地下铁道区间隧道结构的材料、配合比、搅拌、运输和混凝土灌注等均应符合防水混凝土工程的要求。地下铁道处于城市范围施工,其混凝土大多为商品混凝土,采用搅拌站集中生产,搅拌车运送,用泵车输送至灌注地点。区间隧道结构施工程序:底板、中边墙、顶板。因此,混凝土灌注也须按这一程序进行。
1.钢筋混凝土工程施工要点
(1)结构底板、墙、顶(楼)板钢筋混凝土施工,均应以变形缝划分区段,间隔施工,并一次灌注完毕。
(2)顶(楼)、底板以台阶分层进行灌注,墙及柱子分层水平灌注,并保证上下层覆盖时间不超过2h。
(3)钢筋与模板间必须用砂浆或塑料垫块垫紧,以保证钢筋保护层厚度。
(4)混凝土如产生离析现象,应进行二次搅拌,均匀后方可灌注。混凝土灌注高度超过2m时应加串筒。
(5)混凝土采用高频振捣器振捣,并在底、顶(楼)板混凝土初凝之前用平板振捣器再进行一次振捣,以消除泌水,确保混凝土密实。
(6)在预埋件多和钢筋密集处需采用同强度等级的细石混凝土灌注,保证不漏振。
(7)变形缝止水带处,顶、底板应掀起止水带灌注其下混凝土,并认真振实,将止水带缓慢压在下层混凝土上后,再灌注其上混凝土。边墙处止水带应采用铁丝将其拉紧于边墙立筋上,防止混凝土灌注时将止水带压偏。
(8)施工缝尽量少留或不留。隧道底板与边墙施工缝留在底板表面以上20~30cm处,并尽可能做成凹形、凸形或台阶形。混凝土灌注之前要凿毛,清除浮渣和杂物,用水清洗并保持湿润。灌注混凝土时先铺放20~30mm厚的同强度等级砂浆,再正式灌注混凝土。
(9)在灌注墙、柱与板交界处应停歇1~1.5h后再继续灌注混凝土。
(10)在灌注混凝土过程中,要派专人观测模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞处的情况。发现变形、移位等,应及时采取措施进行处理。
(11)加强混凝土养护,混凝土灌注终凝后及时采取措施,保持混凝土表面经常湿润。
2.混凝土工程中的收缩开裂问题
近年来由于混凝土强度和抗渗等级的提高,地铁混凝土结构收缩开裂现象有日益增加的趋势,对结构的防水性能和耐久性构成威胁。因此,在地铁工程中如何防止混凝土收缩开裂已成为众所关注的问题。(www.xing528.com)
(1)混凝土收缩开裂的原因分析。混凝土产生裂缝的主要原因是不均匀收缩,而下列原因可能引起不均匀收缩:
1)混凝土中胶凝材料的水化作用。它将引起混凝土体积收缩,其值一般在(40~60)×10-6。这种收缩虽然是均匀的,但不同构件浇筑时间不同,水化作用有先后,相邻部分的相互牵制、约束就会产生附加应力,有可能使受拉部分形成裂缝。
2)水泥的水化热作用。混凝土在硬化过程中,水泥水化产生水化热,并通过边界将部分热量向四周传递(散热),故混凝土中心部位的温度比其外层的高,散热速度则比外层慢,特别是拆模后,夜间混凝土表面温度可能骤降很大,使里外产生巨大温差。通过计算得出,如矩形框架这种混凝土结构,15~20℃的温差就会产生裂缝。在混凝土冷却期间裂缝就会进一步向内发展,当中心部位的温度也下降时,裂缝有可能会闭合。
在浇筑底板以上的侧墙时,因水化热作用,侧墙升温而膨胀,但受到底板的约束,侧墙中就会产生压应力,底板产生拉应力。冷却期情况正好相反,底板受压,侧墙受拉而将可能开裂。显然,混凝土体积越大,水泥水化热越高,拆模时间越短,温度梯度越大,收缩开裂也越严重。
3)混凝土失水干缩作用。置于未饱和空气中的混凝土会因水分散失而引起体积缩小变形,其值在(200~1000)×10-6范围内。较之水化作用产生的体积收缩大10倍左右,但干缩作用是可逆的,吸水将产生膨胀,而且大体积混凝土内部不存在干缩问题,因此只要及时洒水养护就可以避免。
(2)控制混凝土收缩开裂的措施。引起混凝土不均匀收缩的原因很多,包括设计、施工、材料、养护等各个方面。因此,必须在各方面都严格控制才能使结构具有良好的抗裂性。
1)优化混凝土配合比。首先要选用水化热较低的水泥品种,如含火山灰、磨细矿渣的水泥。其次要控制水泥用量,增加粉煤灰比例,一般每立方米混凝土的水泥用量不宜超过280kg,粉煤灰不低于胶凝材料的30%。使用颗粒级配合适的粗骨料可以减少水泥用量。为了使钢筋周围的混凝土密实度符合要求,需要限制骨料的尺寸。
减少水灰比可以降低单位时间产生的水化热,控制混凝土坍落度在100(车站结构)~120mm(区间隧道)内。当影响泵送或振捣时,可添加高效减水剂,改善其工作性能。
2)在混凝土施工中应注意以下方面:
缩短施工缝间距,分段长度宜控制在16m以内,底板、边墙、中板、顶板应分别浇筑,但应缩短浇筑间隔时间,以减少相邻混凝土块的温差和温度应力。设置后浇带时,其宽度宜在1.4m左右,并待相邻混凝土浇筑30~40d后再浇筑后浇带的混凝土(可能延长工期)。
严格控制混凝土入模温度,一般不应超过30℃,特殊情况不宜高于32℃,必要时可掺冰水拌和混凝土。
采用复合式结构时,围护结构表面应用喷混凝土找平,并堵漏修补,使内衬结构能在无渗漏条件下施工,同时亦可减少围护结构对内衬的约束。
延长拆模时间可避免混凝土外表面降温过快,减少中心部位与外层之间的温差。顶板新浇筑的混凝土可以覆盖一层隔热材料。混凝土浇筑后要及时养护。
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