地下停車場混凝土施工與養護技術研究

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［摘要］目前地鐵地下工程滲漏情況很普遍。大體積混凝土體積龐大，混凝土澆筑后釋放大量水化熱，聚集在混凝土內部的熱量不容易散發，使得混凝土內部溫度較高，從而造成混凝土內外溫差較大。由于約束的影響，混凝土在升降溫過程中會引起內部溫度應力劇烈變化而導致主體結構混凝土出現大量貫穿性有害裂縫。采用混凝土施工溫度控制與養護方法相結合的施工技術，通過控制混凝土升溫和降溫的過程，降低混凝土結構內、外溫差和結構的降溫速率，減少溫度應力，降低混凝土內部升溫過程的溫度峰值，使混凝土內表溫度差值控制在一定范圍內，能夠有效地減少混凝土裂縫的產生。

［關鍵詞］地鐵工程；大體積混凝土；溫度；養護

1工程概況

深圳市城市軌道交通13號線內湖停車場項目位于內湖公園南岸，為全地下停車場，地下1層、局部2層。其中，綜合樓、維修樓、物資總庫等部位為地下2層，層高4.2~4.8m，綜合樓、維修樓、物資總庫等建筑與停車場共用基礎和頂板。地下停車場基坑全長約為710m，基坑寬度為100~180m，基坑深度約為14m，主體結構采用蓋挖順作法施工，局部采用明挖順作法施工。本工程采用鋼筋混凝土框架結構，底板、頂板、側墻采用C35P8混凝土，結構柱采用C50混凝土，地下室頂板標高為5m，頂板厚度為1m，主要結構梁截面尺寸為1m×2.2m；地下室底板標高–5.100m，底板厚度為1m，主要結構梁截面尺寸為1m×2m。

2大體積混凝土的溫控方案

2.1控制澆筑溫度，合理澆筑

在每次混凝土開盤之前，試驗室要量測水泥、砂、石、水的溫度，并做記錄，計算其出機溫度，并估算澆筑溫度。為保證入模溫度不超過30℃，通過加4℃的水和適量的冰屑混凝土的出機溫度需不超過25℃。同時應當考慮以下2點：（1）加入冰變成水的過程中會吸收周圍環境的熱量，這在混凝土絕熱溫升的計算中應當扣除；（2）加冰相當于加水，這樣水的總量就發生了變化，加冰之后仍應符合混凝土配合比。本工程在12月下旬澆筑混凝土，選擇拌和混凝土的骨料溫度為23℃，冷水4℃，對頂板C35混凝土的出機溫度進行計算，公式如下：（1）式中：mc、ms、mg、mw分別為水泥、扣除含水量的砂、石子、水的重量，分別為200kg,744kg,1043kg,145kg；Ts、Tg、Tc、Tw分別為砂、石、水泥和水的溫度，經現場測試，Ts=Tg=Tc=23℃,Tw=4℃。qs、qg分別為砂、石的含水率，取1%和6%cw,cg,cc,cs分別為水、石、水泥、砂的比熱容，kJ/（kg·K），分別取cg=cc=cs=0.84kJ/（kg·K），cw=4.2kJ/（kg·K）L為冰的融化熱，取335kJ/kg；η為加冰的有效系數，取值0.85；P為加冰率（實際加水量的百分比）。先假設出機溫度T0=25℃，根據上述公式計算加冰率為：P=0.5，從而由加冰率P計算出每立方米混凝土中需加入61.63kg的冰屑。經過降低骨料溫度措施，以及加入冰屑拌和，可以使混凝土的入模溫度控制在30℃之內，混凝土出機溫度控制在25℃之內，攪拌站負責測定混凝土的入模溫度和出機溫度。

2.2優化澆筑方案，合理降溫保溫

2.2.1混凝土分層分段澆筑布置一次性澆筑量大且面積大，采用分段分層澆筑方法，澆筑從一端開始，澆筑方式為沿長度方向向另一端推進，混凝土澆筑面自然坡度為1∶5，混凝土振搗及布料方向均要自下而上進行。澆筑時，混凝土的布料沿短邊方向開始，并來回往返向前推進，相鄰2部分接縫時間不應超過混凝土的初凝時間（圖1）。左右，每段的澆筑時間基本控制在1h左右，混凝土實際初凝時間2~3h，上層混凝土履蓋在下層混凝土的時間小于初凝時間，可避免冷縫的形成（表1）。2.2.2結構澆筑原則底板澆筑總體原則：從一側往另一側趕漿澆筑，每臺輸送泵澆筑范圍內按“S”形線路往后推進，每條混凝土澆筑帶的寬度約4m，嚴禁超寬，在先澆筑的混凝土初凝前及時由新混凝土進行覆蓋，新老混凝土結合部位用振動棒振搗密實，避免出現冷縫。每個大區內劃分若干澆筑區，如圖2所示。

