李子華 肖新瑜 劉 棟 張國(guó)軍 陳家坤

（1.中鐵三局集團(tuán)廣東建設(shè)工程有限公司，廣東 廣州 514493； 2.廣州城市理工學(xué)院，廣東 廣州 510800）

0 引言

某地鐵車輛段工程的上蓋平臺(tái)建筑面積為24萬(wàn)m2，車輛上蓋承受車輛動(dòng)荷載，除了需要滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求外，還需要滿足地鐵工程一級(jí)防水的要求，抗?jié)B防水要求高。由于該結(jié)構(gòu)體量大，根據(jù)塔吊作業(yè)范圍、結(jié)構(gòu)變形縫和后澆帶情況，經(jīng)綜合考慮后，進(jìn)行施工分區(qū)，按照施工計(jì)劃，劃分為115個(gè)板塊，平均每塊面積約2000m2，其中最大面積2974m2，超過規(guī)范要求，均屬于超大結(jié)構(gòu)[1-2]。

為有效控制工程質(zhì)量，防止工程出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，必須對(duì)超大尺寸結(jié)構(gòu)混凝土進(jìn)行裂縫控制，本文結(jié)合地鐵工程項(xiàng)目，提出裂縫控制措施，可為類似工程提供參考。

1 出現(xiàn)裂縫的主要原因

大尺寸結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)裂縫的因素具有多樣性，其中水泥水化熱產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和混凝土收縮產(chǎn)生的收縮應(yīng)力是混凝土出現(xiàn)早期裂縫的主要原因[3]。水化熱使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度差，形成內(nèi)部壓應(yīng)力，外部拉應(yīng)力的狀態(tài)。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面便產(chǎn)生溫度裂縫。混凝土收縮受到邊界約束影響時(shí)，產(chǎn)生的拉應(yīng)力可使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生貫穿裂縫，貫穿裂縫是結(jié)構(gòu)滲漏水的原因。

2 裂縫控制措施

為有效控制溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，該工程主要采取如下控制措施：優(yōu)化防水構(gòu)造設(shè)計(jì)方案、優(yōu)化混凝土配合比、采用跳倉(cāng)法施工技術(shù)及設(shè)置后澆帶、采用新型止水帶。

2.1 優(yōu)化防水構(gòu)造設(shè)計(jì)方案

2.1.1 優(yōu)化變形縫防水構(gòu)造方案

中埋式止水帶常用于施工縫的防水構(gòu)造措施中，一般有鋼板和橡膠兩種。該項(xiàng)目結(jié)合地鐵車站、區(qū)間和車輛段大平臺(tái)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工縫中采用橡膠鋼邊止水板出現(xiàn)滲漏比率較多的問題，擇優(yōu)采用鋼板止水帶。為確保工程的防護(hù)效果，鋼板止水帶需滿足《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》（GB 50108-2018）[1]中關(guān)于中埋式止水帶的要求，鋼板止水帶L≥150mm，并采用直板式和折板式兩種形式。板寬均為380mm，厚3mm，采用焊接連接。在此基礎(chǔ)上，需外加防水卷材加強(qiáng)層，并在施工縫現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)面涂刷水泥基滲透結(jié)晶型防水材料作為界面劑。施工縫防水構(gòu)造見圖1。

圖1 施工縫防水構(gòu)造

對(duì)環(huán)向施工縫，保證間距8～12m，布置在縱向柱距1∕4～1∕3跨附近，縫的位置避開通風(fēng)道、樓梯孔，以保證扶（樓）梯梁的剛度。水平施工縫應(yīng)在距離板面不小于500mm處，不得在剪力、彎矩最大處或底板與墻交接處。水平和環(huán)向施工縫的交界處應(yīng)做好焊接，防止出現(xiàn)防滲漏薄弱點(diǎn)。

施工縫施工需滿足以下要求：

（1）施工縫應(yīng)在現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度大于1.2MPa以上后再實(shí)施后澆混凝土施工；模板應(yīng)嚴(yán)密、穩(wěn)固，混凝土施工時(shí)不得漏漿與變形。

