1、地铁车站超长大体积混凝土无缝分仓施工工法地铁车站超长大体积混凝土无缝分仓施工工法1 前言前言随着我国建筑业的蓬勃发展,超长超大体量的建筑物层出不穷,目前施工中常用后浇带技术进行处理。施工后浇带是在建筑施工中为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝,按照设计或施工规范要求,在基础底板、墙、梁相应位置留设临时施工缝,将结构暂时划分为若干部分,经过构件内部收缩,在若干时间后再浇捣该施工缝混凝土,将结构连成整体。后浇带施工在削减温度收缩应力、减少混凝土裂缝的同时,亦带来了一系列问题:(1)后浇带布满了纵横交错的结构钢筋,并且 60d 后才能封闭,导致施工中遗落在后浇带内或者钢筋之间
2、的杂物难以清理,从而施工质量难以保证;(2)后浇带填充前,雨水会沿着后浇带进入地下结构,致使地下结构处于漏水状态,土体必须长时间降水,影响施工开展;(3)因钢筋密集,后浇带两侧施工缝的凿毛清理困难,原已浇灌的混凝土大部分收缩已完成,后浇带混凝土的干缩容易造成新老混凝土连接处裂缝,不仅未实现防止混凝土产生裂缝的初衷,反而人为的在后浇带处造成 2 条贯穿裂缝;(4)后浇带浇筑不易密实、防水工艺复杂。无缝分仓施工法对于减少超长、超厚、大体积混凝土的裂缝有明显效果,且与传统后浇带相比,具有以下优点:(1)分仓间隔施工时间大于等于 7d,避免了后浇带留置 60d 带来的工期损失,为室内回填土及装修施工的
3、提前介入创造条件,有利于组织流水施工,缩短工期;(2)无缝分仓施工法有效减少后浇带清理工作量,消除后浇带清理不到位带来的质量隐患;(3)节省后浇带施工缝处的模板及支撑系统,减少了后浇带的临时保护和施工清理费用;(4)不需要采用如膨胀剂等特殊外加剂,节省主辅料成本,经济效益和社会效益显著。中交一公局厦门工程有限公司通过工程实践,细心观察、认真计算、大胆创新,实现了地铁车站无缝分仓施工的重大突破,结合厦门地铁 2 号线马銮湾西站车站结构复杂,工期紧迫的实际情况,提出本工程无缝分仓施工工艺,提高施工质量,缩短工期,节约成本。2 工法特点工法特点2.0.1 低收缩高性能混凝土配合比设计。依据最密实骨料
4、体系理论进行配合比设计及优化,开展地铁用高性能自防水混凝土配合比设计研究,获得最小胶凝材料用量下 29%粉煤灰与 11%矿粉双掺的最佳体积稳定性和最佳耐久性高性能混凝土。2.0.2 建立地铁车站主体结构混凝土构件模型。综合考虑底部和侧面先浇混凝土约束作用以及混凝土水化热、弹性模量、抗拉强度的时变效应,进行温度时变效应和应力分析,并做多影响因素扩展讨论。2.0.3 动态调整混凝土浇筑仓块大小。对浇筑混凝土内部进行温度和应力监测,以实测温度数据校正计算收缩应力值,根据温度实测及应力校正结果动态调整分仓间距及浇筑时间间隔。2.0.4 施工、养护、监测一体化控制。研发全智能养护系统,实现温湿度的自动采
5、集与反馈,养护系统与温度采集系统可智能共享采集数据,实现养护用水温自动调节。2.0.5 建立动态施工标准化体系。建立了“模拟、实测、反演、验证”的一体化动态施工标准化体系,减少人为误差,使施工趋于精细化与精准化。2.0.6 减少裂缝数量。通过原材料控制及配合比的优化设计、混凝土构件模型的应用分析、温度及应力监测、混凝土仓块时间及空间间隔的动态调整、智能养护系统的研发等一系列措施,有效减小混凝土温度应力、引导混凝土温度应力的释放时机、规避混凝土温度应力的副作用,从而减少混凝土因自收缩、温缩、干缩以及先浇混凝土制约收缩等原因产生的裂缝,在对裂缝控制有特殊需求的地铁车站等地下工程中有显著优势。2.0
6、.7 工期效益及经济效益显著。不需要采用如膨胀剂等特殊外加剂,不需要设置后浇带或者变形缝,节省主辅料成本,节约后浇带施工工期,节约后期混凝土开裂堵漏成本,经济效益、工期效益和社会效益显著。3 适用范围适用范围本工法适用于超长、超宽、大体积混凝土施工,尤其适用于地铁车站等地下混凝土工程。4 工艺原理工艺原理无缝分仓施工工法不需要单独留设后浇带来控制结构混凝土开裂,根据工程施工工艺要求、配合比优化设计、混凝土施工要求、温度应力监测分析结果、施工机械设备情况等将大尺寸的混凝土结构划分为具有先后浇筑顺序的若干块,通过释放先浇混凝土块所产生的较大温度和收缩变形,再续浇混凝土成整体。其原理为依据结构长度与
