長節段框構混凝土裂縫控制技術

王衛香 （中鐵四局城市軌道交通工程分公司，安徽 合肥 230022）

1 工程概況

昆安高速公路小河邊下穿隧道與既有成昆線交叉通過，全線位于直線地段，與既有成昆鐵路交角α=21°，下穿長度為290.54m。框架長10m～17.5m,墻身高度9.5m；中墻寬1.3m,邊墻寬1.5m；頂板寬36.5m,厚1.3m。使用塌落度140mm～180mm的C40抗滲混凝土，混凝土抗滲等級為P12,框架共需抗滲混凝土45000×104m3。

由于每節框架長10m～17.5m，混凝土的方量為2000m3左右，為長節段框構大體積混凝土施工。混凝土的澆筑工藝，溫度應力和混凝土收縮是導致裂縫產生的主要原因。因此，在施工中采取相應的措施避免裂縫的產生尤為重要。

2 裂縫控制技術措施

2.1 設計方面的防裂措施

業主根據我方的意見，在框架墻身兩側布設10mm×10mm×6mm的冷拔鋼筋網片，以提高混凝土的表面抗裂能力。鋼筋網片綁扎在墻身主筋外側。

2.2 材料和配合比方面的控制措施

2.2.1 原材料的選定

①水泥。根據本地資源，采用昆明水泥廠生產的42.5項普通硅酸鹽水泥，7d水化熱不高于275kJ/kg。此種水泥C3A、R2O含量低，對降低混凝土的水化熱、降低水灰比、減少水泥用量有利。

圖1

圖2 混凝土澆筑示意圖

圖3 分層澆筑詳圖（單位：mm）

圖4

圖5

圖5

表1

②骨料。細骨料選用水洗砂和山砂比例為70%、30%，為中砂，細度模數為2.7～2.8,砂含泥量為1.9%。粗骨料為昌融石料廠生產，粒徑為5mm～26.5mm連續級配，針片狀含量在3.8%，含泥量為0.3%。

③摻和料。加入大興云龍粉煤灰廠的Ⅱ級粉煤灰和礦渣粉，既減少了水泥的用量又改善了混凝土的和易性。

④外加劑。選用SW防水劑以提高混凝土的抗滲性能。

2.2.2 配合比的確定

確定配合比原則如下：

①按耐久性→強度→降低水化溫升和體積穩定性→工作性能的優先順序確定最終的配合比；

②摻加粉煤灰和礦渣粉，以最大限度的降低水泥用量；

③控制水膠比在0.42以內，塌落度140mm～180mm。

按照上述原則，經過反復試配和大量試驗，確定框架C40 P12混凝土配合比，見表1。

3 施工方面的技術措施

3.1 采用合理澆筑方案和澆筑方法

每節框架分三次澆筑；框架底板至倒角為第一次澆筑，倒角上5m墻身為第二次澆筑；剩余墻身及頂板為第三次澆筑（見圖2）。澆筑速度不得過快。施工縫處在澆筑下一次混凝土前，應將接茬處剔鑿干凈，澆水濕潤，保證施工縫處結合良好。

1.5 m基礎底板按500mm厚分三層澆筑到頂，斜面每層澆筑厚度不超過500mm。保證上層混凝土覆蓋已澆混凝土的時間不得超過混凝土初凝時間。

3.2 科學合理的施工部署，保證混凝土澆筑的連續性

采用泵送混凝土施工技術。在框架兩側布置2臺混凝土泵車，并準備1臺備用泵。底板、頂板采用從中間向兩側同時澆筑。現場運輸道路做到暢通平坦，設專人加強現場指揮和調度，避免擁擠堵塞造成混凝土供應不連續。

3.3 混凝土澆筑前的檢查要點

混凝土澆筑前對模板和鋼筋做一次全面檢查，檢查內容包括：模板的截面尺寸、垂直度和平整度是否符合設計要求；模板的拼接縫是否嚴密；腳手架是否有足夠的剛度和穩定性；水平施工縫（企口縫止水帶）處是否有殘渣浮沉存在；上口保護層墊塊是否加密。

3.4 養護措施

養護是混凝土裂縫控制非常重要的環節，混凝土澆筑后如不及時養護，混凝土中水分過早的蒸發會產生較大的收縮變形，出現干縮裂縫。本工程對養護相當重視，安排專人負責，對其進行技術交底，保證養護措施的落實。

3.4.1 底板、頂板養護

底板、頂板混凝土采用不透水塑料薄膜、麻袋、草簾子、黑塑料布4層覆蓋。不透水塑料薄膜起保濕作用，麻袋、草簾子、黑塑料布起保溫作用，這樣就做到了保濕和控溫養護。養護時間20d，養護期間嚴格做到了控制其內外溫差小于25℃，混凝土降溫速率小于1.5℃/d及表面溫度與大氣溫度之差小于25℃，從而有效避免出現有害裂縫。

3.4.2 墻身養護

墻身混凝土澆筑完12h后開始，至頂板混凝土強度達到100%后一起拆模為止。在次期間專門派2名工人負責對墻身兩側木模澆水養護，使內外模板始終處于濕潤狀態。使模板對墻身混凝土始終處于“夾緊”狀態。利用模板對混凝土的摩阻力，抵消混凝土的收縮應力，以達到減少和控制墻身混凝土豎向裂縫的目的。

4 混凝土溫度監測情況

4.1 測溫儀器

采用建筑電子測溫儀系列產品。

4.2 埋設探頭

底板距混凝土表面75cm,頂板距混凝土表面65cm處。每室沿中心線對稱埋設溫度探頭（見圖5）。

4.3 測溫時間

①混凝土澆筑完成后，第1d～4d每2h測溫一次。

②第5d～10d每4h測溫一次。

③測溫數據管理，根據實測數據繪制溫度－時間曲線（見圖5）。

從溫度監測結果可以看出，混凝土在澆筑完后的12h內溫度上升較快，在72h后混凝土溫度達到峰值。混凝土降溫過程平穩，內外溫差小于25℃，均在溫控要求數值內，且沒有產生較大的溫度梯度。由此可見，采用覆蓋4層混凝土養護措施，達到了良好的效果。

5 結 語

①在框架墻身兩側布設防裂鋼筋網片，有效地防止混凝土裂縫地產生。

②在原材料方面，采用中低熱硅酸鹽水泥，選用連續級配的骨料。

③配合比方面，降低水泥用量，摻加粉煤灰和礦粉。

④施工中分三次進行澆筑，保證澆筑的連續性。

⑤混凝土澆筑完地30d內，嚴格地保濕養護和溫度監控措施。

經過上述設計、配合比及施工等方面采取一系列控制混凝土裂縫的綜合措施，經檢查，混凝土表面和側面均未發現可見的干縮裂縫和溫度應力裂縫，保證了框架的整體性，達到了預期的要求，為以后長節段框構大體積混凝土的施工積累了經驗。