翻車機房高標(biāo)號大體積混凝土防裂措施

史德君 張軍

（中交一航局第五工程有限公司，秦皇島 066002）

翻車機房高標(biāo)號大體積混凝土防裂措施

史德君 張軍

（中交一航局第五工程有限公司，秦皇島 066002）

京唐港區(qū)36號至40號煤炭泊位翻車機房地下結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計強度C40，為專業(yè)化煤炭碼頭翻車機房首次應(yīng)用。結(jié)合本工程底板施工特點，介紹高標(biāo)號大體積混凝土防裂的幾點經(jīng)驗，為類似工程提供借鑒。

翻車機房；高標(biāo)號；大體積混凝土；防裂措施

一、工程概況

翻車機房是唐山港京唐港區(qū)36號至40號煤炭泊位翻車機房土建工程中的關(guān)鍵項目，為兩線四翻式，其功能是由將鐵路運輸?shù)拿禾客ㄟ^翻車機翻卸，經(jīng)皮帶機運輸至碼頭后方堆場儲存，然后再裝船外運。

翻車機基礎(chǔ)圍護結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土圓形地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑 72m，地連墻起擋土、截水作用?；娱_挖至設(shè)計標(biāo)高-15.10m，地基土質(zhì)為細砂。其上鋪設(shè)450mm厚碎石墊層和150mm厚C15素混凝土墊層。

翻車機房主體地下構(gòu)筑物采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，砼強度等級C40 S10主體結(jié)構(gòu)平面尺寸為61.2×44.4m，底標(biāo)高-14.50m，頂標(biāo)高+5.292m，總高19.792m。根據(jù)工藝布置，翻車機基礎(chǔ)分為三層。頂層頂標(biāo)高+5.292m，主要由頂層梁板及其以下墻體和扶壁組成；中間層頂標(biāo)高-1.042m，主要由平臺板和漏斗梁組成；底層頂標(biāo)高-12.50m，主要為底板，厚2.0m。翻車機房主體結(jié)構(gòu)沿南北向設(shè)20mm寬結(jié)構(gòu)縫一道，將整個結(jié)構(gòu)分為東西兩部分。東段底板混凝土方量為2740m3，西段底板2550m3。

二、施工難點

1.以往翻車機房地下結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計強度大多為 C30S10，本工程設(shè)計人員依據(jù)2011年7月1日起施行的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50210-2010）中結(jié)構(gòu)混凝土耐久性基本要求的規(guī)定，三類 b環(huán)境混凝土最低強度等級取為 C40。這在同等規(guī)模翻車機房地下結(jié)構(gòu)中尚屬首次，給大體積混凝土裂縫控制帶來極大難度。

2.底板一次澆筑方量達2740 m3，對混凝土供應(yīng)能力和澆筑能力要求高。

三、采取的防裂措施

翻車機房主體屬大體積砼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)抗?jié)B防裂是施工中的關(guān)鍵技術(shù)和難點，不得有影響結(jié)構(gòu)的裂縫發(fā)生，特別是貫穿性裂縫。主要采取了如下預(yù)防措施：一是混凝土配比采用“雙摻”技術(shù)，在滿足強度要求的條件下盡量降低水泥用量，嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，提高拌和物的質(zhì)量；二是嚴(yán)格按照操作要求進行混凝土澆筑，保證混凝土均勻密實；三是在底板下墊層中設(shè)置滑動層，減少基底約束；是合理設(shè)置施工分層和后澆帶位置；四是采用電腦自動測溫系統(tǒng)，通過增減保溫層厚度，混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃之內(nèi)。

1 混凝土質(zhì)量控制措施

1.1 原材料選用

大體積混凝土用水泥應(yīng)優(yōu)先選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥，而本工程混凝土強度為 C40S10，使用以往翻車機房采用的P.S32.5礦渣硅酸鹽水泥無法滿足強度要求，并且市場上又采購不到P.S42.5礦渣硅酸鹽水泥。因此水泥只能選用冀東盾石普通硅酸鹽水泥P.O42.5。

砂采用中粗砂，細度模數(shù)在2.3～3.0之間，含泥量不得大于3%，且不得含有其它有害雜質(zhì)。

石子采用石灰?guī)r碎石，粒徑5～31.5mm，其含泥量控制在1%以下，不得選用針狀和片狀石子，且不得含有其它有害雜質(zhì)。

砼拌合和養(yǎng)護用水采用自來水，指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

1.2 混凝土配合比設(shè)計

為減小砼的溫度應(yīng)力，防止出現(xiàn)裂縫，翻車機房混凝土采用“雙摻”工藝，即混凝土中摻入粉煤灰和膨脹劑，減少水泥用量。摻加復(fù)合型泵送劑，具有緩凝作用，混凝土的初凝時間4～5小時。配合比見表1。