7、约束应力的非线性关系,即在较短范围内结构长度显著的影响约束应力,超过一定长度后约束应力随长度的变化趋于恒定。其技术核心是是采用“抗放兼施,以抗为主,先放后抗”的原则进行施工,通过合理设置分仓间距,利用较短的分仓间隔释放混凝土施工前期大部分由温度变形和干燥收缩引起的内应力,即“放”,其后再采取材料、结构、施工管理等措施提高混凝土的抗拉强度再连成整体,即以“抗”为主适应长期作用的较低温差和较小收缩。施工中采用自主研发全智能养护系统,实现温湿度的自动采集与反馈,养护系统与温度采集系统可智能共享采集数据,实现结构构件的全智能保温保湿精确养护。另外,仓块间浇筑间隔时间为 7d 左右,对比后浇带通常采用的
8、 60d 而言,施工工期大幅缩短。5 施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施工工艺流程施工工艺流程图见图 5.1-1图图 5.1-1 大体积混凝土施工工艺流程图大体积混凝土施工工艺流程图5.2 操作要点操作要点5.2.1 施工准备1 技术准备(1)组织项目部技术、质量、工程等部门全体人员对大体积混凝土施工方案进行技术交底,明确工艺标准、质量控制点及验收要求。(2)技术部门提前对商品混凝土供应厂家进行技术交底,明确对商品混凝土的技术要求,对混凝土配合比提前进行优化试配,并经设计、监理最终确认后的配合比作为大体积混凝土配合比。(3)提前绘制温度应变点平面布置图,将温度应
9、变传感器布置到位,并进行保护,确保温度应变传感器工作正常。(4)对无缝分仓间距及时间间隔进行计算。2 现场准备(1)施工现场临时用水、用电的布置到位,避免停水、停电影响混凝土浇筑。配备足够的混凝土养护所用材料,保证混凝土养护到位。(2)浇筑混凝土前,分仓缝部位的模板支设,止水钢板、分仓收口钢丝网等安放就位。检查和控制模板、钢筋、保护层和预埋件等的尺寸、规格、数量和位置,检查模板稳定性、支撑情况。各工种自检合格后,办理隐检、预检、交接检,并填写混凝土浇灌申请书,取得同意后方可浇筑。(3)轴线尺寸、标高等均经过检查,验收完毕,标高控制线已按要求设置完毕。(4)浇筑混凝土的架子、马道搭设完毕,并有良
10、好的安全措施。(5)浇筑前,汇同监理、技术、质检部门对第一车混凝土进行质量鉴定。(6)材料部门提前做好有关材料的进场工作,确保施工顺利进行。(7)加强气象预测预报联系工作,保证混凝土连续浇筑的顺利进行,确保混凝土质量。(8)加强现场指挥和调度,避免车辆拥挤堵塞。在进出场口设置交通协调人员,负责协调混凝土运输车的进、出场以及运输车辆与社会车辆关系。5.2.2 混凝土配合比为避免出现温度裂缝,在配合比设计时尽量考虑采用水化热较低的水泥,掺用足量的掺合料,掺加缓凝高效减水剂,降低水灰比,是减少裂缝数量的有效措施。加强生产过程控制,确保混凝土产品质量的稳定性。经综合考虑并根据现有的条件和工艺,对本次无
11、缝分仓施工范围的全部混凝土,在材料选用和配合比设计上,采取如下措施:1 混凝土配合比设计指标控制(1)本工程采用无缝分仓施工法施工,车站底板、顶板及侧墙砼配合比设计采用混凝土 60 天强度作为混凝土配合比强度控制指标。(2)所配制的混凝土拌合物,到浇筑工作面的塌落度为 120-160mm,扩展度不应小于 350mm。(3)按大体积混凝土进行配合比设计,按照小水胶比、小水泥用量、小坍落度、小入模温度、大掺量矿物掺合料的原则进行配合比设计。(4)每立方砼用水量不超过 155kg。(5)砂率为 40%以下。(6)混凝土初凝时间 10-12h、终凝时间 12-14h。(7)采取措施控制混凝土的入模温度
12、小于 30C。2 原材料选用根据福建省本地的材料特性,针对本工程“无缝分仓施工法”混凝土施工过程,混凝土原材料在满足相应规范的基础上,为了最大的降低混凝土的水化热,减少其收缩,原材料还要满足以下特殊要求(见下表 5.2.2-1):表表5.2.2-1 原材料要求原材料要求材料类型特殊要求水泥熟料铝酸三钙8%水泥比表面积大于 300 m2/kg,小于 350 m2/kg掺料不得掺加窑灰碱含量小于 0.6%级粉煤灰需水量100%烧失量20%时,0.95-1.05S;S20%时,0.90-1.10S;用水用水温度水温不宜大于 22C另外,混凝土搅拌所用水泥温度不能高于 60C,砂子和石子在自然环境下通
13、风冷却 3d 后再使用,以降低原材料温度。外加剂在使用前尽量配成溶液,拌和均匀后方可使用,配制应有专人负责,做好配制记录。图图 5.2.2-1 原材料质量及混凝土入模温度控制原材料质量及混凝土入模温度控制5.2.3 混凝土混凝土结构结构分仓及施工顺序分仓及施工顺序无缝分仓施工技术充分考虑相邻浇筑混凝土的时空效应,根据工程施工工艺要求、配合比优化设计、施工进度要求、施工机械设备等影响因素,将大尺寸的混凝土结构根据温度、应力计算分为具有先后浇筑顺序的若干仓段,通过错开时间或者空间的办法,释放先浇混凝土块所产生的较大温度和收缩变形,再续浇混凝土成整体。其原理依据结构长度与约束应力的非线性关系,即在较
