地下工程超长结构抗裂防渗混凝土施工.doc

地下工程超长结构抗裂防渗混凝土施工
第1章 基础工程特点
基础设计全部为天然地基。建筑物场区地层结构十分复杂，地层按沉积年代、成因及岩性划分为人工堆积层、新近沉积层（卵石、圆砾）、第四纪沉积层（重亚砂、轻中亚粘土）及第三纪沉积层（砾岩及粘土岩）等。其中第三纪砾岩土质坚韧，在场区中部呈馒头形隆起，起伏变化大。场区土质差异大，地基土压缩不均匀，持力层承载力高者达到400kPa，低者为180kPa。地下水一般属潜水，并随第三纪砾岩和粘土岩隔水层起伏而变化，场区中部主楼及地下车库地铁深挖部分水位明显高于基槽。
1.地下结构基础类型多种多样。北站房及综合楼共分为7个设计单元段。其中I段主楼为箱基；II、III段东、西方体为筏基；IV、V段东、西附楼及VI、VII段东、西配楼为箱基和筏基；地下车库为独立柱基（表3-1-1）。
北站房及综合楼基础设计概况 表 3-1-1
分段
名称
槽深
地下层数
基础类型
I
主楼
-13.10
2层
箱基
地下车库下沉广场
-11.80
2层
独立柱基
2．基础平面尺寸大。主站房基础轴线尺寸，东西长738.86m，南北宽102.2m，整个基坑面积超过76000m2。
3．埋深各异。最深处地铁预埋为-18.69m，最前出动车库为-7.65m。
4．按钢筋混凝土设计规范规定，伸缩缝的最大间距，现浇框架结构为55m，现浇剪力墙结构为45m。该工程结构设计变形缝（沉降缝、伸缩缝）平面区段均超长超规范，地下车库防水混凝土底板最长搭150.10。其余部分，IV段为57.6m、64.8m，V段为72.0m，VI、VII段为102.20m。
5．针对基础地质情况复杂、地耐力不均匀、基础类型多、区段平面超常等情况，如何防止因基础不均匀沉降，混凝土温度收缩变形而影响整体防水效果是一大难题。为此，需从多方面采取措施。
第2章 变形缝的施工
北站房及综合楼地下结构各段间均设置变形缝。I段基础底板、立墙、顶板与II段相应部位，下沉广场与VI、VII段间，II段与IV段间，III段与V段间，下沉广场防水混凝土底板与地铁结构顶板间均设置沉降缝。其余各段间设置伸缩缝（图3-1-1）。
变形缝部位是防水薄弱环节，此处又是各施工单位的结合部，是易疏忽的地段，为此对止水带的选择和施工进行了严格控制。
1．采用Z322-30型橡胶止水带，中间止水环断面为圆形（防止因应力集中而开裂）。统一加工制作、统一施工工艺、统一质量标准。
2．区段间异形接头一律按实际尺寸单独翻样加工制作，主要形式有L、+、T等类型。
3．止水带间的搭接包括异形接头的搭接，均在现场用模具加热加压成一个整体，以保证整个止水带的封闭交圈。
4．结合部间止水带难以同步施工，须重点控制。止水带必须与模板固定，保证尺寸准确，具体作法是用1根纵向钢筋与止水带端部用钢片卡子固定，再用铅丝绑在结构的上下层钢筋上，使其不至移位。在竖向止水带两侧同时分层浇捣混凝土。止水带两侧满填沥青木丝板，封口处用聚乙烯胶泥嵌缝膏填实。
5．变形缝外侧用防水材料作加强处理——底板防水卷材在此加铺2层。外墙防水涂料在此加筋（玻璃钢格布）加涂防水层。
第3章 长期后浇缝、后浇缝、工艺缝的设置和施工
由于地下结构平面超长、超宽，如何释放变形尤为重要。为此在整个施工阶段，在地下结构相应部位设置长期后浇缝、后浇缝、工艺缝（图3-1-2）。
第1节 长期后浇缝
宽1000mm，沿铅垂方向贯通各层顶板，从地下各层直至上部结构。施工留置时作了认真保护处理。防止杂物、泥浆留在缝内。主体结构全部完成，沉降稳定后清理干净方予以浇灌。
第2节 后浇缝
I段宽度为800mm，II~VII段宽度均为1500mm，铅垂方向贯通基础底板、顶板及地下一层、二层顶板及墙板，形成正负0.00以下的环缝，待两侧混凝土浇筑1个月（即达到28d标准强度）后方可进行浇筑后浇缝。
第3节 工艺缝
缝宽为2000mm，铅垂方向形成环缝（同后浇缝），工艺缝与两侧混凝土同期浇筑。
上述3种施工缝通称为加强带。为减少混凝土的收缩开裂，使混凝土致密化，在加强带混凝土内掺15%UEA，较一般部位掺量增加3%，以期增大膨胀率，减少收缩。
第4章 补偿收缩混凝土施工
第1节 使用部位
箱基顶板、墙体、独立柱基及地梁、防水混凝土底板、筏基底板、全部混凝土外墙。