表1 配合比

/產(chǎn)地 山 高星 島，海石崴 陡河 圣規(guī)格 P.O42.5 中砂 5-31.5mm AE HSA RI-IIC II級 UEA摻量（kg/m3） 308 679 1108 0.014 11.3 13.56 108 36 180

混凝土泵送入模，坍落度為100～140mm，委托日期2013年9月28日，7d抗壓強度39.1MPa。

1.3 混凝土供應(yīng)

為滿足一次澆筑方量達2740 m3的供應(yīng)能力，采用3座2m3拌合站同時攪拌混凝土。碼頭拌合站位于本工程碼頭東端，距離澆筑現(xiàn)場 3km；恒通拌合站位于開發(fā)區(qū)內(nèi)，距離現(xiàn)場5km；佳龍商混拌合站位于樂亭臨港工業(yè)區(qū)，距離現(xiàn)場約50分鐘的車程。碼頭拌合站和恒通拌合站混凝土原材料均由項目部統(tǒng)一供應(yīng)，佳龍拌合站水泥、外加劑由項目部供應(yīng)，砂石料和粉煤灰采用佳龍站原有材料。前期均對原材現(xiàn)場取樣委托了配合比。

為保證配料計量準(zhǔn)確，膨脹劑采用散裝，裝入大罐內(nèi)，經(jīng)電子秤稱量后加入攪拌筒。阻銹劑摻量較小，采用人工添加。

大體積混凝土澆筑前，每個拌合站均安排試驗人員24小時值班，開盤前下發(fā)配料通知單，攪拌過程中經(jīng)常檢查混凝土和易性，適當(dāng)調(diào)整用水量，保證混凝土拌合物質(zhì)量。經(jīng)過試驗，攪拌時間控制60s。

1.4 混凝土澆筑

翻車機房東段西板澆筑時間為2013年10月17日，東段澆筑時間為10月19日，氣溫5～20℃，現(xiàn)場測量混凝土入模溫度19℃。

砼澆筑按“自然斜坡分層法”進行，采用“一個坡度、薄層澆筑，循序漸進，一次到頂”的大體積泵送砼澆筑方法完成，原則上墻體同底板一次澆筑到頂，自然流淌坡度約為1：7～1：8。根據(jù)底板平面和斷面尺寸，計算出混凝土澆筑強度應(yīng)不小于90m3/h。

東西兩段砼澆筑順序均采用自南向北依次全面推進，其澆筑布料采用泵車直接布料方式，按均衡布料、互相兼顧、全面推進的原則進行。澆筑每段底板時，沿南北方向共分為3個澆筑帶，1# 46m布料臂泵車負(fù)責(zé)Ⅰ區(qū)澆筑，澆筑寬度為8m，需駐位兩次；48m布料臂泵車負(fù)責(zé)Ⅲ區(qū)澆筑，澆筑寬度為9m，需駐位兩次；2# 46m布料臂泵車負(fù)責(zé)Ⅱ區(qū)澆筑，澆筑寬度為8m，需駐位一次。泵車負(fù)責(zé)區(qū)內(nèi)因布料臂長限制出現(xiàn)盲區(qū)時，可由相鄰泵車協(xié)助完成。泵車駐位布置圖如下：

為保證在混凝土澆筑過程中的覆蓋到位，設(shè)專人經(jīng)常檢查澆筑范圍內(nèi)的混凝土凝固情況，及時調(diào)整泵車布料桿的下灰位置，避免產(chǎn)生冷縫。

振搗手需按已明確責(zé)任分區(qū)就位，振搗要緊隨布料澆筑，按次序分區(qū)分層進行振搗，交接部位要相互照應(yīng)，上下班交接要交代清楚尚未振搗部位，嚴(yán)禁漏振。

砼澆筑振搗要分段分層連續(xù)進行，因局部鋼筋配置密集，分層厚度需根據(jù)不同部位鋼筋疏密決定，一般為振搗器作用部分長度的1.25倍，最大不超過500mm。

振搗采用插入式振搗器，一般部位采用φ70mm振搗器，鋼筋密集部位采用φ 50mm振搗器。振搗時快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，做到均勻振實。振動取梅花式振點，點距50cm左右，振搗時間泵送砼控制在10秒左右。移動間距不大于振搗作用半徑的1.5倍(一般為300～400mm)。振搗上一層時要插入下層50mm，以使上下層間砼密實。