14、短范围内结构长度受显著的约束应力影响,超过一定长度后约束应力随长度的变化趋于恒定。1 分仓的设置原则宜遵循下列规定:1)根据计算,分仓的最大长度不宜超过22m左右,仓块间距以实测温度数据校正计算收缩应力值,根据温度实测及应力校正结果动态调整分仓间距及浇筑时间间隔;2)分仓的设置应相对规则,便于“无缝分仓”施工;3)分仓缝宜设置在混凝土构件的受力较小部位,且宜避开预埋件及预留洞口的建筑物。2 施工区段的划分在马銮湾西站施工时,根据本工程平面的特点,结合施工总体部署、总进度计划、总平面布置、施工方案及总体施工组织设计要求等因素,合理地利用人力、物力,科学地安排施工顺序,减少工序之间干扰,保证工程施
15、工顺利、快速的进行。1)地铁车站站台层施工区段划分图(如图5.2.3-1)图图 5.2.3-1 车站站台层施工区段划分示意图车站站台层施工区段划分示意图2)地铁车站站厅层施工区段划分图(如图5.2.3-2)图图 5.2.3-2 车站站厅层施工区段划分示意图车站站厅层施工区段划分示意图3)地铁车站顶板施工区段划分图(如图5.2.3-3)图图 5.2.3-3 车站顶板施工区段划分示意图车站顶板施工区段划分示意图4)车站侧墙分仓车站侧墙仓块划分结合顶板分仓缝位置进行划分,即顶板分仓缝与侧墙对齐,地下室外墙竖向共划分8个仓位。施工时,车站站台层侧墙水平施工缝留置于离底板上1400mm处,增加3mm厚止
16、水钢板,站厅层内墙水平施工缝留置于基础底板或楼板上表面处400mm。3 施工顺序安排1)站台层、站厅层及顶板施工顺序图图 5.2.3-4 站台层分仓砼浇筑时间示意图站台层分仓砼浇筑时间示意图图图 5.2.3-5 站厅层浇筑时间示意图站厅层浇筑时间示意图图图 5.2.3-6 顶板浇筑时间示意图顶板浇筑时间示意图2)侧墙施工顺序安排车站侧墙分仓与各板分仓相对应,即顶板分仓缝与侧墙对齐,结合各层板分仓块组织流水施工。施工时,车站站台层侧墙水平施工缝留置于离底板上 1400mm 处,增加 3mm 厚止水钢板,站厅层内墙水平施工缝留置于楼板上表面处 400mm。图图 5.2.3-7 现场混凝土分仓浇筑现
17、场混凝土分仓浇筑5.2.4 支模、钢筋绑扎及模板拆除支模、钢筋绑扎及模板拆除1 分仓缝构造无缝分仓施工可有效减少凿除量,分仓缝亦是施工缝,采用钢板止水带满焊链接,钢板止水带上下两侧设置双向612400mm的钢筋网与20目的钢丝网,钢筋网焊接(单面焊10d)于钢板止水带上,钢丝网绑扎固定在钢筋网上。厚度较大的混凝土板宜选用较粗的钢筋焊成钢筋网,分仓缝构造如图5.2.4-1所示。地下室结构构件的钢筋在满足受力要求的前提下,宜尽量避开钢板止水带,若有小直径的拉筋或箍筋无法避开的,可参照图5.2.4-1的做法,单面焊接10d于钢板止水带上。图图5.2.4-1 分仓缝构造示意图分仓缝构造示意图2 附加钢
18、筋构造措施板厚变截面处作法(如图 5.2.4-2):100100 400500LaLa图图 5.2.4-2 板厚变截面处大样板厚变截面处大样3 钢筋保护层厚度控制措施钢筋在混凝土板中具有双重作用,一是抵抗外荷载,二是防止和控制混凝土收缩裂缝,但该作用的发挥需要合理厚度的保护层,因此须把钢筋保护层厚度控制作为钢筋工程中抗裂要点。具体要求如下:1)各层板面配置双层双向钢筋(包括分离式配置的负弯矩短筋),钢筋必须设置马凳,其纵横向间距不应大于 1000mm(即每平方米不得少于 2 只),对于细小钢筋,马凳的间距应控制在 600mm以内(即每平方米不得少于 3 只)。(如图 5.2.4-3、5.2.4
19、-4)2)在严格控制板面负筋的保护层厚度方面,现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面,与梁筋应绑扎在一起,另外,采用马凳或混凝土垫块等措施来固定负筋的位置,保证在施工过程中板面钢筋不再下沉,从而可有效控制保护层,避免支座处因负筋下沉,保护层厚度变大而产生裂缝,板的保护层厚度应控制在 15mm,防止过大或过小。图图 5.2.4-35.2.4-3 马銮湾西现场板类绑扎钢筋马銮湾西现场板类绑扎钢筋图图 5.2.4-45.2.4-4 马銮湾西现场侧墙绑扎钢筋马銮湾西现场侧墙绑扎钢筋4 模板工程中抗裂要点与措施1)模板体系的承载力与刚度模板必须具有足够的承载力、刚度和稳定性,能可靠承受新浇筑混凝土的自重及施
