CN109680717B - 一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法 - Google Patents

一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，包括施工准备：提供施工过程中需要的各结构及设备；绑扎底板钢筋及导墙钢筋，安装底板模板和导墙模板并预埋底板通气管；绑扎侧墙钢筋并安装侧墙模板并预埋侧墙通气管；制备混凝土；浇筑底板混凝土浇筑；侧墙混凝土浇筑，边浇筑边向侧墙通气管通入冷气，向底板通气管通入热气；进行顶板施工。本发明的有益效果为：本发明在底板模板及侧墙模板内预留通气管，侧墙混凝土浇筑开始向侧墙通气管通入冷气，可有效降低侧墙混凝土入模后的温度，相当于降低了混凝土的入模温度，尤其在混凝土尚未终凝前，其导热系数较大，对混凝土的降温效果极为明显，可有效防止裂缝的产生。

Description

一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法
技术领域
本发明涉及地下结构施工技术领域，具体涉及一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法。
背景技术
地下轨道交通侧墙结构混凝土的开裂在实体工程结构中非常普遍，也是混凝土工程领域的一个十分难以解决和克服的问题。侧墙结构混凝土开裂形式以温度裂缝为主，主要是在混凝土温降过程中，侧墙结构混凝土受到先交部分的底板和导墙结构混凝土的强约束，产生了收缩拉裂。
目前，减少地下侧墙温度裂缝的方法主要有添加剂法和物理降温法，其中添加剂法主要是使用水化热调控材料和膨胀剂，这种方式可以在一定程度上缓解混凝土温度裂缝产生的数量。若想更好地解决或减少混凝土的裂缝，往往需要将物理降温法和添加剂法结合起来。然而，现有技术中物理降温法难以达到较为理想的效果。混凝土入模温度的控制，是一个综合性的系统工作，设计胶凝材料的温度控制、砂石骨料的温度控制，以及一系列加冰制冷等工艺，成本高，且较为麻烦，因此，有必要设计一种地下轨道交通侧墙结构混凝土裂缝防治方法。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，将材料与施工工艺结合起来，解决侧墙结构混凝土由于受先期浇筑的结构约束以及混凝土自身收缩变形带来的开裂问题。
本发明采用的技术方案为：一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，包括以下步骤：
步骤一、施工准备；
步骤二、绑扎底板钢筋及导墙钢筋，安装底板模板和导墙模板，在底板模板及侧墙模板内沿高度方向间隔预埋若干水平的底板通气管，各底板通气管依次首尾相连形成回路；
步骤三、绑扎侧墙钢筋并安装侧墙模板，在侧墙模板内沿侧墙高度方向预埋若干侧墙通气管，侧墙通气管依次首尾相连形成回路；
步骤四、制备混凝土；
步骤五、浇筑底板混凝土；
步骤六、浇筑侧墙混凝土，边浇筑边向侧墙通气管通入冷气，向底板通气管通入热气；
步骤七、侧墙混凝土的强度达到设计要求后，进行顶板施工。
按上述方案，在顶层底板通气管上方预埋温度传感器；在底层侧墙通气管下方埋设温度传感器；在侧墙结构中心和与结构中心对应的侧面表层埋设温度传感器。
按上述方案，在步骤六中，利用温度传感器测量侧墙混凝土的中心温度T1和侧墙表层温度T2，通过调控冷气温度和通气速率，控制侧墙混凝土里表温差为T1-T2的数值范围为-10～10℃。
按上述方案，在步骤六中，控制顶层底板通气管处的温度传感器埋设位置的混凝土温度T3与新浇侧墙混凝土底层的温度传感器埋设位置的温度T4的差值范围为±5℃。
按上述方案，在步骤六中，侧墙混凝土硬化后拆除侧墙模板，并覆盖保温棉，控制侧墙混凝土的降温速率不大于4.0℃/d。
按上述方案，侧墙拆模后停止向底板通气管中通入热气，并将导墙和底板覆盖保温棉；当T3-T4的差值大于5℃时，向底板通气管内通入热气，使T3-T4的差值范围控制在-5～-3℃，再停止热气通入，直至侧墙混凝土的中心温度与环境温度之差不大于5℃。
按上述方案，在步骤四中，在混凝土中添加氧化镁膨胀剂和水化热调控材料。
按上述方案，在步骤四中，氧化镁膨胀剂的质量为混凝土总质量0.8～1.2％，水化热调控材料的质量为氧化镁膨胀剂总质量的3～5％。
按上述方案，在步骤四中，氧化镁膨胀剂包含活性为120s的氧化镁熟料和180s的氧化镁熟料，120s的氧化镁熟料和180s的氧化镁熟料质量比为6:4～8:2。
按上述方案，各通气管均分别采用金属材料制成。
本发明的有益效果为：