2.3養護方法

本工程混凝土澆筑后，采用噴養護液、薄膜覆蓋和保溫棉相結合的養護方法。待防水混凝土終凝后，混凝土面層開始噴涂養護液，噴涂橫、縱各1遍，等噴涂養護液干燥成膜后，1~2h噴涂第2遍，第2遍與第1遍方向垂直，以保證噴涂均勻。養護液為水性涂料，若儲存時間過長，粘度變大，可以用自來水稀釋，攪拌均勻即可使用。操作時，注意保護眼睛，背風進行，噴頭宜距離地面30cm。下雨時不應噴灑，但是養護液成膜后，遇雨不會影響養護效果。保溫層覆蓋層數根據本工程中使用的土工織物材料和測溫數據，需不少于10層，且覆蓋后層數的增減根據測溫數據進行調整。養護過程中不宜大量澆水，因大量澆水會使土工織物保溫性能下降，保持塑料薄膜與混凝土之間有水分，處于潮濕狀態即可。經現場觀察，如塑料薄膜與混凝土之間缺水干燥，撒適量與混凝土表面溫度相近（溫差≤2℃）的溫水，使混凝土表面始終處于潮濕狀態即可。養護困難的部位，如受滿堂架影響的邊墻，此位置需帶模養護7d。養護過程中遇降雨時，需要在保溫層上覆蓋防雨層，以防止雨水浸入混凝土面和保溫層，使保溫層保溫效果驟降，且雨水直接接觸混凝土面使混凝土溫度快速下降，對混凝土溫度控制帶來不利影響。

2.4混凝土澆筑養護需注意事項

由于泵送混凝土表面水泥漿較厚，澆筑后，須及時在混凝土初凝前用刮尺抹面和木抹泥打平，可提高表面密實度，減少塑性收縮變形，控制混凝土表面裂縫，也可減少混凝土表面水分蒸發，閉合收水裂縫，促進混凝土養護。要求抹壓3遍，在終凝前進行二次抹面，最后1遍抹壓，需控制好操作時間。禁止在防水混凝土拆模后采用冷水直接澆筑養護。在溫升階段，不間斷澆水有利于降溫和養護，但是，在工地復雜的環境下，該保濕工藝可靠度不高，對保溫產生更大負面影響。

2.5拆模時間

本工程頂板跨度均大于8m，因此頂板混凝土強度需達到強度設計值100%后才可拆除底模。現場預留多組混凝土檢查試件判定強度。地鐵側墻的普遍存在溫降速率過大，混凝土開裂極為嚴重，因此本工程要求側墻采用帶模養護7d才允許拆模，防止混凝土內部水分蒸發，帶模同時要進行保濕保溫工作，從使而混凝土降溫速率得到控制。

3混凝土溫度控制現場監測

3.1混凝土溫度控制指標大體積混凝土澆筑后3~7d，混凝土內、外溫差不大于20℃；日降溫速率不大于1℃；混凝土表面與環境溫差不大于15℃。混凝土澆筑7d后，混凝土內、外溫度不大于25℃；日降溫速率不大于2℃；混凝土表面與環境溫差不大于20℃。

3.2測溫點布置

根據工程結構的截面形狀和厚度，在結構的中心和轉角處設置測溫點，選用JDC-Ⅱ型便攜式建筑電子溫度計與測溫線、測溫探頭測量混凝土溫度。預埋時可用鋼筋作支撐載體。首先將測溫點預埋在14鋼筋支架上，測溫線的溫度傳感器應在測溫點處，不得與鋼筋直接接觸。澆筑混凝土時，應將帶測溫線的鋼筋植入混凝土中。插頭應放在外面，并用塑料袋覆蓋，以防受潮，保持清潔。導線留在外面的長度應大于250mm。每組測試點包括3個溫度傳感點，分別位于距混凝土板底部50mm、混凝土板中部50mm和距混凝土板表面50mm的位置，如圖3所示。預埋鋼筋頭應掛紅絲帶，混凝土澆筑時應注意保護，以免損壞測溫點。連接在鋼筋上的半導體傳感器應與鋼筋隔離，以保護溫度探頭不受污染和浸水。在插入溫測儀之前，應將其擦拭干凈并保持干燥，以防短路。

3.3測溫的頻次和時間

溫度監測的時間是從混凝土澆筑開始直到去除保溫膜結束。混凝土澆筑后6h開始測溫，第1、2d間隔2h測1次，第3d間隔3h測1次，第4、5d間隔4h測1次，第5~7d間隔5h測1次。如果溫度變化穩定，可以停止測溫。測溫點需在平面圖上編號，并在現場懸掛編號標識。詳細記錄溫度變化值，繪制體溫曲線，及時反饋溫度變化，根據溫差采取保溫措施。每日測溫記錄交相關負責人審閱簽字，作為混凝土施工和質量控制的依據。

4溫控監測的結果與分析

現場經實際測溫，以D5區為例。混凝土內部最高溫度約為62℃，混凝土中心與表面最大溫差為19℃，表面與環境最大溫差為14℃，滿足規范規定混凝土中心與表面溫差小于25℃以及表面與環境溫差小于20℃的要求。通過監測混凝土的溫度，在混凝土養護過程中，及時調整混凝土表面覆蓋的保溫材料的層數，控制混凝土升溫和降溫的過程，降低混凝土結構內外溫差和結構的降溫速率，減少溫度應力，降低混凝土內部升溫過程的溫度峰值，使混凝土內表溫度差值控制在一定范圍內，能夠有效地控制混凝土裂縫的產生。

5結束語

大體積混凝土的溫度為施工過程中必須嚴格控制的一項指標。本工程大體積混凝土澆筑總量約22萬m3。結合本工程特征，以科學理論指導工程實踐，對大體積混凝土的施工進行事前、事中、事后的控制。通過優化混凝土澆筑方案以及蓄熱養護等一系列措施的綜合應用，很好地控制了大體積混凝土的變溫速率，使得混凝土結構未產生裂縫，最大溫度應力與最大溫差得到有效控制，強度也達到要求，工程質量控制取得了預期效果。

參考文獻

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作者：他維斌 姚俊 黃輝輝 單位：中國建筑第二工程局有限公司華南分公司