20、工荷载。(如图 5.2.4)图图 5.2.4-5 模板清理模板清理图图 5.2.4-6 模板安装模板安装2)新浇板面的上载在站厅层、站台层板混凝土浇筑完毕的 24h 以前,可限于做测量、定位、弹线等准备工作,最多只允许柱钢筋安装施工,不允许吊卸大宗材料,避免冲击振动。24h 以后,可先分批安排吊运少量小批量的侧墙钢筋进行绑扎活动,做到轻卸、轻放,以控制和减小冲击振动力。第 3d 方可开始吊卸钢管等大宗材料以及从事相应侧墙和板面的模板正常支模施工。在模板安装时,吊运(或传递)上来的材料应做到尽量分散就位,不得过多地集中堆放。3)竖向结构(墙、柱)的混凝土拆模强度应达到 1.2MPa,且要保证构件
21、棱角完整无破坏。5.2.5 温控监测布置温控监测布置1 混凝土浇筑及固化过程中,监测内容应包括监测时间、混凝土水化热即时温度、内表温差、温降速率和大气温度。2 当混凝土浇筑完成后混凝土表面点温度与中心点温度温差(内表温差)达到 25C 时或测温点温降速率达到-2.0C/d,以书面形式报告并重点标注提出警示。3 温度控制指标1)混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于 40C。2)混凝土浇筑块体内相邻两测温点的温差(不含混凝土收缩的当量温度)不应大于 25C。3)混凝土浇筑体的降温速率不宜大于 2C/d。4)结束覆盖养护或拆模后,混凝土浇筑体表面以内 50mm 位置处与环境温度差值不应大于2
22、0C。4 监测布点1)监测点的布置范围应以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区,在测试区内监测点按平面分层布置;2)在测试区内,监测点的位置与数量可根据混凝土浇筑体内温度场分布情况及温控的要求确定;3)在每条测试轴线上,监测点位宜不少于 3 点,应根据结构的几何尺寸布置;4)沿混凝土浇筑体厚度方向,必须布置外面、底面和中心温度测点其中上测点距混凝土上表面 50mm,中测点位于混凝土底板竖向中心位置,下测点距混凝土下表面 50mm。同时还设置大气温温测点。(如图 5.2.5)图图 5.2.5-1 顶板温度监测点布置示意图顶板温度监测点布置示意图图图 5.2.5-2 板类构件应器布置板
23、类构件应器布置图图 5.2.5-3 墙类构件感应器布置墙类构件感应器布置5)所有测温孔必须编号,并绘制测温孔布置图(如图 5.2.5-3)。图图 5.2.5-4 测温点布置图测温点布置图5 时间安排1)混凝土开始浇筑前 3 天开始进行测杆制作。2)混凝土开始浇筑前 1 天开始布置测点,并安装调试仪器。3)监测起始时间:自混凝土开始浇筑时起。4)监测频次:大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度的测试,在混凝土浇筑后,温度达到最高点并且稳定时每 2h 测一次。温度开始下降的 4 天内,每 2h 测一次;4 天后,每 4h 测一次至测试结束,特殊情况可以随时检测。入模温度、大气相对湿度的测量
24、,每台班不应少于 2 次。监测结束时间:混凝土结构表面以内 50mm 位置的温度与中心点温度之间温差连续 3 天小于20时停止监测。6 数据提供1)监测结果及数据以书面报表的形式即时提供。2)实时监测报告内容包括:监测时间、天气情况、大气温度、砼表面温度和温降速率、中心点温度和温降速率、底部点温度和温降速率、内表温差、布点位置示意图。5.2.6 混凝土浇筑混凝土浇筑1 混凝土浇筑1)本工程大体积混凝土浇筑时,混凝土泵和搅拌运输车的台数可根据每仓块混凝土数量的大小以及预计的浇筑时间来确定。混凝土泵按各仓位置,相应的将泵摆放位置其靠近地点。2)在混凝土浇筑前,针对各个部位的浇筑特点,进行详细交底,
25、管理人员跟班作业,检查和监督振捣作业。3)为防止冷缝出现,施工时采取斜面分层(每层厚度控制在 30cm 以内,每步错开 500cm 左右)、依次推进、整体浇筑的方法,使每次叠合层面的浇筑间隔时间不得大于 7h,小于混凝土的初凝时间。斜面分层布料方法施工,即“一个坡度、分层浇筑、循序渐进”(分层浇筑如下图 5.2.6-1 所示)。在各自范围内,混凝土输送泵采取“一”字形行走路线,各台泵浇筑范围约 12 米宽,地泵浇筑速度 30m3/h。混凝土初凝时间为 68h。5m5m1:6图图 5.2.6-1 顶板顶板混凝土分层浇筑示意图混凝土分层浇筑示意图4)在混凝土浇筑前,应先将基层和模板浇水湿透,防止混