（2）施工縫后澆混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于21d；混凝土的澆筑應(yīng)密實(shí)，成型應(yīng)精確，應(yīng)特別注意新舊混凝土界面處的混凝土密實(shí)度。

（3）水平施工縫澆灌混凝土前，應(yīng)先將其表面浮漿和雜物清理干凈后，涂刷水泥基滲透結(jié)晶防水材料，再鋪30～50mm厚1∶1水泥砂漿，并及時(shí)澆筑混凝土。垂直施工縫澆筑混凝土前，應(yīng)先將其表面鑿毛并清理干凈，并涂刷水泥基滲透結(jié)晶防水材料，同時(shí)應(yīng)及時(shí)澆筑混凝土。

（4）施工縫采用中埋止水帶時(shí)，應(yīng)確保止水帶位置準(zhǔn)確，固定牢靠。施工縫采用鋼板止水帶時(shí)，接縫處用電弧焊封閉焊接。止水帶可盆形安裝，上翻一定角度便于止水帶下部氣泡排出。

2.1.2 優(yōu)化、補(bǔ)充抗裂鋼筋的設(shè)計(jì)

混凝土強(qiáng)度成長(zhǎng)初期，特別在3～7d左右，其抗拉強(qiáng)度低，收縮應(yīng)力較高，結(jié)構(gòu)體溫度處于降溫陡坡階段，收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力的共同作用，主受力鋼筋過粗，間距過大未能發(fā)揮作用。若分布筋過粗，間距過大，混凝土發(fā)生早期開裂的幾率會(huì)較大。故采用直徑為6mm 間距100mm×100mm的抗裂鋼筋網(wǎng)片，提高混凝土初期抗裂性能，見圖2?？沽丫W(wǎng)片保護(hù)層厚度不小于15mm，并每隔400mm采用直徑為6mm的架立鋼筋，固定網(wǎng)片和主筋。

圖2 抗裂鋼筋網(wǎng)片大樣

2.1.3 增加施工縫拉結(jié)筋

對(duì)分段澆筑的結(jié)構(gòu)混凝土，施工縫會(huì)有較大的拉應(yīng)力和應(yīng)變，根據(jù)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50496-2018）規(guī)定：大體積混凝土的結(jié)構(gòu)配筋除應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)承載力和構(gòu)造要求外，還應(yīng)結(jié)合大體積混凝土的施工方法，配置控制溫度和收縮的構(gòu)造鋼筋，因此對(duì)大平臺(tái)施工縫采取了增設(shè)拉結(jié)筋的方式提高混凝土的抗裂性能。對(duì)施工縫增設(shè)雙層拉結(jié)筋，直徑6～8mm，間距不大于150mm，形成細(xì)而密的配筋，提高早期結(jié)構(gòu)鋼筋抗裂的作用。

2.1.4 防水層優(yōu)化設(shè)計(jì)

地下水水位較高時(shí)，地下車站混凝土結(jié)構(gòu)防水層應(yīng)與混凝土表層密貼，為阻止防水層漏點(diǎn)竄水，造成大面積的漏水，采取兩道防水措施，其中首道頂板防水層為高分子防水涂膜，第二道為防水卷材，主體結(jié)構(gòu)采用P6等級(jí)的防水混凝土。設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下因素：

（1）邊墻采用復(fù)合墻結(jié)構(gòu)時(shí)，由于受澆筑工藝限制，幾乎沒有防水板（卷材）能夠與混凝土可靠地密貼。

（2）大平臺(tái)頂板有條件實(shí)施防水層密貼工法，但防水卷材存在著較多弊端：如搭接處的工藝可靠性和耐久性問題，收口處理困難，特別是結(jié)構(gòu)變化處保障質(zhì)量非常難；另外若出現(xiàn)竄水問題，將會(huì)導(dǎo)致防水層失效等，因此設(shè)置底層材料時(shí)應(yīng)選擇高分子涂膜料，保證涂膜厚度，使防水層能真正起到首道防水作用。

