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1、BM补偿收缩混凝土在超长地下工程中的应用[摘要]沈阳地铁一号线保工街车站主体顶板、底板、侧墙(711.1m);车站附属顶板、底板、侧墙(891.89m)设计强度均为C30S10,共计13471.8m3混凝土,通过技术论证和采用了一系列控制裂缝技术措施,并掺加BM型抗裂防水剂制作的补偿收缩混凝土进行施工,在取得了良好经济效益的同时,保证了工程质量。 [关键词]抗裂防水剂补偿收缩混凝土温度裂纹控制1工程概况沈阳地铁一号线保工街车站位于保工街与建设中路十字路口处,沿建设中路呈东西向布置。车站主体结构总长189.5m,标准段宽18.5m。车站
2、两端为两层双跨箱型框架结构,采用盖挖顺作法施工,该段长150.3m;中间为单层双跨的双连拱结构,采用暗挖法施工,该段长39.2m,宽20.84m。车站设4个出入口两个风道,其中4号出入口为预留,1、2、3号出入口采用明挖法施工,结构型式为单层混凝土矩形结构,标准断面净宽5m,净高3.15m。车站位于地震基本烈度7度区。该场地见两层地下水,粉质粘土隔水层,层厚0.30m～3.40m,上层地下水稳定水位埋深7.20m～10.75m,下层地下水属空隙承压水,承压水头埋深10.50m,含水层渗透性强。车站主体暗挖段二衬(39.2m);车站主体顶
3、板、底板、侧墙(711.1m);车站附属顶板、底板、侧墙(891.89m)设计强度均为C30S10,共计13471.8m3混凝土。2技术控制重点及施工控制目标保工街车站结构,设计要求使用年限为100年,使用期间要有足够的强度、刚度、稳定性、耐久性,还要做到不渗不漏,主体结构混凝土的质量以及结构自防水的质量是关键所在。因此把控制混凝土裂纹作为本工程的技术控制重点,施工时严格控制混凝土的坍落度、混凝土的入模温度、混凝土产生水化热后的内外温差以及混凝土的浇注后的养护作为施工的控制目标。3配合比的设计3.1配合比设计要点鉴于该混凝土属于补偿收缩
4、混凝土(是指按规定测定的14d限制膨胀值大于1.5×10-4,而180d的限制收缩值小于4.0×10-4的混凝土),所以我们在设计该配合比时做了如下考虑:(1)该混凝土属于大体积混凝土,配合比设计时考虑掺加粉煤灰和矿渣粉,由于粉煤灰会降低膨胀率,所以粉煤灰掺量不高于胶凝材料总量20%。夏季混凝土的凝结时间做了适当延缓(但当缓凝时间超过15h时混凝土的限制膨胀率要降低)。(2)根据混凝土14d水中的限制膨胀率来确定抗裂防水剂的掺量。(3)根据施工现场条件、施工季节、施工工艺等对混凝土的坍落度进行确定及损失的控制。(4)抗裂防水剂在混凝土中
5、的同步补偿的问题(即水泥和抗裂防水剂水化速度应相适应,解决混凝土在前3d塑性收缩的问题),将防水剂的凝结时间和水泥的凝结时间进行了对比并作了相应性调整。4(5)日本学者六车熙认为,混凝土膨胀值大并不一定好,最为重要的是,膨胀后的收缩落差(收缩落差=180d内的最大收缩值-180d内的最大膨胀值)小,这样的话,抗裂性能才好。蒲心诚教授通过对“收缩落差”的研究表明,混凝土的水胶比增大,收缩落差增大,因此我们在配合比设计时作为应该控制的一点(设计要求不大于0.5)。3.2抗裂混凝土和原材料技术指标抗裂混凝土技术指标见表1。抗裂防水剂在满足《砂
6、浆、混凝土防水剂》(JC474-1999)和《混凝土膨胀剂》(JC476-2001)的前提下还应满足表2中指标。采用:PO42.5级水泥;浑河Ⅱ区河砂,细度模数2.6,含泥量1.4%;本溪歪嘴山碎石,(5～25)mm连续级配,空隙率44%;粉煤灰细度5.8%,需水量比91%;矿渣粉28d活性指数76%;HMS-Ⅱ缓凝型泵送剂;BM抗裂防水剂(天津豹鸣股份有限公司),水中7d限制膨胀率0.032%,干空21d0.008%。C30S10混凝土配合比和性能指标见表3。坍落度经时损失1h<20mm,氯离子含量0.004%,碱含量2.1kg
7、/m3。4混凝土浇注施工4.1商品混凝土的搅拌与运输由于抗裂防水剂在混凝土中的掺加量比较少,因此必须要搅拌均匀,且比普通混凝土延时30S。混凝土拌制完成后装入运输车时,要求每车测定坍落度,同时观察混凝土的和易性,不得存在离析、分层等现象。制定生产、运输方案,保证混凝土搅拌车的调配使用,同时编制交通运输紧急预案,确保混凝土连续供应。4.2混凝土的浇注(1)混凝土坍落度对到场的每车混凝土均要求测定坍落度、温度(一般夏季混凝土入模温度控制在不超过25℃)、观测其和易性,不得存在离析、泌水、黏结、分层等现象,混凝土检查不合格要坚决退场。当混凝土
8、坍落度减小时可加减水剂进行二次流化,严禁加水及多次流化。(2)混凝土浇注方法底板混凝土施工应采用沿纵向“一个坡度、薄层浇注、循序推进、一次到顶的连续浇注方法,混凝土自然流淌形成一个斜坡。”(3)混凝土捣固混