26、凝土的塑性收缩。5)墙体:在进行墙体混凝土浇筑时应分层、对称浇筑,每次浇注层高不得超过 0.3m,混凝土自由落体高度超过 2m 时,增设卸料斗。每次浇筑根据钢支撑的空隙隔一跳一浇筑,不能在同一点处一致下料,每一空隙每次下料约 1.5m3左右,一侧一层完成浇筑后,在另一侧对称部位进行同步浇筑,浇筑完成后,下料位置返回初始点,从新进行上一步骤,浇注高度同样不超过 0.3m,循环浇筑至上部施工缝(若上一层浇筑后,发现未浇筑的空隙处混凝土过少,那么这一层浇筑就从空隙处就行隔一跳一的浇筑,如此反复至浇筑的顶面),确保混凝土接槎时间控制在混凝土初凝时间内。图图 5.2.6-2 侧墙混凝土分层浇筑示意图侧墙
27、混凝土分层浇筑示意图2 混凝土振捣1)混凝土采用机械振捣棒振捣。要做到“快插慢拔”,插点采用并列式和交错式均匀排列,振捣间距不超 1.5 倍作用半径,一般 2040cm,插入时间 10-30s,插入深度控制在前一层砼的 510cm,在振动棒胶管上设置等距的胶带记号进行控制,振动棒距模板距离不超 10cm,建议二次插捣。2)分仓缝处振捣要小心细致,不要踫撞坏收口网,振捣细致可保证混凝土与收口网的粘接质量。注意浇筑速度与安排出现避免施工冷缝。3)框架梁:梁的振捣点可采用“行列式”,每次移动的距离为 200 到 400mm。4)楼板:板的振捣采用平板式振捣器振捣。5)墙体:进行墙体混凝土浇筑时,布设
28、引流管,振捣棒应插入下层混凝土 50mm 左右对下层混凝土进行二次振捣,以消除两层之间的接缝,同时浇筑速度不宜过快,以免因浇筑速度过快冲击力较大引起模板、支架变形、失稳。图图 5.2.6-3 顶板混凝土浇筑现场顶板混凝土浇筑现场图图5.2.6-4 侧墙混凝土浇筑现场侧墙混凝土浇筑现场5.2.7 混凝土养护混凝土养护1、应在浇注完毕后的 12h 以内对混凝土加以覆盖并保温保湿养护,养护时间不少于 14 天;2、3 天带模养护工艺:1 带 2 松 3 拆;即:第一天带模养护,第二天松模养护,第三天拆模后保温保湿养护,对于墙类构件采用三天带模养护工艺。3、拆模后混凝土养护采用自主研发全智能养护系统,
29、实现温湿度的自动采集与反馈,养护系统与温度采集系统可智能共享采集数据,实现养护用水温自动调节(如下图 5.2.7 所示)。图图 5.2.7-1 侧墙混凝土全智能养护系统侧墙混凝土全智能养护系统图图 5.2.7-2 侧墙混凝土全智能养护系统侧墙混凝土全智能养护系统5.3 劳动力组织劳动力组织人员配备及任务分配详见表 5.3-1。表表 5.3-1 人员配备及任务分配表人员配备及任务分配表序号工种作业人数1钢筋工352电焊工23模板工254脚手架搭设工205混凝土浇筑工86杂工67安全员28小计986 材料与设备材料与设备采用的材料及机具设备见表 6-1、6-2。表表 6-1 材料表材料表序号材料名
30、称单位数量用途1I4 工字钢m800主楞2方钢 8cm*8cm*3mmm2500次楞3盘扣支架立杆,管径 60mm,壁厚 3.2mmt168竖向支撑体系盘扣支架水平杆管径 46mm 壁厚 2.5mmt176模板支撑体系4盘扣支架斜杆管径 48mm,壁厚 2.5mmt104模板支撑体系5模板m8000模板体系表表 6-2 机具设备表机具设备表序号设备名称设备型号单位数量用途1气割机CG1-30台1气割钢筋2切割机XCQGJ台2切割模板3电焊机HS6500EW台2焊接钢筋4吊车25t台1材料吊装5电动扳手DB-RAD台2螺栓紧固6振捣器GPZ-150台2浇筑振捣7叉车5t台1倒运材料8塔吊60m台
31、3吊装材料7 质量控制质量控制7.1 质量标准质量标准7.1.1、厦门市轨道交通2号线二期工程施工图设计-主体结构7.1.2、预拌混凝土GBT 14902-20127.1.3、大体积混凝土施工技术规范(GB 50496-2009)7.1.4、混凝土泵送施工技术规范(JGJ/T 10-2011)7.1.5、普通混凝土配合比设计规程(JGJ 55-2011)7.1.6、普通混凝土拌合物性能试验标准(GB/T 50080-2002)7.1.7、普通混凝土力学性能试验标准(GB/T 50081-2002)7.1.8、混凝土耐久性检验评定标准(JGJT 193-2009)7.1.9、铁路混凝土结构耐久性
