超緩凝混凝土在逆作法地鐵車站施工中的應(yīng)用

結(jié)合某地鐵站工程實(shí)例，介紹了超緩凝混凝土在逆作法地鐵車站樁基施工中的應(yīng)用。在施工過(guò)程中，通過(guò)有效的控制，確保了樁基質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求，并為液壓垂直插入鋼管柱創(chuàng)造了有利的條件，同時(shí)對(duì)施工過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題作了闡述。

工程概況

某地鐵站主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)斷面采用雙柱三跨雙層矩形框架混凝土結(jié)構(gòu)，車站全長(zhǎng)219.50m，寬21.1m，基坑深16.74m。車站采用蓋挖逆作法施工，設(shè)52根鋼管柱承擔(dān)豎向荷載，鋼管柱下設(shè)樁基，鋼管柱插入樁基內(nèi)3m。

混凝土配合比

某地鐵站樁基混凝土標(biāo)號(hào)為C30（如采取水下施工，應(yīng)提高一個(gè)標(biāo)號(hào)等級(jí)），根據(jù)液壓垂直插入鋼管柱工藝要求，樁基混凝土為超緩凝混凝土，混凝土的初凝時(shí)間應(yīng)不小于36小時(shí)。每立方米材料用量（kg）：水泥：245；砂：825；石：1008；外加劑：11.3；粉煤灰：86；礦粉：58；水：160。為使混凝土達(dá)到預(yù)定的緩凝時(shí)間，外加劑選用YD-A2緩凝型聚羧酸高性能減水劑，以使混凝土達(dá)到要求的緩凝時(shí)間。

樁基混凝土緩凝時(shí)間的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)室測(cè)定按照試配試驗(yàn)所得到的配合比拌合的樁基混凝土的初凝時(shí)間為55小時(shí)53分。因某地鐵站采用逆作法施工的特殊性，樁基混凝土的緩凝時(shí)間是后期鋼管柱插管能否成功的關(guān)鍵性因素；另一方面，由于在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行混凝土緩凝時(shí)間檢測(cè)的條件很難與施工現(xiàn)場(chǎng)的工況達(dá)到一致，因此施工現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)人員必須對(duì)進(jìn)出場(chǎng)的超緩凝混凝進(jìn)行實(shí)際凝固時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。超緩凝混凝土的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，將作為后續(xù)鋼管柱插管安排各項(xiàng)工序是公共時(shí)間時(shí)所參考的重要的數(shù)據(jù)指標(biāo)。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定混凝土的初凝時(shí)間時(shí)，采用了如下的方法：首先，將超緩凝混凝土倒入普通水桶內(nèi)，倒入混凝土高度約為水桶高度的五分之三。第二，將不漏水的薄塑料袋裝滿水并系緊（保證水不外溢），并將塑料袋放置于水桶內(nèi)、混凝土面上方，水桶頂部進(jìn)行密封，以模擬混凝土在灌注樁水下時(shí)的狀態(tài)。最后，將水桶放入混凝土標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室，每隔半小時(shí)檢查混凝土的狀態(tài)并進(jìn)行記錄。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的多次試驗(yàn)，計(jì)算出混凝土拌合站所供應(yīng)的混凝土的初凝時(shí)間約為36小時(shí)23分，符合要求。

由于影響混凝土凝結(jié)時(shí)間的因素很多，而且現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)樣本有限，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出的混凝土緩凝時(shí)間，只能作為本工程樁基超緩凝混凝土凝結(jié)時(shí)間的參考。

超緩凝混凝土的強(qiáng)度

某地鐵站共設(shè)52根樁基，采用統(tǒng)計(jì)法對(duì)52根樁基的混凝土的天強(qiáng)度評(píng)定，如下：混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差Sfcu= [（∑ f2cu，i-n·mf2cu）/（n-1）] =（104361.05-103389.94）/51

=4.36Mpa；抗壓強(qiáng)度平均值：Mfcu≥fcu，k+λ1×Sfcu →44.59≥30+0.95×4.36→44.59≥34.14；

抗壓強(qiáng)度最小值：fcu，min≥λ2×fcu，k→33.8≥0.85×30→33.8≥25.5。根據(jù)以上計(jì)算可以得出結(jié)論：混凝土抗壓強(qiáng)度評(píng)定合格。

從以上對(duì)樁基混凝土28天強(qiáng)度評(píng)定可以得如下出結(jié)論：在攪拌混凝土?xí)r通過(guò)添加YD-A2緩凝型聚羧酸高性能減水劑，來(lái)實(shí)現(xiàn)混凝土初凝時(shí)間延長(zhǎng)的方法，未造成28天混凝土強(qiáng)度降低。進(jìn)而得出添加該外加劑的超緩凝凝土，在保證混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況下，又滿足了延長(zhǎng)混凝土的初凝時(shí)間的工藝要求的結(jié)論。

超緩凝混凝土在液壓垂直插入鋼管柱工法中的應(yīng)用

某地鐵站采用液壓垂直插入鋼管柱傳遞豎向荷載。液壓垂直插入鋼管柱工藝的主要步驟是：首先，將液壓插入機(jī)準(zhǔn)確定位，根據(jù)液壓插入機(jī)機(jī)身上的垂直調(diào)校裝置調(diào)整垂直度；液壓插入機(jī)定位垂直后，將鋼管柱吊起，用液壓插入機(jī)的液壓定位器將鋼管柱抱緊，根據(jù)二點(diǎn)定位原理，抱緊鋼管柱后再?gòu)?fù)測(cè)垂直度；在保證垂直度后將鋼管柱在混凝土初凝前用液壓垂直插入機(jī)將鋼管柱插入到灌注樁混凝土中，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高及標(biāo)準(zhǔn)要求為止。

考慮插入鋼管柱的需要，灌注樁的混凝土要有一定緩凝時(shí)間，緩凝時(shí)間不小于36小時(shí)，同時(shí)要求混凝土運(yùn)輸至插入鋼管柱時(shí)間段內(nèi)混凝土的坍落度不少于20cm，混凝土運(yùn)輸時(shí)間按1小時(shí)計(jì)算，混凝土灌注時(shí)間按3-4小時(shí)計(jì)算，垂直插入機(jī)就位按3小時(shí)計(jì)算，插入鋼管柱時(shí)間按5-7小時(shí)計(jì)算，合計(jì)時(shí)間約14小時(shí)，考慮其他原因混凝土16小時(shí)后在不添加任何外加劑的情況下，二次攪拌坍落度不小于20cm，16小時(shí)后不分層離析有較好的和易性，粗骨料易采用5～25mm連續(xù)級(jí)配的碎石。

結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合某地鐵站，逆作法車站樁基混凝土灌注施工實(shí)例，通過(guò)介紹了超緩凝劑混凝土配合比、緩凝時(shí)間測(cè)定、強(qiáng)度評(píng)定以及超緩凝混凝土在逆作法車中的應(yīng)用，總結(jié)了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)類似工程具有一定的指導(dǎo)意義。

（作者單位：石家莊市建筑設(shè)計(jì)院）

作者簡(jiǎn)介：高強(qiáng)（1979-），男，河北省徐水縣人，本科，工程師，石家莊市建筑設(shè)計(jì)院，工程監(jiān)理。