寶貴的經(jīng)驗，對類似工程具有一定的指導(dǎo)意義。

（作者單位：石家莊市建筑設(shè)計院）

作者簡介：高強（1979-），男，河北省徐水縣人，本科，工程師，石家莊市建筑設(shè)計院，工程監(jiān)理。