32、设计规范TB10005-2010、J1167-2011,7.1.10、混凝土结构耐久性设计规范GB50476-20087.1.11、地下工程防水技术规范GB50108-20087.1.12、混凝土用水标准(JGJ 63-2006)7.1.13、混凝土外加剂 (GB 8076-2008)7.1.14、混凝土外加剂应用技术规范(GB 50119-2013)7.1.15、通用硅酸盐水泥 (GB 175-2007)7.1.16、建设用卵石、碎石(GB/T 14685-2011)7.1.17、建设用砂(GB/T 14684-2011)7.1.18、用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GB/T 1596-2017
33、)7.1.19、用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉(GB/T 18046-2008)7.1.20、混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-20157.2 质量控制要求质量控制要求7.2.1 在受剪力较大不宜留施工缝的地方的处理措施1 在大雨、台风天气条件下的处理措施:1)浇混凝土前,应注意收集天气情况信息,尽量避免在大雨、台风天气浇混凝土;2)在浇混凝土过程中突然遇到上述恶劣天气时,首先应将刚浇好的混凝土用塑料布覆盖,防止雨水冲刷刚浇好的混凝土;3)及时派人将盖塑料布时在混凝土表面上留下的脚印抹平;4)在可能的情况下,在规范允许下的地方留出施工缝,如无法做到,应及时与建设、设计、监理单
34、位联系,在混凝土施工缝处加抗剪插筋;5)派专人负责做好混凝土的临时收头工作。2 突然停电条件下的处理措施:1)首先应用人工将刚浇好的混凝土振捣密实,将混凝土表面抹平,保证已浇捣好的混凝土的质量;2)用人工拌制或从附近其他工地运进混凝土的措施,将混凝土浇捣到规范允许留施工缝的最近的部位再留施工缝;派专人负责做好混凝土的临时收头工作。3 商品混凝土供应不上条件下的处理措施:1)及时与商品混凝土供应单位联系(必要时派人到商品混凝土供应单位现场蹲点),要求加强供应;2)调整混凝土的浇捣线路,降低浇捣强度:3)利用现场搅拌机,临时拌制混凝土,防止出现冷接头。7.2.2 有防水要求时的处理措施1 在大雨、
35、台风天气条件下的处理措施:1)浇混凝土前,应注意收集天气情况信息,尽量避开在大雨或台风天气浇混凝土;2)在浇混凝土过程中突然遇到上述恶劣天气时,首先应将刚浇好的混凝土用塑料布覆盖,防止雨水冲刷刚浇好的混凝土;3)及时派人将盖塑料布时在混凝土表面上留下的脚印抹平;4)将临时施工缝留成凹凸形状;5)重新浇捣混凝土时,将施工缝清理干净,在建设、设计单位同意的条件下,增加一条遇水膨胀止水条。2 突然停电条件下的处理措施:1)首先应用人工将刚浇好的混凝土振捣密实,将混凝土表面抹平,保护已浇好的混凝土的质量;2)临时施工缝留成凹凸形状;3)重新浇捣混凝土时,将施工缝清理干净,在建设、设计单位同意的条件下,
36、增加一条遇水膨胀止水带;3 商品混凝土供应不上条件下的处理措施:1)及时与商品混凝土供应单位联系(必要时派人到商品混凝土供应单位现场蹲点),要求加强供应;必要时起用备用搅拌站供应混凝土。2)调整混凝土的浇捣线路,降低浇捣强度(放慢浇筑速度),避免混凝土出现冷缝;7.2.3 混凝土出现裂缝的处理措施1 混凝土出现裂缝时,根据形成裂缝的各种因素进行认真检查、分析和判断裂缝成因,制定详细的处理方案,报请“无缝分仓法”混凝土施工技术保障与管理领导小组、监理单位及相关单位和人员进行审核,审核合格后,方可进行施工处理。2 对混凝土固化过程中因水化热造成的表面与内部的温差裂缝,对裂缝深度不大,可采取措施加强
37、养护,避免其进一步发展,并进行灌缝或表面封闭的处理;对裂缝深度较大的,应待其裂缝发展稳定后采取局部剔凿修补并向裂缝内灌注胶粘剂封闭。当构件有防水要求时,应检查灌胶后渗漏情况,或在构件表面增设弹性防水涂层。8 安全措施安全措施8.0.1 安全设施安全设施做好施工场地平面布置,合理安排场内临时设施。施工场地采取全封闭模式,设置门卫 24 小时值班,严格限制非施工生产人员进入场地,施工人员挂牌上岗。加强夜间施工的工地照明及道路防滑措施。根据工地情况,布置安全防护设施和统一的安全标志(牌)、安全色灯。在各显要位置设置大幅安全宣传标语。按照防火防爆的有关规定设置油库等临时性构筑物,临时设施区要按规定配足
