預(yù)制裝配式地鐵構(gòu)件質(zhì)量控制研究

張海建

【摘要】隨著預(yù)制裝配式建筑應(yīng)用越來廣泛，裝配式地鐵車站因其“工廠化”“占地小”“工期短”“成本低”“標(biāo)準(zhǔn)高”等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在長春地鐵2號(hào)線6個(gè)車站被應(yīng)用。同時(shí)也因拼裝節(jié)段多，拼裝縫復(fù)雜等因素，對(duì)拼裝結(jié)構(gòu)防水性能提出更高要求。本文針對(duì)長春地鐵2號(hào)線預(yù)制裝配式地鐵構(gòu)件防水質(zhì)量控制技術(shù)展開研究。

【關(guān)鍵詞】：長春地鐵2號(hào)線；預(yù)制裝配式地鐵構(gòu)件；防水質(zhì)量控制技術(shù)

一、概述

長春地鐵2號(hào)線預(yù)制裝配式車站標(biāo)準(zhǔn)斷面每環(huán)寬度2米，由7塊預(yù)制構(gòu)件組成。底板由3塊預(yù)制構(gòu)件B+A+B通縫拼接，側(cè)墻左右各設(shè)置1塊C與底板通縫拼接，頂板2塊拱形構(gòu)件D+E交替錯(cuò)縫拼接，環(huán)向塊與塊之間拼接縫7道，縱向每2米一道拼接縫，增加了整個(gè)車站的拼裝質(zhì)量要求。

拼裝效果如圖1、圖2：

防水原則：裝配式地鐵結(jié)構(gòu)，其防水應(yīng)采取"以防為主、剛?cè)峤Y(jié)合、多道設(shè)防、綜合治理"的原則，采取與其相適應(yīng)的防水措施。

防水標(biāo)準(zhǔn)：地下車站及機(jī)電設(shè)備集中區(qū)段的防水等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬。

本文針對(duì)以上問題，從預(yù)制裝配式地鐵構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，提高構(gòu)件自身質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以滿足拼裝車站的最終效果。

二、裝配式構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量控制

1、構(gòu)件混凝土防水質(zhì)量控制

構(gòu)件自防水是第一環(huán)節(jié)，構(gòu)件的混凝土采用C50，抗?jié)B等級(jí)≥P10。構(gòu)件采用防水混凝土的施工配合比、外加劑的摻量、 水泥用量、粉煤灰等必須經(jīng)過符合資質(zhì)要求的實(shí)驗(yàn)單位進(jìn)行反復(fù)試配試驗(yàn)，經(jīng)優(yōu)化比選達(dá)到設(shè)計(jì)要求的指標(biāo)，并出具試驗(yàn)報(bào)告，經(jīng)質(zhì)檢單位批準(zhǔn)后方可使用。對(duì)進(jìn)場的原材料嚴(yán)格現(xiàn)場試驗(yàn)后，合格方可使用。構(gòu)件外側(cè)鋼筋混凝土凈保護(hù)厚度宜為50mm.按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》嚴(yán)格控制混凝土中CL的含量，最大CL含量≤0.06%，同時(shí)應(yīng)檢測管片混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù),氯離子擴(kuò)散系數(shù)≤3X10-8/cm2//s。氯離子擴(kuò)散系數(shù)采用RCM法檢測56天齡期。每立方米混凝土中各類材料的總堿含量（Na2O當(dāng)量）不得大于3Kg。選用低水化熱水泥，水膠比一般不得大于0.36并需滿足結(jié)構(gòu)專業(yè)圖紙要求。

混凝土生產(chǎn)過程中，每盤混凝土配合比都要由現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格控制，每盤攪拌時(shí)由操作手使用肉眼觀察混凝土和易性，隨時(shí)調(diào)整；混凝土澆筑使用串桶，保證下落高度<1m，澆筑層高控制在30cm；采用主振搗棒輔附著式高頻振動(dòng)器加強(qiáng)振搗，確?；炷撩軐?shí)，特別是在模板榫頭和榫槽下坡面時(shí)，加細(xì)振搗點(diǎn)位，時(shí)間大于20S，當(dāng)氣泡不在冒出，混凝土不再下沉。泌漿均勻后，停止振搗；構(gòu)件的外露面，使用人工找平、抹面、壓光，禁止灑水，及時(shí)覆蓋塑料薄膜，做好保漿，防止水分揮發(fā)會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。盡量減少麻面、蜂窩、氣孔等質(zhì)量通病，通過以上等措施，以滿足抗?jié)B漏等級(jí)要求。

