CN112195979B - 一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法 - Google Patents

一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法。本发明抗裂防水施工方法通过将侧墙结构混凝土划分为8~10m、2~5m依次排布的分段结构，并分段绑扎钢筋网，在钢筋网内均布设控温水管并埋设温度测试元件，在不同分段钢筋网中浇筑掺不同膨胀剂的混凝土，利用在线监测设备、温度模拟试验箱、混凝土变形测试仪器、弹性模量测试试验机进行应力变形测试，通过对钢筋网分段设计、不同膨胀性能的混凝土和控温养护方式调整混凝土内部拉应力，以基于变形与弹性模量发展的理论应力为依据实现了对侧墙结构混凝土的裂缝控制。本发明的抗裂技术方法对技术操控性要求较高，但抗裂效果较好，尤其对连续浇筑的超长侧墙混凝土抗裂具有较好的指导意义。

Description

一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法
技术领域
本发明涉及混凝土抗裂技术领域，具体涉及一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法。
背景技术
地下侧墙结构混凝土，以城市地下轨道交通地铁车站和湖底隧道为代表，其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，其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浇结构混凝土的强约束，产生了收缩拉裂，尤其在大浇筑长度的情况下，侧墙开裂十分严重。
目前减少地下侧墙开裂的方法主要从混凝土角度和施工设计角度入手，混凝土角度主要涉及添加具有膨胀和收缩补偿性能的添加剂，以及控制混凝土的入模温度和温度发展历程，从而降低混凝土本身的收缩和温度应力；施工设计角度主要涉及减小侧墙结构混凝土的一次性浇筑长度，从而降低开裂风险。目前这两个手段是解决侧墙混凝土开裂问题的较有效手段，可以大幅缓解裂缝的程度，在两者相互结合的情况下甚至能够彻底避免侧墙外观可见裂缝的产生，但通过已公开的研究资料显示，以夏季为例，在不采用温控和膨胀材料的情况下，保证侧墙结构混凝土不开裂的一次性浇筑长度为5m，这在实际工程中是无法被采用的，且施工缝位置将会产生渗漏水的隐患，即使在使用膨胀材料的情况下，开裂可控的浇筑长度不大于20m，因此，现有针对侧墙结构混凝土抗裂的技术仍需要进一步发展。
为解决地下或水下侧墙结构混凝土在超长连续浇筑情况的开裂问题，有必要结合混凝土材料和施工工艺，发明一种可避免地下侧墙结构混凝土开裂的工艺方法，既能从材料方面解决混凝土自身收缩的问题，又能从工艺方面解决混凝土收缩拉应力过大导致开裂的问题，从而从技术上，大幅降低侧墙结构混凝土的开裂风险。
发明内容
针对目前地下侧墙结构混凝土易产生开裂的问题，本发明提供了一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法。
本发明提供了一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其具体步骤包括：
(1)在侧墙结构混凝土浇筑前，在底板混凝土结构上绑扎钢筋网，侧墙结构的钢筋网分段绑扎，钢筋网将侧墙结构划分为8～10m、2～5m、8～10m、2～5m……依次排布的分段结构，在所有2～5m分段钢筋网内均布设控温水管，2～5m分段钢筋网与8～10m分段钢筋网之间垂直于底板混凝土结构设置可活动的活动隔板；在任意一段8～10m分段钢筋网和任意一段2～5m分段钢筋网内埋设温度测试元件，温度测试元件与在线监测设备相连，在线监测设备将温度测试元件的温度数据通过网络在线呈现；