1、本发明在底板模板及侧墙模板内预留通气管，侧墙混凝土浇筑开始向侧墙通气管通入冷气，可有效降低侧墙混凝土入模后的温度，相当于降低了混凝土的入模温度，尤其在混凝土尚未终凝前，其导热系数较大，对混凝土的降温效果极为明显，可有效防止裂缝的产生；同时向底板通气管内通入热气，
2、本发明采用底板、导墙和侧墙的温控措施，使底板、导墙和侧墙混凝土实现协同变形，大幅削弱了先浇部分的底板和导墙结构混凝土对后浇部分的侧墙混凝土的约束，从而实现控制裂缝的目的；
3、本发明在浇筑的混凝土中添加氧化镁膨胀剂，可有效补偿混凝土早期和中后期的收缩补偿，尤其在温控作用下，混凝土降温速率较小，可保障氧化镁膨胀剂的作用充分发挥；混凝土内添加水化热调控材料，可降低混凝土早期的水化放热速率，增大侧墙通气管的散热效率，有效降低侧墙混凝土的水化温升；
4、本发明从材料方面解决混凝土自身收缩的问题，又从结构方面解决结构约束的问题，从而大幅降低侧墙结构混凝土的开裂风险，从根本上解决了混凝土的温度裂缝问题。
附图说明
图1为两层结构的地下轨道交通结构一。
图2为两层结构的地下轨道交通结构二。
图3为本实施例中一层结构的地下轨道交通结构示意图一。
图4为图3的右视图。
图5为本实施例中底板通气管及导墙通气管的布置示意图一。
图6为本实施例中底板通气管及导墙通气管的布置示意图二。
图7为本实施例中侧墙通气管的布置示意图。
其中：1、底板；2、侧墙；3、侧墙通气管；31、侧墙进气口；32、侧墙出气口；4、底板通气管；41、底板进气口；42、底板出气口；5、导墙；6、保温棉；7、中板；8、顶板。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地描述。
如图1和图2所示，具有两层结构的地下轨道交通结构混凝土的浇筑顺序为底板1、负二层侧墙2、中板7、负一层侧墙2、顶板8；如图3～图5所示的一层结构的地下轨道交通侧墙2结构，包括底板1和侧墙2，底板1上设有导墙5，浇筑顺序依次为底板1、导墙5侧墙2、中板7和顶板8。以下仅以一层结构的底板1和侧墙2为例，对地下轨道交通侧墙2结构施工方法进行说明。
一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，具体包括以下步骤：
步骤一、施工准备：提供施工过程中需要的各结构及设备；
步骤二、绑扎底板1钢筋及导墙5钢筋，安装底板1模板和导墙5模板，在底板1模板及侧墙2模板内沿高度方向间隔预埋若干水平的底板通气管4，并在顶层底板通气管4上方预埋温度传感器：若干底板通气管4依次首尾相连形成回路，回路上设有位于同侧的底板进气口41和底板出气口42；如图6所示，本实施例中，在底板1模板和导墙5模板内分别预埋一根底板通气管4，两根底板通气管4的一端伸出底板1或导墙5的侧面，两根通气管的另一端通过连管相连，形成上下回路结构，其中一根通气管的伸出端为底板进气口41，另一根通气管的伸出端为底板出气口42，底板进气口41和底板出气口42位于同一侧；顶层的底板通气管4设于距离导墙5上表面200～300mm处且位于导墙5的厚度中面(厚度的中间位置)，其他底板通气管4设于底板1的厚度中面(厚度的中间位置)且位于导墙5通气管的正下方；所述温度传感器设于底板通气管4的正上方且距离导墙5表面以下50mm；
步骤三、绑扎侧墙2钢筋并安装侧墙2模板，在侧墙2模板内沿侧墙2高度方向预埋若干侧墙通气管3，侧墙通气管3水平均匀间隔布置且依次首尾相连形成蛇形回路，蛇形回路的侧墙进气口31和侧墙出气口32位于同侧，如图7所示：本实施例中，各侧墙通气管3的轴线所在平面与侧墙2的厚度中面重合；底层的侧墙通气管3距离导墙5上表面的距离为200～300mm，在底层侧墙通气管3正下方距离导墙5上表面以上50mm埋设温度传感器；在侧墙2结构中心和与结构中心对应的侧面表层50mm处各埋设温度传感器；
步骤四、制备混凝土：采用常规方法配置，并在水泥浆液中添加氧化镁膨胀剂和水化热调控材料，如混凝土水化温升抑制剂，其中氧化镁膨胀剂的质量为混凝土总质量0.8～1.2％，水化热调控材料的质量为氧化镁膨胀剂总质量的3～5％；氧化镁膨胀剂包含活性为120s的氧化镁熟料和活性为180s的氧化镁熟料，120s的氧化镁熟料和180s的氧化镁熟料质量比为6:4～8:2，两者可有效补偿混凝土在早期和后期的收缩变形；水化热调控材料满足1天水化热降低率不低于30％，可有效降低混凝土早期水化的放热量；
步骤五、底板1混凝土浇筑；
步骤六、侧墙2混凝土浇筑：
1、向预埋的侧墙通气管3通入0～10℃的冷气，并测量侧墙2混凝土的中心温度T1和侧墙2表层温度T2，通过调控冷气温度和通气速率，控制侧墙2混凝土里表温差为T1-T2的数值范围为-10～10℃，当混凝土水化温升达到最大值时，停止通冷气；
