文章摘要：......
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。
(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:P O42.5 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/m3。
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