第2节 对混凝土的要求
采用C30混凝土抗渗标号为S10。以泵送混凝土为主，集中搅拌，用罐车送至现场，混凝土坍落度为17~19cm。现场搅拌的混凝土坍落度为8~l0cm。
第3节 原材料
启新425号普通水泥，琉璃河425号矿渣水泥；中砂，含泥量应小于3%；碎卵石，粒径0.5~3.5cm，含泥量小于1%；U型膨胀剂，YNB—8泵送剂；粉煤灰二级品以上。
第4节 UEA混凝土配合比
针对地下工程混凝土量大，现场施工条件各异，又经历常温、夏季和冬季，工期较长等特点。制定了常温和冬施UEA混凝土施工方案。另就现场搅拌、集中搅拌及搅拌站离现场远近的不同条件，作了大量的试配和现场实际应用试验，经调整定出最佳配比，方便了施工。其要点如下：
1. UEA掺量：加强带15%，其余部位为12%。
2. 地下工程可掺粉煤灰，利用粉煤灰后期强度（使用矿渣水泥和冬施时不掺）。掺粉煤灰时，对UEA掺量略作调整。
3．冬施阶段根据平均气温决定抗冻剂FD掺量。平均气温5~–5℃，FD掺量为3.5%。–5℃~–15℃，FP掺量为5%。平均气温低于–8℃时，不使用矿渣水泥。厚度小于15cm的薄板（双向密肋楼板），使用现场拌制小坍落度混凝土。
4．混凝土接槎处及铺底处，需配制UEA水泥净浆。其水灰比略小（0.26~0.28），UEA水泥砂浆，水灰比0.38，配比为（水泥+UEA）：砂：水=（0.88+0.l2）：2：0.38。
第5节 UEA混凝土施工要求
1．各类原材料、外加剂须计量准确，计量误差：水泥、UEA、水、外加剂正负1%；砂、石为正负2%。
2．按配合比设专人投料，UEA、泵送剂、抗冻剂等有专人把关。
3. 及时测定砂、石含水量，以便调整混凝土拌合用水量，严禁随意加水。
4．混凝土拌合时间比普通混凝土增加10s（强制式搅拌机）或30s（自落式搅拌机）。冬施阶段为常温搅拌时间的1.6倍。以确保混凝土拌合物均匀。
5．混凝土输送要保证连续，尽快送到现场，为避免因堵车（造成）坍落度达不到入泵要求，现场备非引气型UNF—5高效减水剂，掺量为（水泥+UEA）总量的0.2%，预先调制成液体（水：UNF—5=6：4）备用。
第6节 混凝土浇灌
l．充分作好浇灌前准备工作，认真检查模板、钢筋，尤其是外墙模板的螺栓止水环。在加强带位置设小眼钢板网隔开。
2．主楼箱基底板混凝土较厚（70cm，1m），故分二层浇筑，沿一端阶梯式推进，连续浇灌，每层浇筑厚度不超过50cm。其余混凝土板（厚度不超过60cm）可一次浇灌，采用“一个坡度、薄层浇筑，循序推进、一次到顶”的方法。墙体混凝土分层浇筑，第一步不大于50cm。
3．混凝土接槎时间不得超过2h。超过初凝时间按施工缝处理——凿毛、清理、预留止水槽，铺UEA砂浆，再浇筑。
4．混凝土振捣必须密实，不漏振、欠振、过振。要快插慢拔，振点布置均匀。对施工缝，预埋件处要加强振捣，振捣时尽量不触及模板、钢筋和止水带，以防位移变形。
5．底板（顶板）混凝土表面收干后，须用抹子搓压表面至少3遍，以防表面裂缝，最后一遍收光时间用手压方法确定。
第7节 混凝土养护
1．底板（顶板）厚度大，内温高，为避免因温度应力引起混凝土开裂，采取蓄水养护方式。冬期覆盖塑料薄膜及保温材料，保湿养护。
2．墙体浇筑后24h洒水养护，用湿麻布或草席遮盖养护，冬施期间采取保温保湿覆盖措施。
3．薄板结构（双向密肋楼板）冬施时上面覆盖保温材料。对塑料模壳下部，利用支模架子和铺板覆盖塑料膜及保温岩棉被，以形成一个保温小室。
4．养护期限一般不少于14h。
第8节 施工缝及混凝土缺陷处理
对外墙面及板面施工缝接槎明显处用UEA防水砂浆处理。具体方法是在施工缝上下（或左右）各5cm沿缝凿毛并清洗干净，再用掺10%UEA的水泥净浆抹1~2cm厚，稍干后再抹4~5mm厚UEA砂浆，最后压实收光养护。小面积蜂窝及表面裂缝亦按同法处理。
北京西站北站房及综合楼地下结构工程施工历时1年多，其间经历1个夏季和1个冬季，共浇筑UEA抗裂防渗混凝土126000m3，使用UEA6972t。该工程施工时是当时单体建筑结构采用UEA补偿收缩混凝土工程量最大的项目。由于采用该技术，解决了混凝土超长结构连续施工及抗裂防渗结构自防水的难题，地下工程全部达到设计要求，全部抗压、抗渗试块标号合格，混凝土质量优良。