地鐵車站主體結(jié)構(gòu)施工混凝土質(zhì)量控制研究

吳洪博

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司 陜西西安 710038）

1 工程概況

合肥市軌道交通6 號(hào)線一期土建工程，蜀山南站為地下2 層島式車站，站臺(tái)寬度11m。站間距分別為3.4km 和1.45km。車站中心路程SK11+881.175，主體規(guī)模507m×19.7m（凈尺寸），站臺(tái)中心位置頂板蓋土3.6m，底板掩埋深度18.6m。車站共計(jì)4 個(gè)出入口、兩組風(fēng)亭和兩個(gè)安全出口。

2 主體結(jié)構(gòu)混凝土施工

2.1 施工準(zhǔn)備

（1）正式開(kāi)展混凝土澆筑作業(yè)時(shí)，應(yīng)以規(guī)范為依據(jù)，檢查和維修模板、鋼筋、預(yù)埋件、預(yù)留孔位、防水層、止水帶等，對(duì)模板尤其是擋頭板要加強(qiáng)檢查，禁止存在跑模問(wèn)題。

（2）混凝土運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地，溫度應(yīng)控制在5～30℃，對(duì)入場(chǎng)混凝土罐車中的混凝土，應(yīng)逐個(gè)進(jìn)行坍塌度檢查。

2.2 混凝土澆筑

（1）模板支護(hù)、鋼筋原材及綁扎、預(yù)埋件檢驗(yàn)需在混凝土澆筑之前進(jìn)行，滿足要求后便可開(kāi)始澆筑。與此同時(shí)，將模板里的廢棄物、泥沙、鋼筋上的油漬等進(jìn)行清理。

（2）從高處落下的混凝土自由澆筑高度，即料斗、溜槽、管柱桶等出料口到模板的高度控制在2m內(nèi)。

（3）實(shí)施分層澆筑法時(shí)，各層混凝土的厚度不得大于振動(dòng)桿長(zhǎng)的1.25 倍。振動(dòng)上層時(shí)，插入下一層約0.05m，以消滅兩層間的接縫，下層混凝土有了初凝跡象，接下來(lái)振搗上層混凝土?；炷恋姆謱訚仓?jiàn)圖1。

圖1 混凝土分層澆筑

（4）每個(gè)插入點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間為20～30s，但應(yīng)保持混凝土表面的平整，以表面砂漿為準(zhǔn)，不再有明顯下沉，不產(chǎn)生氣泡。禁止將振搗器支撐在構(gòu)架鋼筋上，同時(shí)，避免與鋼筋、芯管和預(yù)埋件發(fā)生觸碰，也不宜在模板周圍振動(dòng)。

（5）混凝土振動(dòng)選擇內(nèi)置振動(dòng)棒進(jìn)行振搗。使用內(nèi)置振動(dòng)棒時(shí)，要快速插入，緩慢拔出［1-2］，插入點(diǎn)應(yīng)勻稱排列，根據(jù)澆筑次序挨個(gè)向前移動(dòng)，不能漏掉，同時(shí)要?jiǎng)蚍Q振搗密實(shí)。振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)桿水平移動(dòng)距離為0.4m，密集加固區(qū)域的振搗棒移動(dòng)間距加密為0.2～0.3m。

2.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑作業(yè)完成后，應(yīng)在12h內(nèi)采取遮蓋、灑水措施。防水混凝土養(yǎng)護(hù)期不得短于14d。養(yǎng)護(hù)用水的質(zhì)量和攪拌混凝土一致。每天的灑水次數(shù)需保證混凝土表層時(shí)常在濕潤(rùn)狀態(tài)較為合適，當(dāng)溫度＜5℃，禁止?jié)菜?。如果混凝土?qiáng)度沒(méi)有達(dá)到1.2MPa，嚴(yán)禁在上面踩踏或進(jìn)行模板安裝、支護(hù)作業(yè)。

2.4 注意事項(xiàng)

（1）在操作當(dāng)中，安設(shè)專門人員將每車坍落度進(jìn)行檢驗(yàn)，并記錄準(zhǔn)確，將不達(dá)標(biāo)的混凝土原路退回；混凝土試配件的采樣、制作、養(yǎng)護(hù)、試驗(yàn)需滿足施工規(guī)范的相關(guān)規(guī)則；振動(dòng)需密實(shí)，不可有蜂窩、孔洞、外露鋼筋、裂紋、夾渣等質(zhì)量缺點(diǎn)；在梁和柱的連接處，因?yàn)殇摻畹拿芏?，?yīng)加強(qiáng)振動(dòng)，以確保混凝土密實(shí)［3-4］，需要時(shí)，利用同一等級(jí)強(qiáng)度的細(xì)石混凝土進(jìn)行澆筑，采取平板振動(dòng)器或輔助手動(dòng)振動(dòng)，防止產(chǎn)生孔洞或者蜂窩等問(wèn)題。