2、向侧墙通气管3通气的同时，向底板通气管4中通入20～80℃的热气，通入热气的温度根据侧墙2的温度调整，控制顶层底板通气管4处的温度传感器埋设位置的混凝土温度T3与新浇侧墙2混凝土底层的温度传感器埋设位置的温度T4的差值范围为±5℃；
3、6～12小时混凝土硬化后拆除侧墙2模板，并在侧墙2模板拆除后1小时内覆盖保温棉6，控制侧墙2混凝土的降温速率不大于4.0℃/d，当侧墙2混凝土的中心温度与环境温度之差不大于5℃时可停止保温棉6养护；本实施例中，侧墙2混凝土的中心温度T1是指侧墙2厚度中面的中心温度；
4、当侧墙2拆模后，停止向底板通气管4中通入热气，并将导墙5和导墙5根部的底板10.5～1m的区域采用保温棉6覆盖，当T3-T4的差值大于5℃时，再向底板通气管4中通入热气，使T3-T4的差值范围控制在-5～-3℃，再停止热气通入，直至侧墙2混凝土的中心温度与环境温度之差不大于5℃；
步骤七、当侧墙2混凝土的强度达到设计要求时，进行顶板8混凝土的施工。
本发明中，各通气管均采用金属材料制成。
经实体工程检测数据表明，当地下轨道交通侧墙2混凝土的厚度为500～800mm时，地墙散热较快；在外侧保温极好的情况下，侧墙2混凝土的降温速率亦不低于3℃/d，且降温速率不大于4.0℃/d时，混凝土的开裂风险在可控范围内，因此，控制混凝土的降温速率不大于4.0℃/d。所述混凝土的水化温升为混凝土水化热热作用下的混凝土温度与其入模温度的差值。
最后应说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、施工准备；
步骤二、绑扎底板钢筋及导墙钢筋，安装底板模板和导墙模板，在底板模板及侧墙模板内沿高度方向间隔预埋若干水平的底板通气管，各底板通气管依次首尾相连形成回路；
步骤三、绑扎侧墙钢筋并安装侧墙模板，在侧墙模板内沿侧墙高度方向预埋若干侧墙通气管，侧墙通气管依次首尾相连形成回路；
步骤四、制备混凝土，在混凝土中添加氧化镁膨胀剂和水化热调控材料；
步骤五、浇筑底板混凝土；
步骤六、浇筑侧墙混凝土，边浇筑边向侧墙通气管通入冷气，向底板通气管通入热气；
步骤七、侧墙混凝土的强度达到设计要求后，进行顶板施工。
2.如权利要求1所述的地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，在顶层底板通气管上方预埋温度传感器；在底层侧墙通气管下方埋设温度传感器；在侧墙结构中心和与侧墙结构中心对应的侧面表层埋设温度传感器。
3.如权利要求2所述的地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，在步骤六中，利用温度传感器测量侧墙混凝土的中心温度T1和侧墙表层温度T2，通过调控冷气温度和通气速率，控制侧墙混凝土里表温差T1-T2的数值范围为-10~10℃。
4.如权利要求2所述的地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，在步骤六中，控制顶层底板通气管处的温度传感器埋设位置的混凝土温度T3与新浇侧墙混凝土底层的温度传感器埋设位置的温度T4的差值范围为±5℃。
5.如权利要求2所述的地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，在步骤六中，侧墙混凝土硬化后拆除侧墙模板，并覆盖保温棉，控制侧墙混凝土的降温速率不大于4.0℃/d。
6.如权利要求4所述的地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，侧墙拆模后停止向底板通气管中通入热气，并将导墙和底板覆盖保温棉；当T3-T4的差值大于5℃时，向底板通气管内通入热气，使T3-T4的差值范围控制在-5~-3℃，再停止热气通入，直至侧墙混凝土的中心温度与环境温度之差不大于5℃。
7.如权利要求1所述的地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，在步骤四中，氧化镁膨胀剂的质量为混凝土总质量0.8~1.2%，水化热调控材料的质量为氧化镁膨胀剂总质量的3~5%。
8.如权利要求1所述的地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，在步骤四中，氧化镁膨胀剂包含活性为120s的氧化镁熟料和180s的氧化镁熟料，120s的氧化镁熟料和180s的氧化镁熟料质量比为6:4~8:2。
9.如权利要求1所述的地下轨道交通侧墙结构防裂缝施工方法，其特征在于，侧墙通气管和底板通气管均采用金属材料制成。
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