(2)安装侧墙结构混凝土模板，在2～5m分段钢筋网和8～10m分段钢筋网中分别浇筑掺不同膨胀剂的混凝土，其中，2～5m分段混凝土中掺有氧化镁膨胀剂，8～10m分段混凝土中掺有钙镁复合膨胀剂，同时，利用在线监测设备实时测试2～5m及8～10m分段混凝土内部温度；
(3)侧墙结构混凝土开始浇筑时，在控温水管中通冷水，对2～5m分段混凝土进行冷却控温，同时，随着混凝土浇筑高度的增加，活动隔板逐步向上提起，使2～5m分段混凝土与8～10m分段混凝土连接为一个整体；
(4)在混凝土浇筑至侧墙高度的中部时，对即将浇筑到8～10m分段钢筋网中的混凝土进行随机取样，将取样的混凝土制作成混凝土弹性模量测试试件和混凝土变形测试试件，将所有待测试试件进行覆盖以避免其产生水分蒸发，之后将所有待测试试件置于温度模拟试验箱中，温度模拟试验箱根据在线监测设备测试的8～10m分段混凝土温度模拟温度环境，采用混凝土变形测试仪器直接测试温度模拟试验箱中混凝土变形测试试件的变形；
(5)混凝土浇筑完毕后，当8～10m分段混凝土芯部温度达到温峰时，控温水管停止冷却控温；所述温度模拟试验箱进行温度模拟时，在线监测设备测试的温度数据通过网络与温度模拟试验箱实现共享，用于温度模拟试验箱控温的依据，实现温度模拟试验箱与实体结构混凝土的同步温度变化历程；
(6)当混凝土进入温降阶段后，每降低1.5-5℃取出一组混凝土弹性模量测试试件，采用弹性模量测试试验机分批测试混凝土弹性模量测试试件的弹性模量值，并结合同一时间的混凝土变形测试试件的变形值计算混凝土的理论应力，在混凝土温降阶段，由于温降收缩的速率大于膨胀剂进行收缩补偿的速率，混凝土内部应力由压应力转变为拉应力；
(7)当8～10m分段混凝土理论拉应力为0～0.5MPa时，拆除混凝土模板，并在2h内将混凝土表面覆盖电热养护毯，当混凝土理论拉应力大于1.0MPa时，电热养护毯开始加热养护；当控温水管停止工作时，由于混凝土的持续温降和自收缩，其理论拉应力仍会随着时间而逐步增大，当理论拉应力的增长速率过快时，通过调整增高电热养护毯的温度，使8～10m分段混凝土产生热膨胀，从而降低拉应力，同时在电热养护毯的加热保温下，氧化镁膨胀剂和钙镁复合膨胀剂中的氧化镁组分能够更快的反应，起到收缩补偿达到作用；
当8～10m分段混凝土理论拉应力大于2.0MPa时，在控温水管中通热水，对2～5m分段混凝土进行加热控温，进一步促进2～5m分段混凝土的氧化镁膨胀剂的膨胀反应，同时通过2～5m分段混凝土结构的热膨胀挤压8～10m分段混凝土，使其拉应力减小，确保8～10m分段混凝土理论拉应力不大于2.5MPa；
(8)当8～10m分段混凝土理论拉应力小于1.5MPa或其拉应力大于1.5MPa但增长率小于0.1MPa/d时，按0.5℃/h的速率降低控温水管中热水温度，当热水温度与8～10m分段混凝土芯部温度之差小于5℃时，停止通热水；
当8～10m分段混凝土理论拉应力在小于2.5Mpa范围内趋于稳定或逐步减小时，撤除电热养护毯；
随着混凝土龄期的增长，其潜在收缩量逐渐减小，到后期起拉应力达到一定值后基本稳定，在长期的徐变作用下，拉应力逐渐减小；因此，前期拉应力得到有效控制的情况下，后期便不会再产生开裂。
(9)将控温水管采用膨胀砂浆填实，完成抗裂施工工艺。
所述混凝土的理论拉应力由公式σ＝E·ε计算得到，其中σ为混凝土应力，E为混凝土弹性模量，ε为混凝土变形。
步骤(1)中所述每段钢筋网之间的间距为5～10cm。
步骤(1)中所述活动隔板的高度不低于钢筋网的高度。
步骤(1)中所述温度测试元件的埋设位置包括混凝土结构中心和距离混凝土侧表面5～8cm的侧表层，用于测试混凝土芯部温度和侧表层温度，所述芯部温度即为混凝土结构中心温度。
步骤(2)中所述氧化镁膨胀剂由活性为80s、120s、180s、240s的氧化镁按质量比10～25:10～25:30～50:15～30混合；所述钙镁复合膨胀剂是由氧化钙和氧化镁按照30～50：50～70的质量比例混合而成的膨胀剂，其中，氧化镁选自活性为80s或120s中的一种或两种任意比例的混合。所述钙镁复合膨胀剂能够有效补偿8～10m分段混凝土的早期收缩，所述氧化镁膨胀剂的反映活性较低，但在控温水管加热的条件下，能够持续产生膨胀反应，产生有效的膨胀能。
