地鐵車站底板大體積砼施工技術

趙文川

摘 要：地鐵車站為地下三層結構，地下一層為市政地下車庫區，長 244m，寬 154m，開挖深度約 8.5m；地下二層為地鐵 3、8 號線車站東段，為東西向平行換乘的地下二層三柱四跨雙島四線同臺換乘車站，有效站臺中心里程 K24+488.861，與 A 區（3、8 號線車站西段）相連，為市政車庫基坑內坑中坑結構，開挖寬度 44.5m，長度 205m，最大開挖深度約 17m；地下三層為地鐵 1 號線車站，為南北向地下三層兩柱三跨結構，與地鐵 3、8 號線在地下二層呈十字換乘，開挖寬度 24m，長度 305m，最大開挖深度約 23.3m。本文系統的闡述了大體積混凝土施工方法、施工工藝及施工控制，可為類似工程借鑒

關鍵詞：大體積混凝土；施工技術

1.工程概況

1.1 工程簡介

車站西側為膠州灣及膠州灣高速公路，西南約一公里處為建設中的海灣大橋，站址范圍為多年垃圾填埋場，地形平坦。

1.2 設計要求

（1）車站主體結構設計使用年限為 100 年，結構安全等級為一級（2）本工程場地抗震設防烈度為 6 度，抗震等級為三級。

（2）混凝土：結構底板混凝土設計強度等級為 C45、抗滲等級 P12。

2.施工部署

2.1 施工方案

具體步驟如下：

第一步：基坑分段減底，施工接地裝置和墊層；第二步：進行防水卷材和工程樁位置等細部構造防水施工，并施工保護層；

第三步：進行結構鋼筋綁扎和預埋件施工，并根據要求埋設冷卻水管和測溫設施；

第四步：鋼筋驗收合格后進行側墻矮邊墻模板和端頭模板施工，驗收合格后澆筑結構混凝土并養護。

2.2 主要機械設備

（1）混凝土泵送及運輸能力驗算底板大體積混凝土采用斜向分層連續澆筑，按每 500mm 厚澆筑一層，則 44.5*28.6*0.5=636m3

混凝土初凝時間按 6h 計，現場每小時泵送需求為 636/6=106 m3/h，共需配備 2 臺汽車泵（42m

混凝土汽車輸送泵實際工作能力為 50～60 m3/h），以滿足混凝土量需作業。

3.主要施工方法與質量控制要點

3.1 大體積混凝土溫度裂縫原因分析大體積混凝土的溫度裂縫可分為兩種：表面裂縫和貫穿裂縫。

對于大體積混凝土施工階段來說，裂縫是由于溫度變形而引起的，在混凝土澆筑初期，水泥產生大量的水化熱，使混凝土溫度很快上升。而大體積混凝土的截面尺寸很大，上表面散熱條件好，熱量可向大氣迅速散發；而混凝土內部由于散熱條件較差，水化熱聚集在內部不易散失，因此產生內部溫度差，形成內約束。導致混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土該齡期的抗拉強度時，混凝土表面就產生裂縫。

混凝土澆筑約 7 天后，水泥水化熱基本釋放完，混凝土溫度從最高值逐漸下降。混凝土降溫會引起混凝土一定的收縮，同時由于混凝土中水分的蒸發也引起混凝土體積收縮變形，由于受到地基和結構邊界條件的約束不能自由變形，而導致產生較大的外部約束拉應力。當該溫度應力超過混凝土該齡期的抗拉強度時，則約束面開始向上開列而形成收縮裂縫。

以上這兩種裂縫都屬于有害裂縫，本工程著重從控制混凝土溫升、延緩降溫速度、減少混凝土收縮、提高混凝土極限拉伸等方面采取技術措施控制大體積混凝土裂縫的產生，確保底板混凝土質量。

3.2 混凝土澆筑施工

3.2.1 混凝土澆筑

嚴格控制混凝土入模溫度在 8～10 攝氏度，入泵前坍落度應嚴格控制為 160±20mm。

按照分區澆筑的順序進行施工，根據泵送大體積混凝土的特點，采取“先深后淺、斜面分層、薄層澆筑、自然流淌、逐漸倒退、連續施工、一次到頂”的澆筑方法，每層厚度 450～500mm，確保上、下層的結合。分層澆筑混凝土時，要注意使上下層混凝土一體化。在下一層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢。在澆筑上一層混凝土時，將振搗器插入下一層混凝土 5cm 左右以便形成整體。混凝土振搗技術對混凝土密實度很重要，并采用二次振搗技術。消除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，減少混凝土內部微裂縫，增強混凝土的密實度，從而可提高混凝土的抗裂性。

混凝土澆筑方向：自基坑靠近邊墻側向基坑內側逐步施工，先兩邊后中間，按結構分區進行施工；

3.2.2 混凝土振搗

每個作業面分前、中、后三排振搗混凝土，在出料口、坡角、坡中各配備一臺振搗器，邊澆筑、邊成型，澆筑厚度、標高采用按澆筑坡度的斜面情況支設鋼筋棍控制。全部采用插入式振搗棒，操作時要做到“快插慢拔”，在振搗上層混凝土時，應插入下層混凝土中 5cm 左右，消除兩層之間的暗縫，每一插點要掌握好振搗時間，一般為 20～30 秒，避免過振或漏振，一般應視混凝土表面呈水平不再顯著下沉，不再出氣泡，表面泛出灰漿為準；振動器插點要均勻排列，每次移動位置的距離不大于 0.5m；振搗時注意振搗棒與模板的距離不小于 150mm，并避免碰撞鋼筋、模板、預埋件；鋼筋工經常檢查鋼筋位置，如有移位，必須立即調整到位。