（2）加強(qiáng)板梁相交處和中間柱節(jié)點(diǎn)處的混凝土振動(dòng)控制。梁處應(yīng)從側(cè)邊進(jìn)入振動(dòng)，將鋼筋聚集的節(jié)點(diǎn)通過(guò)Φ3.5cm的小振動(dòng)桿進(jìn)行振動(dòng)，梁和板連接處可進(jìn)行2 次振動(dòng)，每處振動(dòng)時(shí)間為20～30s，振動(dòng)點(diǎn)為梅花形狀，每個(gè)點(diǎn)振動(dòng)在50cm之內(nèi)。尤其要注意兩條澆筑帶連接位置一定要振動(dòng)，不可漏掉。振動(dòng)中禁止碰撞底模構(gòu)造和各種預(yù)埋管道。

（3）混凝土表層的壓光措施。表層成型后，通過(guò)木抹子進(jìn)行抹平，排出剩余的水分，等到混凝土最終凝固后，腳踩上去不塌陷時(shí)，使用鐵抹子進(jìn)行抹平壓光。手動(dòng)抹平成型時(shí)，需將頂板混凝土上面鋪設(shè)木板，施工人員踩在木板上進(jìn)行作業(yè)，剩余工人不能在混凝土上面行動(dòng)，避免留下腳印。

（4）在混凝土澆筑中，安排專門人員擔(dān)負(fù)檢驗(yàn)?zāi)０宓墓ぷ?，發(fā)現(xiàn)漏漿和跑模等情況，及早進(jìn)行修復(fù)。

3 大體積混凝土施工

大容積混凝土是指最小截面尺寸＞1m 的混凝土結(jié)構(gòu)，與一般的鋼筋混凝土比較，其主要特點(diǎn)是構(gòu)造厚、體型大、鋼筋周密、項(xiàng)目因素繁復(fù)以及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高等。本項(xiàng)目車站混凝土建設(shè)中，底板作業(yè)歸屬于大容積混凝土。

3.1 大體積混凝土控制概述

針對(duì)大容積混凝土，除了需符合一般混凝土的強(qiáng)度、硬度、整體性、持久性等規(guī)范以外，還要重視操作中控制變形裂紋的出現(xiàn)和延伸。由于項(xiàng)目條件復(fù)雜，施工情況不同，如何掌控裂縫的形成和延伸已經(jīng)成為一個(gè)涉及結(jié)構(gòu)理論、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的綜合性技術(shù)問(wèn)題。其形成的關(guān)鍵因素是在混凝土的強(qiáng)度中產(chǎn)生化學(xué)變化、干濕變化和溫度變化，隨著溫度和混凝土收縮的變化，在結(jié)構(gòu)內(nèi)部和相互制約的效果下，發(fā)生溫度及收縮應(yīng)力，進(jìn)而引起大容積混凝土裂紋的產(chǎn)生。

混凝土結(jié)構(gòu)體的裂紋一般分為微觀裂紋和宏觀裂紋。前者的特征表現(xiàn)為不規(guī)則和不連貫，包括黏結(jié)裂縫、水泥石裂縫、骨料裂縫等形式；后者為肉眼可看見(jiàn)的，其由微觀裂紋延展而產(chǎn)生。通常說(shuō)的裂縫為宏觀裂縫，屬于有害裂紋，具體表現(xiàn)在：（1）表面裂紋。是在水泥水化初始時(shí)期，因?yàn)楸砻婧蛢?nèi)部之間不同的散熱條件，內(nèi)部溫度高于表面溫度，形成梯形溫度差，造成內(nèi)部壓縮應(yīng)力，表面形成拉應(yīng)力，當(dāng)它大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度后就出現(xiàn)了。（2）連貫裂縫?；炷涟l(fā)展到一定強(qiáng)度后，溫度逐步降低，此種溫度差造成的變化和缺水產(chǎn)生的混凝土體積收縮變形，被外在約束效果形成拉應(yīng)力，當(dāng)超過(guò)混凝土自身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂縫可能貫穿整個(gè)截面。

3.2 混凝土澆筑方案比選

為了控制表面裂紋的發(fā)展，避免貫穿裂紋的出現(xiàn)，可采取多種方式，例如，在設(shè)計(jì)上設(shè)置永久性伸縮縫，完善配筋，施工上設(shè)置加強(qiáng)帶、后澆帶，分段間隔澆筑，水平分層間歇施工等?？紤]到本工程屬于超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，只能在施工中采取措施，確?；炷凉こ藤|(zhì)量。設(shè)置加強(qiáng)帶需增設(shè)鋼絲網(wǎng)，更換混凝土配合比等工序較多，不便操作。設(shè)置后澆帶是解決超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)混凝土施工的傳統(tǒng)且有效的方法，但施工縫多，工期較長(zhǎng)，因此，本工程采用分段間隔澆筑方式。