防水層結(jié)構(gòu)示意如圖3所示。

圖3 防水層結(jié)構(gòu)示意

（3）對(duì)施工完成的結(jié)構(gòu)主體采用噴淋檢測(cè)技術(shù)，噴淋設(shè)備如圖4所示。水壓為設(shè)計(jì)水頭高度的2倍，用以查找貫穿性微裂縫。對(duì)防水層采用無損檢測(cè)技術(shù)，避免采用切割取樣測(cè)量導(dǎo)致防水層質(zhì)量受損，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)符合《建筑防水工程現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》（JGJ∕T 299-2013）要求。該項(xiàng)目防水層的無損檢查約200處，均未發(fā)現(xiàn)滲漏問題。

圖4 噴淋設(shè)備

2.2 優(yōu)化混凝土配合比

對(duì)大尺寸的混凝土采用60d強(qiáng)度評(píng)定等級(jí)設(shè)計(jì)混凝土配比?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C35，對(duì)部分承受動(dòng)荷載的大尺寸板塊的混凝土添加了鋼纖維，鋼纖維的添加量為《纖維混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ∕T 221-2010）中規(guī)定的鋼纖維混凝土的纖維體積率下限要求。

為降低混凝土膠凝材料的水化熱影響，采用的水泥為保水性好、水化熱低、干縮率較小的P·O42.5普通硅酸鹽水泥，粉煤灰為F類Ⅱ級(jí)，用以減少水泥用量，減少施工過程產(chǎn)生的水化熱。細(xì)骨料級(jí)配良好，粗骨料為連續(xù)級(jí)配的碎石，石子粒徑為5～25mm，外加劑為WS-PC聚羧酸系高效減水劑，添加了鋼纖維的防水混凝土的材料配量及參數(shù)如表1所示。鋼纖維防水混凝土砂率為43%，水膠比為0.4，坍落度為160mm。

表1 防水混凝土的材料配量

鋼纖維的彈性模量較大，抗拉強(qiáng)度高，在混凝土內(nèi)部形成支撐體系并與混凝土形成膠結(jié)作用，提高了混凝土的黏聚性，能有效抑制混凝土裂縫開展的方向，并抑制裂縫開展的寬度和數(shù)量。

2.3 跳倉(cāng)法施工技術(shù)

大尺寸混凝土采用跳倉(cāng)法施工技術(shù)是將超長(zhǎng)超大的混凝土塊劃分為若干個(gè)區(qū)塊進(jìn)行施工，該工程采用二級(jí)分區(qū)的方式，施工時(shí)按照計(jì)劃劃分為115個(gè)板塊。板塊間設(shè)置后澆帶，能夠較好釋放初期收縮應(yīng)力，在后期收縮應(yīng)力較小時(shí)，再澆筑板塊間的后澆帶，將若干的區(qū)塊形成整體，形成一級(jí)分區(qū)。

跳倉(cāng)澆筑時(shí)采用相鄰板塊間隔施工，施工時(shí)間間隔大于7d，對(duì)不適合相鄰板塊施工的分區(qū)采用整體棋盤式品字形施工方法。良好的濕養(yǎng)護(hù)有利于降低收縮變形，混凝土終凝后，需噴養(yǎng)護(hù)液、鋪上薄膜保濕。

跳倉(cāng)分塊施工完成后，需要滯后將近兩個(gè)月的時(shí)間澆筑后澆帶，用以釋放70%～80%的收縮應(yīng)力，減少結(jié)構(gòu)合攏后的殘余應(yīng)力。后澆帶澆筑時(shí)，選擇氣溫較低的時(shí)段完成，以減少出現(xiàn)溫度裂縫。后澆帶需采用同標(biāo)號(hào)混凝土澆筑，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，并做好兩側(cè)的拉結(jié)筋設(shè)置，澆筑面鑿毛和濕養(yǎng)護(hù)工作。

3 結(jié)束語(yǔ)

地下工程受環(huán)境、設(shè)計(jì)、材料、施工技術(shù)等因素的影響容易出現(xiàn)滲漏問題。案例工程通過優(yōu)化防水構(gòu)造設(shè)計(jì)方案和優(yōu)化混凝土配合比，提高混凝土初期抗裂性能；采用跳倉(cāng)法施工技術(shù)及設(shè)置后澆帶，降低混凝土收縮變形，有效減少了變形縫出現(xiàn)滲漏問題。