2、構(gòu)件結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制

鋼筋：構(gòu)件鋼筋骨架定尺定規(guī)批量生產(chǎn)，使用定型臺(tái)案，固定人員生產(chǎn)，保證每根鋼筋尺寸的精確性，骨架組合使用定型胎具，保證位置準(zhǔn)確，綁扎統(tǒng)一；吊運(yùn)、翻轉(zhuǎn)使用特制吊梁，每個(gè)骨架的吊點(diǎn)都是經(jīng)過反復(fù)加固和力學(xué)計(jì)算，吊點(diǎn)受力合理、變形影響最??；鋼筋籠骨架設(shè)置專用存放架，保證存放期間無變形；骨架落底模，專人定尺定位，使用高強(qiáng)控縫墊塊。通過保證鋼筋的保護(hù)層厚度，保證鋼筋和預(yù)埋管、預(yù)埋件之間的距離，防止產(chǎn)生收縮裂縫，影響混凝土的抗?jié)B能力。構(gòu)件生產(chǎn)后，需要以探測儀檢查混凝土的保護(hù)層厚度。制定專項(xiàng)方案，組織固定班組進(jìn)行施工。

如圖3、圖4、圖5所示

模板：高精度鋼板模組合，以確保構(gòu)件環(huán)的拼裝精度。為保證模板使用精度，制作固定底模，在軌道上進(jìn)行滑動(dòng)。底模采用15T千斤頂、水平管進(jìn)行精確調(diào)平，控制四角的高低誤差在1mm之內(nèi)。每次合模前，側(cè)模板使用3T×2吊滑輪進(jìn)行懸掛，鋼模板尺寸進(jìn)行校核，有彎曲變形、撞碰缺陷等問題，配備維修班組及時(shí)修復(fù)；合模后，構(gòu)件空間尺寸塊塊校核，使用背頂絲杠及時(shí)調(diào)整，保證成品質(zhì)量，制定專門記錄表，記錄保存；保證結(jié)構(gòu)外觀尺寸，防制構(gòu)件生產(chǎn)后，結(jié)構(gòu)外形誤差大，符合設(shè)計(jì)要求。

構(gòu)件尺寸：配備人員，使用游標(biāo)卡尺、千分尺、鋼尺、角尺、線墜、魚線，注水器等，對(duì)構(gòu)件長度、防水凹槽、榫頭、榫槽、定位銷孔、預(yù)緊孔道中心位置等進(jìn)行系統(tǒng)量測，保證構(gòu)件外觀精準(zhǔn)度；注漿管道使用注水器，通氣等測試，保證通暢；滿足設(shè)計(jì)要求。發(fā)現(xiàn)問題，專門配備修復(fù)班組及時(shí)處理修復(fù)。

如圖6、圖7、圖8所示。

養(yǎng)護(hù)與存放：構(gòu)件混凝土澆筑完成后，外露面處理完成后，觀察混凝土狀態(tài)，待表面收漿及時(shí)使用薄膜進(jìn)行覆蓋嚴(yán)實(shí)，禁止觸碰留下壓痕。夏季，環(huán)境溫度較高，調(diào)整混凝土緩凝劑的配比，適當(dāng)延長混凝土的初凝時(shí)間1.5小時(shí)，延緩混凝土早期形成強(qiáng)度，降低混泥土的內(nèi)外溫度差，從而產(chǎn)生早期裂縫。冬季，環(huán)境溫度較低，采用窯內(nèi)蒸養(yǎng)措施，溫度控制在50℃以下，適當(dāng)調(diào)整早強(qiáng)劑和緩凝劑配比，使構(gòu)件早期形成強(qiáng)度提前0.5~1h，后期終凝強(qiáng)度形成并不延遲，使構(gòu)件保證強(qiáng)度形成的時(shí)間，又不會(huì)產(chǎn)生早期裂縫。外加劑配比調(diào)整，必須由實(shí)驗(yàn)員實(shí)驗(yàn)室反復(fù)調(diào)配，滿足最終13小時(shí)拆模的情況下使用。作為大體積異形殼裝構(gòu)件，根據(jù)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》要求混凝土內(nèi)部和表面溫差不宜超過25℃，表面和外界溫差不宜大于20℃。構(gòu)件拆模后，及時(shí)量測混凝土內(nèi)部溫度，及時(shí)使用蓄水布包裹，進(jìn)行混凝土養(yǎng)生，養(yǎng)護(hù)期達(dá)到6天，強(qiáng)度達(dá)到80%以上，方可進(jìn)行吊裝。為防止構(gòu)件內(nèi)部水分流失，影響強(qiáng)度增長，構(gòu)件降溫過快產(chǎn)生溫度裂縫。在轉(zhuǎn)運(yùn)前對(duì)構(gòu)件采取塑料布密封保水，冬季使用棉苫布覆蓋保溫的措施，存放場地構(gòu)件無后期溫度收縮裂縫產(chǎn)生。