3.3 大體積混凝土質(zhì)量控制

3.3.1 根據(jù)實(shí)際情況制訂方案

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)特征、攪拌站供貨能力等現(xiàn)實(shí)狀況擬訂方案。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，安排泵車，估算混凝土澆筑量。按照混凝土自身的特點(diǎn)，明確合適的跟進(jìn)速度。按照所需購(gòu)買適宜的振動(dòng)機(jī)器，科學(xué)設(shè)置。按照項(xiàng)目結(jié)構(gòu)特征，調(diào)節(jié)施工縫部位。根據(jù)整體施工速度計(jì)劃，調(diào)整數(shù)據(jù)配置。經(jīng)過(guò)比較選擇，確定最后的優(yōu)質(zhì)澆筑措施。

3.3.2 加強(qiáng)檢驗(yàn)

混凝土澆筑前，要進(jìn)行各項(xiàng)檢驗(yàn)，保證模板支護(hù)穩(wěn)固，部位、標(biāo)高、切面規(guī)格、預(yù)留拱度滿足要求；鋼筋尺寸、數(shù)量、裝配部位、連接點(diǎn)、防護(hù)厚度符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，每種預(yù)埋固件、預(yù)留孔位部位精確；各個(gè)計(jì)量、振動(dòng)、運(yùn)輸泵等機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)；施工場(chǎng)地道路暢達(dá)、照明充沛、防凍防雨設(shè)施具備、消防安全方案就位、后勤保障準(zhǔn)時(shí)；領(lǐng)導(dǎo)班子工作人員及施工人員采取責(zé)任制，分工明確。

3.3.3 做好施工管理

保證在混凝土澆筑中，管理人員現(xiàn)場(chǎng)指揮到位，技術(shù)骨干嚴(yán)格檢驗(yàn)，施工人員具備高度責(zé)任感。通過(guò)合理組織施工，充足的人力、物力，保證人員、材料與機(jī)械設(shè)備充盈，實(shí)行“三檢”制度，分工明確，現(xiàn)場(chǎng)定人、定崗、定職責(zé)、定獎(jiǎng)罰，充分調(diào)動(dòng)各級(jí)人員的工作熱情，提高其質(zhì)量安全意識(shí)。

3.3.4 控制好材料質(zhì)量和混凝土配比

嚴(yán)格控制材料質(zhì)量和混凝土配比。強(qiáng)化混凝土拌和站的質(zhì)量管理，不僅要執(zhí)行具體的技術(shù)交底任務(wù)，指出各項(xiàng)指標(biāo)的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)外，還要安排專人到實(shí)際場(chǎng)地負(fù)責(zé)監(jiān)管水泥的類型和使用數(shù)量、骨料的大小和質(zhì)量、水利用率、混凝土拌和時(shí)間、出機(jī)溫度、外加劑和添加劑的測(cè)定等。

3.3.5 嚴(yán)格控制混凝土成型溫度

冬季施工時(shí)，根據(jù)最不利的情況，考慮施工時(shí)的環(huán)境溫度，按照現(xiàn)場(chǎng)工作條件，明確合適的成型溫度。考慮到混凝土在運(yùn)輸中有2℃左右的損耗（攪拌速度為2～4r/min，全部過(guò)程總轉(zhuǎn)數(shù)＜300r），可通過(guò)控制混凝土出機(jī)溫度來(lái)控制混凝土成型溫度。

3.3.6 保證充足和準(zhǔn)時(shí)的振動(dòng)

采取行列式或交錯(cuò)順序移動(dòng)插入式振動(dòng)桿，移動(dòng)部位不超過(guò)其有效半徑的1.5倍（通常在30～40cm），間隔模板不超過(guò)其有效半徑的0.7倍。振動(dòng)中需快插、慢拔，避免表面振動(dòng)和下層混凝土分層和離析現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證氣泡成功冒出，并且可以填補(bǔ)冒出時(shí)形成的空隙。嚴(yán)格管控振動(dòng)時(shí)間，一般來(lái)說(shuō)每個(gè)點(diǎn)的振動(dòng)時(shí)間為20～30s。分層澆筑過(guò)程中，各層澆筑厚度不大于振動(dòng)桿桿長(zhǎng)的1.25倍，且需要插進(jìn)下層混凝土5～10cm，需注意的是，必須在下層混凝土剛凝固前進(jìn)行上層混凝土澆筑。