3.2.3 混凝土收面處理

混凝土澆筑過程中泌水較少時用鐵鍬均勻分開，較多時人工將其收集于灰斗內用塔吊吊運走，避免因泌水多而造成混凝土收縮裂縫產生。大體積混凝土表面的水泥漿較厚，澆筑 5～8h 內初步用長刮尺刮平，壓入細而密的鋼絲網片（Ф4@100x100），鋼絲網標高控制在底板面以下 20mm 處，用抹子滾壓兩遍，初步分散水泥漿。待表面收干后，再用木抹子搓平壓實，以防止表面裂縫出現。第二遍抹壓要掌握好時間，以初凝時間前 1 小時為宜。

3.2.4 混凝土養護

大體積混凝土養護在混凝土表面二次壓實后進行，采取“保濕、灑水”的養護方法。覆蓋方法：底板采用塑料薄膜+保溫棉被進行覆蓋保溫灑水養護，可有利于混凝土強度增長及混凝土裂縫控制。在養護測溫期間，及時提供各測溫點的混凝土內部最高溫度、表面溫度及大氣溫度，以此指導現場保溫和養護。

3.3 施工縫、后澆帶施工

3.3.1 留置：后澆帶的位置按照設計圖紙要求留置，側墻與底板的水平施工縫留設在底板頂面上300mm 處。

3.3.2 澆筑：后澆帶應在兩個月以后采用提高一級強度的微膨脹混凝土澆筑。施工前將帶內雜物清理干凈。施工期間兩側構件應妥善支撐，以確保結構整體在施工階段的承載能力和穩定性。

3.4 底板鋼管布置

3.4.1 冷卻鋼管布置

底板內部埋設Φ25（內徑）?2.5 冷卻鋼管，3m 厚承臺處設冷卻水管布置 2 層，1.5m 厚承臺處設冷卻水管布置 1 層，水平間距 1.5m，垂直間距 0.8-1m。

每層出水和進水管上底板頂面需互換，并在管口做好標注，進水口有調節流量的水閥。通過冷卻水的循環，降低砼內部溫度，從而降低內表之間溫差，冷卻時必須控制砼內外溫差小于 25 ‵。根據底板不同部位測溫點，掌握內部各測溫點溫度變化，以便及時調整冷卻水的流量，控制溫差。

3.4.2 混凝土冷卻及養護注意事項

冷卻水管在混凝土澆筑前需做通水試驗，保證水管內水量通暢并水流量 25L/min 左右，同時確認水管無漏水現象后方可進行混凝土澆筑。

混凝土澆筑后即刻通水：混凝土澆筑過程中，循環水管被混凝土覆蓋并搗固完畢，即可在該層水管通水，適時調整冷卻水的流量，使進、出水溫差不大于 10度。通水時間暫定 20 d，冷卻水管使用完畢后采用壓漿封閉。

3.5 限裂附加配筋

對于大體積混凝土，刮平表面后壓入細而密的鋼絲網片（Φ4@100x100），鋼絲網標高控制在底板面以下 20mm 處。

4 施工控制

成立以項目經理為組長，生產、技術、質檢人員為組員的質量保證體系。安排專職人員在混凝土攪拌站進行質量監督，加強混凝土質量控制；同時攪拌站也委派專業技術人員駐守施工現場，隨時監測并解決混凝土質量問題。如混凝土供應不上或地泵、燈具、振動器等出現故障時，此處的混凝土應以施工縫處理，在混凝土強度達到 1.2MPa 以上時，清除混凝土表面浮漿與石子，先以與混凝土成分相同的 50 厚砂漿處理。然后再澆筑新的一層混凝土，以確保混凝土質量。為保證泵送順利進行，防止泵管溫度過高發生堵管現象，要對泵管進行包裹覆蓋并經常灑水降溫。為確保混凝土連續澆筑，現場備置雙電源，即施工變壓器。施工過程中，如果現場罐車混凝土出機測驗溫度大于 30度

進行二次檢測，確認無誤后將退回該車混凝土，確保混凝土質量。拌制混凝土的原材料均需進行檢驗，合格后方可使用。同時要注意各項原材料的溫度，以保證混凝土的入模溫度與理論計算基本相近。在混凝土攪拌站設專人摻入外加劑，摻量要準確。施工現場對商品混凝土要逐車進行檢查，測定混凝土的坍落度和溫度，檢查混凝土量是否相符。同時嚴禁混凝土攪拌車在施工現場臨時加水。混凝土澆筑應連續進行，間歇時間不得超過 3～5h，同時已澆筑的混凝土表面溫度在未被新澆筑的混凝土覆蓋前不得低于相關規定。

5 結束語

大體積混凝圖施工主要是采取內部降溫，外部保溫的措施，才能保證混凝土不產生裂紋。青島北客站 B 區底板現已預計工期內全部施工完成，底板施工質量和安全均可控，達到了安全、質量和進度的有利結合，其經驗可為類似工程借鑒。

參考文獻

[1]《建筑地基與基礎工程施工質量驗收規范》GB50202-2002

[2]《混凝土質量控制標準》GB50164-92

[3]《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002

[4]《大體積混凝土施工規范》GB50496-2009

[5]《混凝土泵送施工技術規程》JGJ/T10-95

（作者單位：大連地鐵建設有限公司；

身份證號碼：230105198501200710）