三、構(gòu)件缺陷質(zhì)量控制

1、非結(jié)構(gòu)性表面修補(bǔ)

氣孔、麻面、蜂窩等不影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量，輕度影響影響滲水的質(zhì)量問題：根據(jù)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》和圖紙要求，需要使用強(qiáng)度20MPa以上的環(huán)氧樹脂類材料，基面處理好之后，濕潤后用環(huán)氧砂漿抹平壓光；不需要上強(qiáng)度的（不要用于補(bǔ)氣泡）：黑水泥：白水泥=2:1，調(diào)配顏色適宜，加水和勻后用小鏟涂抹。

2、結(jié)構(gòu)性損壞修復(fù)

缺棱、掉角等較小時(shí)，清水沖洗后將該處用鋼絲刷刷凈充分濕潤后，用環(huán)氧砂漿抹補(bǔ)整齊。也可將不實(shí)的混凝土和突出的骨料顆粒鑿除，用水沖刷干凈后濕潤，然后用比原混凝土高一級(jí)的細(xì)石混凝土補(bǔ)好，認(rèn)真養(yǎng)護(hù);當(dāng)缺棱掉角較大時(shí)，應(yīng)將疏松部分混凝土鑿除，并將界面清理干凈充分濕潤后涂刷表面粘結(jié)劑，支模，使用比原混凝土高一級(jí)的環(huán)氧砂漿修復(fù)，待達(dá)到一定強(qiáng)度后再拆模養(yǎng)護(hù)，保證外觀質(zhì)量，增加抗?jié)B能力。

3、裂縫修復(fù)

裂縫的修補(bǔ)方法。根據(jù)《混凝土質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》及構(gòu)件施工經(jīng)驗(yàn)：對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)抗?jié)B無影響的細(xì)小裂縫，可將裂縫處加以沖洗，用環(huán)氧乳液抹補(bǔ)，養(yǎng)護(hù)成型即可。裂縫寬度0.1mm～0.2mm，相對(duì)較深的裂縫，應(yīng)將裂縫附近的混凝土表面鑿毛，或沿裂縫方向鑿成深為15～20mm、寬為50～100mm的V形凹槽，掃凈并灑水潤濕，先刷一層環(huán)氧乳液，然后用環(huán)氧砂漿分2-3層涂抹，總厚度控制在10～20mm左右，并壓實(shí)抹光。對(duì)于裂縫寬度≥0.2mm，<0.3mm的，較深的裂縫（非貫穿裂縫，構(gòu)件生產(chǎn)禁止出現(xiàn)貫穿裂縫），進(jìn)行上述處理后，注漿封閉處理。需修補(bǔ)的裂紋上找好固定點(diǎn)，固定好注射基座，將封縫膠按比例和勻后使用專用注射器灌注。壓力控制在0.5MPa，以出氣孔均勻緩慢冒漿為標(biāo)準(zhǔn)。

如圖9、圖10、圖11所示。

4、材料說明

①環(huán)氧乳液配方如下：

環(huán)氧樹脂類121g，二甲苯10ml，二丁酯5ml，乙二胺6g，水泥30g

②環(huán)氧砂漿配方如下：

環(huán)氧樹脂100g，二甲苯10ml，二丁酯5ml，乙二胺8g，水泥和粉煤灰200g（水泥：粉煤灰=3:1），砂800g。

③JGN型建筑結(jié)構(gòu)膠（粘鋼型）甲、乙雙組份，高強(qiáng)無收縮灌漿料。

四、結(jié)論

本文依據(jù)地鐵2號(hào)線預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)和國內(nèi)首例預(yù)制裝配式地鐵車站的拼裝施工，對(duì)該類結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，得到結(jié)論如下：

①科學(xué)的組合形式、合理的生產(chǎn)順序是確保構(gòu)件質(zhì)量前提條件。

②由于預(yù)制構(gòu)件重量大、形狀特殊，吊裝轉(zhuǎn)運(yùn)過程必須受力驗(yàn)算，以保證其在吊裝過程中不出現(xiàn)變形、裂縫。

③嚴(yán)控制各道工序，保證混凝土強(qiáng)度、外觀尺寸、結(jié)構(gòu)缺陷滿足拼裝標(biāo)準(zhǔn)，為車站質(zhì)量、防水做好基礎(chǔ)。

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