3.3.7 澆筑控制

高性能混凝土施工方案必須在項(xiàng)目施工前制定。在高性能混凝土施工過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)施工方案進(jìn)行澆筑作業(yè)，同時(shí)滿足國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。高性能混凝土采取泵送方式澆筑，采用高頻振搗器振搗成型?；炷帘盟蜐仓仨殘?zhí)行《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 10-2011）的相關(guān)規(guī)范，具體要求如下。

（1）混凝土澆筑過(guò)程中，必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)澆筑組織及與預(yù)拌混凝土公司的混凝土輸送調(diào)度，保證混凝土可續(xù)提供和泵送，并且符合指定澆筑范圍內(nèi)持續(xù)澆筑供應(yīng)量的要求。

（2）混凝土下料口和混凝土澆筑面之間的自由落差不可超出2m，在保證混凝土不分層、不離析的條件下，最大落差不超過(guò)4m。

（3）夏季高溫季節(jié)下的混凝土澆筑作業(yè)，應(yīng)充分利用夜間時(shí)間進(jìn)行施工?；炷翝仓^(guò)程中，成型溫度控制不超出30℃，寒冷的冬季，混凝土澆筑成型溫度控制不小于12℃，并且采取覆蓋塑料薄膜進(jìn)行保溫保濕。

（4）高性能混凝土應(yīng)采取高頻振搗器在垂直點(diǎn)進(jìn)行澆筑和振搗。當(dāng)混凝土有粘性時(shí)，應(yīng)加密振搗點(diǎn)分布，并進(jìn)行二次振搗作業(yè)。在澆筑混凝土初凝前，將振動(dòng)運(yùn)行的振動(dòng)棒漸漸插入混凝土中，利用自身重力進(jìn)行振動(dòng)，振搗器拔出后，混凝土可自動(dòng)閉合。需要時(shí)，采取混凝土平板振搗器將表層進(jìn)行壓實(shí)處理，以消除粗骨料和水平鋼筋下部混凝土泌水產(chǎn)生的水和縫隙，加強(qiáng)混凝土與鋼筋的結(jié)合力，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，避免骨料自重下沉而引起的塑性變形，形成裂縫病害。

（5）混凝土攪拌后應(yīng)在120min 內(nèi)進(jìn)行泵注，若混凝土輸送時(shí)間超出指定時(shí)間或天氣炎熱時(shí)，由專業(yè)試驗(yàn)人員進(jìn)行控制，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證技術(shù)措施，避免坍落度損失而導(dǎo)致泵送失效。

3.3.8 維護(hù)控制

（1）保濕保溫維護(hù)。地鐵車站主體組織大范圍高性能混凝土澆筑后，特別是底板、中板和頂板，必須采取覆蓋塑料薄膜進(jìn)行保濕、保溫及養(yǎng)護(hù)。當(dāng)表面進(jìn)行第二次振動(dòng)、刮平時(shí)，應(yīng)卷起薄膜進(jìn)行操作，并在操作結(jié)束后及時(shí)覆蓋薄膜，待混凝土終凝后，定期澆水養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)水和混凝土表面溫差不大于15℃，混凝土保濕保溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。

（2）溫差控制。夏季高溫季節(jié)中混凝土澆筑作業(yè)，應(yīng)采取措施：待拌混凝土原料存放或堆放在涼爽的倉(cāng)庫(kù)或敞篷內(nèi)；混凝土澆筑選擇比白天溫度相對(duì)低的夜晚進(jìn)行施工；預(yù)拌混凝土站集中攪拌的混凝土應(yīng)分別在攪拌點(diǎn)和澆筑點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，以得知混凝土的出倉(cāng)溫度、澆筑時(shí)的成型溫度等，混凝土澆筑時(shí)，嚴(yán)格控制成型溫度不超出30℃，以及內(nèi)部中心最高溫度不高于75℃。寒冷的冬季進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，通過(guò)塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，起到保濕保溫的養(yǎng)護(hù)作用［5-6］，混凝土內(nèi)部中心溫度和表層溫差不超出25℃，表層溫度和周邊大氣溫差不大于20℃。

4 結(jié)語(yǔ)

在地鐵車站主體構(gòu)造的混凝土作業(yè)中，混凝土施工是地鐵車站建設(shè)項(xiàng)目的重要組成部分，優(yōu)化后的混凝土施工技術(shù)能夠有效確保地鐵車站整體項(xiàng)目的質(zhì)量。以合肥市軌道交通6號(hào)線一期地鐵車站施工項(xiàng)目為例，經(jīng)過(guò)對(duì)地鐵車站主體構(gòu)造物混凝土施工的技術(shù)實(shí)踐，提出混凝土施工的質(zhì)量控制措施，滿足了地鐵車站的工藝要求。