步骤(1)中所述控温水管为循环水管且在2～5m分段钢筋网中蛇形布置，当控温水管通冷水或热水时，控温水管的温度场在2～5m分段混凝土中均匀分部。
步骤(3)中所述控温水管的冷水温度与2～5m分段混凝土芯部温度温差不大于25℃，步骤(7)中所述控温水管的热水温度与2～5m分段混凝土芯部温度温差不大于30℃。
步骤(7)中所述电热养护毯的加热温度不大于2～5m分段混凝土芯部温度。
步骤(4)中所述混凝土变形测试试件的数量至少3个，混凝土变形测试试件的变形值是所有混凝土变形测试试件变形测试值的平均值；所述弹性模量测试试件的数量不少于30个，每组测试弹性模量值的试件数量为2-3个，混凝土弹性模量测试试件的弹性模量值为2-3个试件测试值的平均值。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明将侧墙结构混凝土划分为8～10m、2～5m依次排布的分段结构，以基于变形与弹性模量发展的理论应力为依据实现了对侧墙结构混凝土的裂缝控制；
(2)本发明在2～5m分段采用了高低活性搭配的氧化镁膨胀剂，在混凝土温降阶段，控温水管加热既产生热膨胀变形，也能够使活性较低的氧化镁膨胀剂产生有效的膨胀能，从而对8～10m分段混凝土产生压应力，避免裂缝的产生；
(3)本发明通过在线监测数据与温度模拟试验箱共享，实现温度模拟试验箱的温度与实体结构混凝土温度同步发展，使混凝土变形测试试件与混凝土弹性模量测试试件的性能发展与实体结构混凝土的性能发展一致，测试数据具有良好的指导意义；
(4)本发明采用控温水管与电热养护毯的有效温控，结合理论拉应力的上限控制，给侧墙的抗裂性提供了数据指导。
附图说明
图1为本发明所述侧墙结构钢筋网分段绑扎设置结构图。
图2为本发明所述侧墙结构混凝土浇筑施工前的结构图。
图3为本发明所述侧墙结构混凝土浇筑施工过程中的结构图。
图4为本发明所述侧墙结构混凝土浇筑完毕但未填实控温水管的俯视图。
图5为本发明所述侧墙结构混凝土将控温水管填实后的正视图。
图6为本发明所述温度模拟试验箱、混凝土弹性模量测试试件、混凝土变形测试试件、混凝土变形测试仪器组合图。
图7为本发明所述弹性模量测试试验机与混凝土弹性模量测试试件组合图。
图1～图7中的各标注为：1为8～10m分段钢筋网，2为2～5m分段钢筋网，3为活动隔板，4为温度测试元件，5为在线监测设备，6为控温水管，7为混凝土模板，8为2～5m分段混凝土，9为8～10m分段混凝土，10为电热养护毯，20为底板混凝土，30为混凝土变形测试仪器，40为混凝土变形测试试件，50为混凝土弹性模量测试试件，60为温度模拟试验箱，70为弹性模量测试试验机。
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。
本发明提供了一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其具体步骤包括：
(1)在侧墙结构混凝土浇筑前，在底板混凝土结构上绑扎钢筋网1和2，侧墙结构的钢筋网分段绑扎，钢筋网将侧墙结构划分为8～10m、2～5m、8～10m、2～5m……依次排布的分段结构，在所有2～5m分段钢筋网2内均布设控温水管6，2～5m分段钢筋网2与8～10m分段钢筋网1之间垂直于底板混凝土结构设置可活动的活动隔板3；在任意一段8～10m分段钢筋网和任意一段2～5m分段钢筋网内埋设温度测试元件4，温度测试元件4与在线监测设备5相连，在线监测设备将温度测试元件的温度数据通过网络在线呈现；
(2)安装侧墙结构混凝土模板，在2～5m分段钢筋网2和8～10m分段钢筋网1中分别浇筑掺不同膨胀剂的混凝土，其中，2～5m分段混凝土8中掺有氧化镁膨胀剂，8～10m分段混凝土9中掺有钙镁复合膨胀剂，同时，利用在线监测设备实时测试2～5m及8～10m分段混凝土内部温度；
