敦化巷晉安兩道口箱構(gòu)混凝土施工技術(shù)

張志誠

(太原市市政公共設(shè)施管理處，山西太原 030002)

石太客運(yùn)專線動(dòng)車組投入營運(yùn)后，為保證高速鐵路通行安全，將太原市火車站以北的敦化巷及晉安道口兩處平交道口全部封閉，在鐵路線下做通道形成立體交通。而敦化巷和晉安道口受鐵路方施工進(jìn)度的影響，兩個(gè)道口的箱構(gòu)分別在不同的季節(jié)施工，于是造成施工時(shí)敦化巷箱構(gòu)混凝土“怕熱”，晉安道口箱構(gòu)混凝土“怕冷”的情況。施工項(xiàng)目部針對不同結(jié)構(gòu)形式、不同氣候條件的混凝土施工也采取了不同的措施，從而保證了兩道口箱構(gòu)混凝土施工質(zhì)量。

1 敦化巷箱構(gòu)混凝土施工

1．1 工程概況

敦化巷箱構(gòu)的頂板厚度為100 cm，底板厚度為110 cm，側(cè)墻厚度為90 cm，結(jié)構(gòu)總高度為7．6 m，總寬度為15．3 m，總長度為22 m，為封閉、平置的箱式結(jié)構(gòu)。混凝土強(qiáng)度等級為C40，抗?jié)B等級S8。基坑開挖深度10 m有余，有地下水，復(fù)合地基采用碎石樁加1 m厚片石褥墊層，0．2 m素混凝土墊層。混凝土施工日期為2009年4月末，當(dāng)時(shí)白天最高溫度18℃。

1．2 確定敦化巷箱構(gòu)按大體積混凝土施工

我國《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》認(rèn)為，建筑物的基礎(chǔ)最小邊尺寸在1 m～3 m范圍內(nèi)就屬大體積混凝土，而國外有觀點(diǎn)認(rèn)為結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80 cm以上，同時(shí)水化熱引起的混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計(jì)超過25℃的混凝土，稱之為大體積混凝土。也有說是容易由溫度收縮應(yīng)力引起裂縫的結(jié)構(gòu)通稱為“大體積混凝土結(jié)構(gòu)”。而敦化巷箱構(gòu)也可以歸為大體積混凝土，為了避免大體積混凝土結(jié)構(gòu)在水泥水化熱作用下升溫和隨之而來的降溫過程中產(chǎn)生裂縫，項(xiàng)目部組織施工時(shí)就要把混凝土“怕熱”的問題解決好。

1．3 防止溫度裂縫的措施

制定合適的允許溫差，采取合適的保溫措施。在施工期間對混凝土采取溫度控制，就是控制混凝土的內(nèi)外溫差不大于25℃，以減小早期溫度應(yīng)力;還得防止溫度陡降，將溫度陡降的容許值定為10℃，所以在混凝土入模后及時(shí)將箱構(gòu)所有外露面用彩條布和土工布覆蓋以保溫，從而防止內(nèi)外溫差過大。

采取適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂拼胧Ｌ崆耙笊唐坊炷翉S家選用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥;減小水灰比和水泥用量，使用減水劑、加氣劑、塑化劑;降低混凝土的入模溫度;控制混凝土澆筑層厚度，適當(dāng)減緩澆筑速度以利降溫。

加強(qiáng)混凝土施工操作管理，保證混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，從而提高混凝土的抗裂性能。

嚴(yán)密監(jiān)測混凝土內(nèi)外溫度。測溫采用在板中預(yù)埋封底鋼管的方法，埋置深度分別距板底10 cm和距板頂50 cm，測溫采用普通玻璃管溫度計(jì)。嚴(yán)格控制混凝土的內(nèi)外溫差不超過25℃。

控制拆模時(shí)間。根據(jù)測溫結(jié)果，若混凝土拆模后的表面溫度或大氣溫度與混凝土內(nèi)部溫度差小于25℃，即可拆模;若降低后的表面溫度或大氣溫度與混凝土內(nèi)部溫度差大于25℃時(shí)，不僅不能拆模，還應(yīng)采取模板上覆蓋保溫材料的保溫措施，減小溫差。

2 晉安道口箱構(gòu)混凝土施工

2．1 工程概況

箱構(gòu)長度為22 m，頂板厚度為50 cm，底板厚度為60 cm，3堵側(cè)墻厚度均為50 cm，箱式結(jié)構(gòu)總高度為5．4 m，總寬度為13．636 m，混凝土強(qiáng)度等級為C40，抗?jié)B等級S8，基坑開挖深度7 m有余，有地下水，地基采用1 m厚片石褥墊層，0．2 m素混凝土墊層。混凝土施工日期為2009年12月初，當(dāng)時(shí)白天最高溫度4℃，夜間最低溫度－10℃。

2．2 確定采取綜合蓄熱法組織施工

冬期混凝土的施工關(guān)鍵在于保證混凝土在達(dá)到臨界強(qiáng)度以前不遭冰結(jié)，或保證其內(nèi)部的自由水不凍結(jié)。也就是說晉安道口箱構(gòu)混凝土“怕冷”。綜合蓄熱法就是利用高效能的保溫材料對混凝土構(gòu)件進(jìn)行保溫，利用對混凝土的原材料進(jìn)行加熱及水泥水化的熱量，摻外加劑以及對混凝土進(jìn)行短時(shí)加熱養(yǎng)護(hù)等措施，使混凝土在凍結(jié)之前達(dá)到所需強(qiáng)度的方法。在當(dāng)時(shí)氣候條件下，項(xiàng)目部聯(lián)系施工現(xiàn)場實(shí)際情況確定采取綜合蓄熱法的混凝土冬季施工方法。保溫材料選用下一步道路施工養(yǎng)護(hù)時(shí)可重復(fù)使用塑料彩條布和草簾子;加熱養(yǎng)護(hù)設(shè)備選用電暖氣，取其比火爐環(huán)保安全，也可重復(fù)使用或另作他用的優(yōu)點(diǎn);防凍劑選用－15℃的防凍劑。