38、消防器材,所有施工人员要熟悉并掌握消防设备的性能和使用方法。施工场地的油库、料库、变压器、门吊及其他高大建筑,设置防雷设施,定期检查接地电阻,防止雷击。8.0.2 管理措施管理措施加强现场监管,临时立柱支撑体系安装焊接时预防钢结构倾倒掉落造成的安全事故。工程实施前,对投入本工程施工的机电设备和施工设施进行全面的安全检查,未经有关安全部门验收的设备和设施不准使用,不符合安全规定的地方立即整改完善。各种吊运机具设备正式使用前必须组织试吊、试运行。吊装作业中严禁超载。起重作业人员要严格执行起重作业安全操作规程,确保施工作业人员的安全。9 环保措施环保措施9.0.1 将施工场地和作业限制在工程建设允许
39、的范围内,合理布置、规范围挡,做到标牌清楚、齐全,各种标识醒目,施工场地整洁文明。9.0.2 定期清运废旧钢材,做好运输过程中的防散落与沿途污染措施。9.0.3 废水除按环境卫生指标进行处理达标外,并按当地环保要求的指定地点排放。9.0.4 工程废弃物按工程建设指定的地点和方案进行合理堆放和处治。9.0.5 优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下,同时尽可能避免夜间施工。9.0.6 在晴天经常对施工通行道路进行洒水,防止尘土飞扬,污染周围环境。10 资源节约资源节约本工法避免设置后浇带,伸缩缝等结构,仅留置部分施工缝,大幅度减少了施工成本,且在施工完成
40、后便于垃圾废料的清理。在地铁车站大体积混凝土中采用无缝分仓施工法施工,加快了施工进程,缩减了整个项目的施工工期,提高了施工效率。11 效益分析效益分析11.1 技术效益技术效益本工法适用于超长、超宽的、具有严格渗漏水要求的地下结构工程等,范围较广,用大体积混凝土的施工工艺施工最小结构尺寸小于 1m 的大体量的结构混凝土,而且能够同时拥有后浇带与变形缝的工艺优势,避免二者的缺点,无缝分仓施工使得地下结构工程成为无缝整体,为以后地下铁道车站在类似情况下的建设提供了新的技术手段而且节约工期,便捷有效的工法技术将促进地下工程施工技术的进步,大大的减少了地铁车站裂缝的产生。11.2 经济效益经济效益本工
41、法不仅取消了后浇带,节约了后浇带的施工成本,还大幅度降低了地铁车站大体积混凝土的施工成本以及后期裂缝处理及堵漏的费用,经济效益明显。以厦门地铁 2 号线马銮湾西站为例,具体经济效益分析如表 11-2 所示。表表 11.2 经济效益分析表经济效益分析表施工技术成本计算总费用后浇带施工后浇带施工费用:工料机综合单价 900 元/m,后浇带 2 条(两层结构)合计 231m,合计费用 20.79 万元。124.59万元裂缝处理费用:根据调研结果车站侧墙及顶板裂缝密度为 0.31条/m,以马銮西站为例,裂缝数量为 851.3*0.31*3*6m=4750m,修复费用合计 4750*220 元/m=10
42、3.8 万元无缝分仓无缝分仓施工:主体结构裂缝减少为 0.15 条/m,修复费用合计 851.3*0.15*3*6*220=50.6 万元。温度监控系统、喷淋设备:12 万元。62.6万元11.3 工期效益工期效益根据相关规范规定,后浇带在相邻两侧混凝土龄期达到 42d 后浇筑,养护龄期为 28d,根据地铁车站结构及施工特点,后浇带一般在车站封顶后浇筑,最长可能延后工期 70 天,最短延后 50 天,工期效益明显。11.4 社会效益社会效益由于地铁车站开裂是地下工程普遍存在的一个问题,也是世界性的难题,裂缝只能减少不能杜绝是工程界人士的普遍共识;而地下铁道工程车站对防水要求又特别高,由于地铁车
43、站结构混凝土开裂引起的渗漏水,严重的影响了地铁车站的使用功能及耐久性,是困扰我们工程人的一大难题,通过本工法的实施,有效的减少了裂缝的产生,降低了后期堵漏的工期与费用,大大加快了交工验收的进程,提高了地铁车站的耐久性,改善了地铁车站的使用功能,得到了监督单位、业主、监理以及兄弟单位的一致认可。12 应用实例应用实例12.1 厦门市轨道交通厦门市轨道交通 2 号线号线马銮湾西站马銮湾西站12.1.1 工程概况马銮西站位于芸弯路与鼎政路交叉口东侧。车站周边规划用地为商业设施用地和商业服务用地;车站周边现状为鱼塘养殖区。马銮西站为地下二层双岛四线平行换乘车站,车站主体基坑长378.45m,标准段宽
44、47.2m,标准段基坑深度 7.819.20m。主体围护结构采用 800 厚地下连续墙+1 道内支撑体系,第一道支撑为钢筋混凝土支撑,间距 89m;盾构段采用钢筋混凝土斜支撑,间距 46m。图图 12.1.1-1 马銮西站混凝土浇筑分段图马銮西站混凝土浇筑分段图图图 12.1.1-2 车站结构断面车站结构断面图图12.1.2 实施效果通过创新研究,成功将无缝分仓施工法用于地铁车站的建设中。使施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态,地铁车站裂缝数量及渗漏水大幅减少,成本节约 60 万元以上,工期节省120 天以上,工期效益、经济效益及社会效益显著。图图 12.1.2-1 车站侧墙分段浇筑