(3)侧墙结构混凝土开始浇筑时，在控温水管中通冷水，对2～5m分段混凝土8进行冷却控温，同时，随着混凝土浇筑高度的增加，活动隔板逐步向上提起，使2～5m分段混凝土8与8～10m分段混凝土9连接为一个整体；
(4)在混凝土浇筑至侧墙高度的中部时，对即将浇筑到8～10m分段钢筋网中的混凝土进行随机取样，将取样的混凝土制作成混凝土弹性模量测试试件50和混凝土变形测试试件40，将所有待测试试件进行覆盖以避免其产生水分蒸发，之后将所有待测试试件置于温度模拟试验箱60中，温度模拟试验箱60根据在线监测设备5测试的8～10m分段混凝土9温度模拟温度环境，采用混凝土变形测试仪器30直接测试温度模拟试验箱60中混凝土变形测试试件40的变形；
(5)混凝土浇筑完毕后，当8～10m分段混凝土9芯部温度达到温峰时，控温水管6停止冷却控温；所述温度模拟试验箱60进行温度模拟时，在线监测设备测试5的温度数据通过网络与温度模拟试验箱60实现共享，用于温度模拟试验箱控温的依据，实现温度模拟试验箱与实体结构混凝土的同步温度变化历程；
(6)当混凝土进入温降阶段后，每降低1.5-5℃取出一组弹性模量测试试件50，采用弹性模量测试试验机70分批测试混凝土弹性模量测试试件的弹性模量值，并结合同一时间的混凝土变形测试试件的变形值计算混凝土的理论应力，在混凝土温降阶段，由于温降收缩的速率大于膨胀剂进行收缩补偿的速率，混凝土内部应力由压应力转变为拉应力；
(7)当8～10m分段混凝土理论拉应力为0～0.5MPa时，拆除混凝土模板，并在2h内将混凝土表面覆盖电热养护毯10，当混凝土理论拉应力大于1.0MPa时，电热养护毯开始加热养护；当控温水管停止工作时，由于混凝土的持续温降和自收缩，其理论拉应力仍会随着时间而逐步增大，当理论拉应力的增长速率过快时，通过调整增高电热养护毯的温度，使8～10m分段混凝土产生热膨胀，从而降低拉应力，同时在电热养护毯的加热保温下，氧化镁膨胀剂和钙镁复合膨胀剂中的氧化镁组分能够更快的反应，起到收缩补偿达到作用；
当8～10m分段混凝土理论拉应力大于2.0MPa时，在控温水管中通热水，对2～5m分段混凝土进行加热控温，进一步促进2～5m分段混凝土的氧化镁膨胀剂的膨胀反应，同时通过2～5m分段混凝土结构的热膨胀挤压8～10m分段混凝土，使其拉应力减小，确保8～10m分段混凝土理论拉应力不大于2.5MPa；
(8)当8～10m分段混凝土理论拉应力小于1.5MPa或其拉应力大于1.5MPa但增长率小于0.1MPa/d时，按0.5℃/h的速率降低控温水管中热水温度，当热水温度与8～10m分段混凝土芯部温度之差小于5℃时，停止通热水；
当8～10m分段混凝土理论拉应力在小于2.5Mpa范围内趋于稳定或逐步减小时，撤除电热养护毯；
随着混凝土龄期的增长，其潜在收缩量逐渐减小，到后期起拉应力达到一定值后基本稳定，在长期的徐变作用下，拉应力逐渐减小；因此，前期拉应力得到有效控制的情况下，后期便不会再产生开裂。
(9)将控温水管采用膨胀砂浆填实，完成抗裂施工工艺。
步骤(1)中所述每段钢筋网之间的间距为5～10cm。
步骤(1)中所述活动隔板的高度不低于钢筋网的高度。
步骤(1)中所述温度测试元件的埋设位置包括混凝土结构中心和距离混凝土侧表面5～8cm的侧表层，用于测试混凝土芯部温度和侧表层温度，所述芯部温度即为混凝土结构中心温度。
步骤(2)中所述氧化镁膨胀剂由活性为80s、120s、180s、240s的氧化镁按质量比10～25:10～25:30～50:15～30混合；所述钙镁复合膨胀剂是由氧化钙和氧化镁按照30～50：50～70的质量比例混合而成的膨胀剂，其中，氧化镁选自活性为80s或120s中的一种或两种任意比例的混合。所述钙镁复合膨胀剂能够有效补偿8～10m分段混凝土的早期收缩，所述氧化镁膨胀剂的反映活性较低，但在控温水管加热的条件下，能够持续产生膨胀反应，产生有效的膨胀能。