2．3 控制商品混凝土到場質(zhì)量

要求混凝土優(yōu)先采用水化熱較高、在低溫下強(qiáng)度增長較快的普通硅酸鹽水泥配制，最小水泥用量不少于300 kg/m3，水灰比不大于0．6，控制坍落度以減少拌合用水量。

要求混凝土中摻用非氯鹽類防凍劑，其受凍臨界溫度控制在－15℃以上，允許摻用非氯鹽類早強(qiáng)劑及早強(qiáng)減水劑，防止氯鹽銹蝕鋼筋。要求拌制混凝土所采用的集料應(yīng)清潔，不得含有冰、雪、凍塊及其他易凍裂物質(zhì)，在摻用含有鉀、鈉離子的防凍劑混凝土中，不得采用活性集料或在集料中混有這類物質(zhì)的材料。拌制混凝土所用的砂、石、水等均應(yīng)保持正溫。為保證出罐溫度，拌合用水和骨料可以加熱。水泥只能保溫，不得加熱。為了保證混凝土的和易性、流動(dòng)性，可延長拌合時(shí)間，一般比常溫時(shí)延長50%。

要求混凝土在運(yùn)輸前，混凝土廠家提前選擇最佳運(yùn)輸路線，盡可能縮短運(yùn)輸時(shí)間，罐體采取保溫措施，確保在混凝土到場溫度與規(guī)范規(guī)定的入模溫度(+5℃)之間有充足的溫度余量。

2．4 做好施工現(xiàn)場各項(xiàng)準(zhǔn)備工作

項(xiàng)目部在施工期間密切關(guān)注天氣預(yù)報(bào)，掌握氣象變化趨勢，選擇晴朗、無風(fēng)且溫度較高的白天作為混凝土澆筑時(shí)間。準(zhǔn)備充足的混凝土施工機(jī)具設(shè)備和施工人員，分工明確、責(zé)任到人。

現(xiàn)場提前準(zhǔn)備好滿足現(xiàn)場計(jì)劃用量的干燥草簾子、彩條編織布、2．0 kW有效控制面積在18 m2～20 m2的電熱器20個(gè)。在鋼筋、模板驗(yàn)收合格后，澆筑混凝土之前，將箱構(gòu)東西兩側(cè)洞口用路1層彩條布內(nèi)掛3層草簾子(彩條布與3層草簾子用綁絲連接)的方式進(jìn)行封閉，確保洞內(nèi)封閉嚴(yán)密不透風(fēng)。同時(shí)，將南北兩側(cè)側(cè)墻外側(cè)墻頂部與基坑邊坡土體銜接處開口也用1層彩條布與3層草簾子結(jié)合的方式預(yù)先進(jìn)行封閉，形成暖棚。

混凝土澆筑前在已圍護(hù)封閉好的箱構(gòu)兩孔內(nèi)安裝20臺電熱器(每孔10臺)進(jìn)行內(nèi)部加熱，從而保證混凝土在澆筑時(shí)施工縫處混凝土結(jié)合面、鋼筋有不低于+5℃的溫度。

2．5 加強(qiáng)混凝土施工操作管理和養(yǎng)護(hù)管理

采用2臺泵車泵送混凝土，同時(shí)進(jìn)行泵送作業(yè)，從而縮短施工時(shí)間，并預(yù)防若1臺泵車發(fā)生故障，避免造成混凝土澆筑作業(yè)在冬季施工時(shí)出現(xiàn)不應(yīng)有之停頓。要求混凝土的供應(yīng)必須連續(xù)不間斷。

在頂板混凝土澆筑振搗結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行收抹作業(yè)，及時(shí)進(jìn)行保溫，先覆蓋1層彩條布，然后在其上覆蓋3層草簾子(草簾子錯(cuò)縫鋪設(shè))，再在其上鋪1層彩條布確保壓實(shí)嚴(yán)密，確保混凝土在進(jìn)入養(yǎng)護(hù)作業(yè)之前不會(huì)發(fā)生凍結(jié)，養(yǎng)護(hù)期間頂板頂面保溫層不得灑水。

在東西兩洞口草簾子上設(shè)置可掀起能遮蓋的測溫專用孔8個(gè)，定時(shí)測量孔洞內(nèi)溫度。確保兩孔洞內(nèi)溫度不低于+5℃，當(dāng)?shù)陀?5℃時(shí)必須采取增加電熱器數(shù)量的辦法進(jìn)行升溫。

等混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求允許拆模時(shí)，箱構(gòu)混凝土與環(huán)境的溫差不得大于15℃，當(dāng)溫差在10℃以上但低于15℃時(shí)，拆除模板后立即在混凝土表面采取覆蓋，或者在養(yǎng)護(hù)完畢后等待混凝土冷卻至5℃以下后，方可拆除模板。

3 結(jié)語

敦化巷箱構(gòu)混凝土施工要克服來自其內(nèi)部的熱，晉安道口箱構(gòu)混凝土施工要解決來自外部的冷。只要每一步都嚴(yán)格按照混凝土施工規(guī)范、規(guī)定，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況認(rèn)真組織實(shí)施，混凝土施工質(zhì)量就會(huì)有保證。

［1］ 劉津明．混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009:231-249，261-302．

［2］ 郭愛云．混凝土施工實(shí)用技術(shù)手冊［M］．武漢:華中科技大學(xué)出版社，2011:279-291．