45、及开裂情况效果图车站侧墙分段浇筑及开裂情况效果图12.2 厦门市轨道交通厦门市轨道交通 2 号线线号线线马銮中心站马銮中心站12.2.1 工程概况厦门轨道交通 2 号线二期工程马銮中心站为明挖式地下三层双柱三跨框架式结构,是双岛四线平行换乘站,车站总长 220m,标准段宽 46.6m,端头井宽 51.5m,基坑深 17.5m,共设置 4 个出入口、2 组风亭,车站采用放坡后明挖顺筑法施工,围护结构采用 800mm 厚地下连续墙+内支撑体系,本站属于超长、超宽地下车站,为福建省当前最宽的地铁车站,技术及施工难度较大。图图 12.2.1-1 马銮中心站航拍图马銮中心站航拍图图图 12.2.1-2
46、基坑横断面图基坑横断面图12.2.2 结果评价结果评价截至目前,马銮中心站主体结构施工已结束。通过采用本工法进行施工,施工全过程处于安全、稳定、快速、优质的可控状态,裂缝及渗漏水得到有效治理,经济效益和工期效益尤为明显。12.3 厦门市轨道交通厦门市轨道交通 2 号线海沧号线海沧 CBD 站站12.2.1 工程概况厦门轨道交通 2 号线工程海沧 CBD 站为地下两层单柱两跨框架式结构。车站长度约为 540m,车站标准段宽度为 23.1m,站台宽度为 14m,深度 15.4m,总建筑面积为 27568m2。车站主体结构与商业开发广场共建,采用明挖法施工。图图 12.2.1-1 车站总车站总断断面
47、图面图12.2.2 实施效果(1)有利于组织流水施工,缩短了工期。(2)采用无缝分仓施工法施工,取消了结构后浇带,避免了后浇带施工缝清理的压力,消除了后饶带清理不到位带来的质量隐患。(3)取消后浇带,节省了后浇带施工缝的模板及支撑系统;减少了后浇带的临时保护和施工清理费用,外墙防水施工不需再做外侧保护墙。(4)为施工创造了更加自由的空间和时间。13 附录附录 无缝分仓无缝分仓法施工计算书法施工计算书本计算书中的公式参见大体积混凝土施工规范(GB50496-2009)、建筑施工手册(第五版)、建筑施工计算手册(第二版)、工程结构裂缝控制。施工材料基本参数如下:底板混凝土强度等级为 C45,抗渗等
48、级为 P8,混凝土配合比预计如下表:表表 13-1 底板混凝土配合比底板混凝土配合比原材料(kg/m3)坍落度水泥水河砂石子1石子2石子 3减水剂粉煤灰矿粉砂率(%)水胶比258154.8707.9369.1369.1369.15.161294339.00.356160mm13.1 混凝土基本数据计算混凝土基本数据计算1、混凝土不同龄期抗拉强度计算基本计算公式)1(ttktkeff(1)式中:)(tftk混凝土龄期为 t 时的抗拉强度标准值(N/mm2);ftk混凝土抗拉强度标准值(N/mm2),可按表 13.1-1 取值;系数,应根据所用混凝土试验确定,当无试验数据时,可取 0.3。表表 1
49、3.1-1 混凝土抗拉强度标准值(混凝土抗拉强度标准值(N/mm2)符号混凝土强度等级C25C30C35C45tkf1.782.012.202.51则计算不同龄期的混凝土抗拉强度值如下表 13.1-2 所示:表表 13.1-2 不同龄期混凝土抗拉强度值(不同龄期混凝土抗拉强度值(N/mm2)龄期/d510152028抗拉强度)(tftk/(N/mm2)1.952.392.482.502.512、混凝土弹性模量)(tE计算基本计算公式)1()(0teEtE(2)式中:)(tE混凝土龄期为 t 时,混凝土的弹性模量(N/2mm);0E混凝土的弹性模量,一般近似取标准条件下养护 28d 的弹性量可按
50、表 13.1-3 取用;系数,应根据所用混凝土试验确定,当无试验数据时,可近似地取 0.09;混凝土中掺合料对弹性模量修正系数,取值应以现场试验数据为准,在施工准备阶段和现场无试验数据时,可按表 13.1-4 计算。表表 13.1-3 混凝土在标准养护条件下龄期为混凝土在标准养护条件下龄期为 28d 时的弹性模量时的弹性模量混凝土强度等级混凝土弹性模量(N/mm2)C252.80104C303.0104C353.15104C453.35104掺合料修正系数可按下式计算:21(3)式中:1混凝土中粉煤灰掺量对应的弹性模量调整修正系数,可按表 13.1-4 取值;2混凝土中矿粉掺量对应的弹性模量调