步骤(1)中所述控温水管为循环水管且在2～5m分段钢筋网中蛇形布置，当控温水管通冷水或热水时，控温水管的温度场在2～5m分段混凝土中均匀分部。
步骤(3)中所述控温水管的冷水温度与2～5m分段混凝土芯部温度温差不大于25℃，步骤(7)中所述控温水管的热水温度与2～5m分段混凝土芯部温度温差不大于30℃。
所述混凝土的理论拉应力由公式σ＝E·ε计算得到，其中σ为混凝土应力，E为混凝土弹性模量，ε为混凝土变形。
步骤(7)中所述电热养护毯的加热温度不大于2～5m分段混凝土芯部温度。
步骤(4)中所述混凝土变形测试试件的数量至少3个，混凝土变形测试试件的变形值是所有混凝土变形测试试件变形测试值的平均值；所述弹性模量测试试件的数量不少于30个，每组测试弹性模量值的试件数量为2-3个，混凝土弹性模量测试试件的弹性模量值为2-3个试件测试值的平均值。
实施例1
某湖底隧道工程侧墙结构混凝土施工，侧墙结构一次性浇筑长度为37m，侧墙厚度为0.9m，侧墙高度为4.8m，施工设计将侧墙结构划分为五段，分别为9m、5m、9m、5m、9m，其抗裂防水施工方法步骤为：
(1)在混凝土浇筑前，在底板混凝土结构上绑扎5m和9m分段钢筋网，每段钢筋网之间的间距为8cm，在5m分段钢筋网内布设控温水管，5m分段钢筋网与9m分段钢筋网之间垂直于底板设置可活动的活动隔板，所述活动隔板的高度5m；所述控温水管在5m分段钢筋网中蛇形布置，当控温水管通冷水或热水时，控温水管的温度场在5m分段混凝土中均匀分部。
(2)在混凝土浇筑前，在任意一段9m分段钢筋网和任意一段5m分段钢筋网内埋设温度测试元件，温度测试元件与在线监测设备相连，在线监测设备将温度测试元件的温度数据通在网络在线呈现；所述温度测试元件的埋设位置包括混凝土结构中心和距离混凝土侧表面5cm的侧表层，用于测试混凝土芯部温度和侧表层温度，所述芯部温度即为混凝土结构中心温度。
(3)安装侧墙结构混凝土模板，在5m分段钢筋网和9m分段钢筋网中分别浇筑不同的混凝土，其中，5m分段混凝土中掺加了氧化镁膨胀剂，9m分段混凝土中掺加了钙镁复合膨胀剂，同时，利用在线监测设备实时测试9m分段混凝土内部温度；所述氧化镁膨胀剂是活性为80s、120s、180s、240s的氧化镁的混和物，其混合比例依次为20:20:30:30；所述钙镁复合膨胀剂是由氧化钙和氧化镁按照40：60的比例混合而成的膨胀剂，其中，氧化镁活性为120s。
(4)混凝土入模温度为32℃，从混凝土浇筑开始，在控温水管中通8℃冷水，对5m分段混凝土进行冷却控温，同时，随着混凝土浇筑高度的增加，活动隔板逐步向上提起，使5m分段混凝土与9m分段混凝土连接为一个整体，混凝土的初凝时间为12h，在初凝前，由于控温水管的冷却效果，5m分段混凝土的温度由32℃降至24℃，期间冷却水温度在与5m分段混凝土温差不大于25℃的前提下逐步降至3℃；
(5)在混凝土浇筑至侧墙高度的中部时，对即将浇筑至9m分段钢筋网的混凝土进行随机取样，将取样的混凝土制作成60个混凝土弹性模量测试试件和3个混凝土变形测试试件，将混凝土弹性模量测试试件和混凝土变形测试试件进行覆盖以避免其产生水分蒸发，置于温度模拟试验箱中，温度模拟试验箱根据在线监测设备测试的混凝土温度模拟温度环境，采用混凝土变形测试仪器直接测试温度模拟试验箱中混凝土变形测试试件的变形，并将3个混凝土变形测试试件的变形的平均值作为有效变形值；
(6)混凝土浇筑完毕后第28h，9m分段混凝土芯部温度达到温峰67℃，5m分段混凝土的芯部温度达到54℃，控温水管停止冷却控温，在混凝土浇筑完毕30h时，5m分段混凝土的芯部温度达到温峰55℃；
(7)混凝土浇筑完毕30h后，侧墙结构混凝土整体进入温降阶段，9m分段混凝土的芯部温度每降2.0℃，取3个混凝土弹性模量测试试件，采用弹性模量测试试验机测试的弹性模量值，取其平均值作为弹性模量的有效值，并结合混凝土变形测试试件的变形值计算混凝土的理论应力，在混凝土温降阶段，由于温降收缩的速率大于膨胀剂进行收缩补偿的速率，混凝土内部应力由压应力转变为拉应力；