因底板厚度較大，為保證止水帶處振搗質(zhì)量，進行底板下部1m砼振搗時，振搗手需進入底板上下層鋼筋網(wǎng)內(nèi)振搗。

2減少基底約束

底板墊層厚150mm，分兩層澆筑。先澆筑100mm厚素混凝土墊層，鋪設(shè)2層油氈作為滑動層，再澆筑50mm厚細石混凝土墊層，以減少地基對底板的約束力。3合理設(shè)置施工分層和閉合塊位置

翻車機房主體采取分層、分區(qū)施工措施，即設(shè)置水平施工縫，將主體結(jié)構(gòu)劃分為五個施工層，每層采取分區(qū)分塊施工,合理設(shè)置施工縫、閉合塊(防滲墻)。

3.1 施工分層、分塊

綜合考慮翻車機房主體結(jié)構(gòu)特點、便于施工、滿足防裂要求，將主體結(jié)構(gòu)劃分為五個施工層，依次為：

第一層(底板層)：高程范圍-14.5～-11.15m，為底板及其以上1.35m墻體，層高3.35m，主要由底板、墻體、扶壁組成。

第二層：高程范圍-11.15～-5.5m，底板以上1.35m到漏斗橫梁底，層高5.65m，主要由墻體、扶壁、板等組成。

第三層(漏斗梁層)：高程范圍-5.5～-2.335m，漏斗橫梁底到大板底以下0.30m，層高3.165m，主要由漏斗橫梁、墻體、扶壁組成。

第四層(平臺板層)：高程范圍-2.335～+0.542m，本層主要是平臺板，層高2.877m，主要由墻體、扶壁、板等組成。

第五層(頂層)：高程范圍+0.542m～+5.292m(含頂層梁板)，層高4.75m，主要由頂層梁板及其以下墻體、扶壁組成。

3.2 施工分塊

翻車機房主體底板分塊如圖：

4 測溫、養(yǎng)護措施

4.1 自動化測溫系統(tǒng)

測溫系統(tǒng)選用濟南環(huán)宇通科技有限公司生產(chǎn)的大體積砼測溫（一線通）系統(tǒng)，分別在底板及墻體不同深度和部位布置測溫點，實施24小時晝夜跟蹤監(jiān)控，砼澆筑后養(yǎng)護及測溫期間，需控制砼表面與砼中心最大溫差不大于25℃。測溫人員設(shè)置好報警功能，根據(jù)電腦顯示的各測溫點的溫度變化曲線及報表及時進行分析，以便采取適當(dāng)措施，適時增減保溫層的厚度以達到控制砼的內(nèi)外溫差和指導(dǎo)下一層施工的目的。

測溫期間，要加強對測溫線路的保護工作，設(shè)置好警示牌，嚴(yán)禁刮拽測溫導(dǎo)線，防止測溫系統(tǒng)中斷。

測溫終止時間和撤除保溫層時間：需控制砼表面與砼中心最大溫差不大于15℃，且砼表面與大氣之間最大溫差不大于10℃，但要注意天氣變化趨勢，防止天氣驟變造成砼遭受冷擊而產(chǎn)生裂縫。

從溫度變化曲線可以看出，混凝土澆筑72小時后內(nèi)部溫度達到峰值，最高為64℃，之后平穩(wěn)下降，降溫速率為3.5～5℃/d。

溫度變化曲線

4.2 砼的養(yǎng)護

底板澆筑完終凝后，及時覆蓋一層塑料布一層土工布加一層棉被養(yǎng)護。

隨底板同時澆筑的 1.35m墻體頂面覆蓋一層塑料布和一層棉被。墻體立面刷兩遍養(yǎng)護液，同時懸掛一層土工布和一層棉被。

結(jié)束語

底板澆筑完成后經(jīng)仔細檢查，未發(fā)現(xiàn)有害裂縫，說明本工程采取的防裂措施能夠保證質(zhì)量。在施工中不斷改進工藝，對大體積混凝土可能出現(xiàn)裂縫的情況都一一采取了相應(yīng)的措施，取得了令人滿意的效果。

[1] JTS 202-2011，《水運工程混凝土施工規(guī)范》

[2] JTS 257-2008，《水運工程質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)》

[3]《大體積混凝土防裂措施及施工工工藝研究》

The underground concrete design strength of tipping machine room of coal berth No. 36 - 40 in Jingtang Harbour District is C40, which was used for the first time in the specialized coal terminal tipping machine room. Based on the characteristics of the wooden floor construction of the project, this paper has introduced some positive measures to eliminate the cracks of high-grade mass concrete in hope of offering reference for similar projects.

tipping machine room; high grade; mass concrete; anti-cracking measures

TU75

B

1007-6344（2015）08-0225-02