(8)当混凝土龄期3.6d时，混凝土理论拉应力为0.21MPa时，此时拆除混凝土模板，并在2h内将混凝土表面覆盖电热养护毯，进行保温养护，混凝土龄期6.2d时，9m分段混凝土的芯部温度为50.5℃，混凝土理论拉应力为1.0MPa时，接通电热养护毯的电源，开始加热养护，电热养护毯加热的温度为40.0℃；
(9)混凝土龄期为9.5d时，其理论拉应力约为2.0MPa，在控温水管中通热水，对5m分段混凝土进行加热控温，且保证热水温度与5m分段混凝土芯部温度温差不大于30℃，进一步促进5m分段混凝土的氧化镁膨胀剂的膨胀反应，同时通过结构的热膨胀挤压9m分段混凝土，使其拉应力减小，确保9m分段混凝土的理论拉应力不大于2.5MPa；
(10)混凝土龄期第14d时，9m分段混凝土的理论拉应力为1.4MPa时，按0.5℃/h的速率降低控温水管中热水温度，当热水温度与5m分段混凝土的温度之差小于5℃时，停止通热水；
(11)随着混凝土水化的进行和温度的降低，混凝土的拉应力逐步增大，在混凝土龄期第18d时，9m分段混凝土的理论拉应力为1.9MPa，18.5d时其理论拉应力为18.9MPa，19d时其理论拉应力为18.6Mpa，理论拉应力呈现逐步减小的趋势，撤除电热养护毯；
(12)将控温水管采用膨胀砂浆填实，完成抗裂施工工艺。
为验证所述实施例1的抗裂效果，在混凝土浇筑后第28d和60d分别观察侧墙结构混凝土的裂缝情况，经观测，未发现温度裂缝和收缩裂缝，亦无渗漏水现象产生，抗裂防水效果较为理想。
对比例1
在实施例1所述的湖底隧道工程，同时采取了现有的技术方法进行抗裂防水，侧墙结构一次性浇筑长度为35m，与实施例1的施工时间相隔2d，其施工条件基本相同。混凝土浇筑完毕后，第3d拆模，并采用悬挂土工布的方式养护，在土工布上喷水保湿养护。
但由于侧墙一次浇筑长度较大，且保温养护效果难以控制，到混凝土龄期第5d时出现6条竖向的裂缝，到第8d时共出现12条竖向裂缝，到第15d时有4条裂缝出现渗漏水现象，到第30d时共发现15条裂缝，且有8条裂缝出现渗漏水现象，第30～35d期间对裂缝进行了封堵，但到第60d时，又出现3条裂缝，且均有渗漏水现象。
通过实施例1和对比例1的抗裂防水效果对比来看，本发明的抗裂方式技术方法对侧墙混凝土的抗裂防水具有较为有效的防治作用，不仅保证了侧墙结构的整体连续性，也避免了侧墙结构混凝土在服役过程中长期的修补维护投入，从结构服役的全寿命周期来看，本发明的技术方法具有较为显著的经济效益。

Claims (9)

1.一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)在侧墙结构混凝土浇筑前，在底板混凝土(20)结构上绑扎侧墙结构的钢筋网(1、2)，侧墙结构的钢筋网分段绑扎，钢筋网将侧墙结构划分为8～10m、2～5m、8～10m、2～5m……依次排布的分段结构，在所有2～5m分段钢筋网(2)内均布设控温水管(6)，2～5m分段钢筋网(2)与8～10m分段钢筋网(1)之间垂直于底板混凝土(20)结构设置可活动的活动隔板(3)；在任意一段8～10m分段钢筋网(1)和任意一段2～5m分段钢筋网(2)内埋设温度测试元件(4)，温度测试元件(4)与在线监测设备(5)相连，在线监测设备(5)将温度测试元件(4)的温度数据通过网络在线呈现；
(2)安装侧墙结构混凝土模板(7)，在2～5m分段钢筋网(2)和8～10m分段钢筋网(1)中分别浇筑掺不同膨胀剂的混凝土，其中，2～5m分段混凝土(8)中掺有氧化镁膨胀剂，8～10m分段混凝土(9)中掺有钙镁复合膨胀剂，同时，利用在线监测设备(5)实时测试2～5m及8～10m分段混凝土内部温度；
(3)侧墙结构混凝土开始浇筑时，在控温水管(6)中通冷水，对2～5m分段混凝土(8)进行冷却控温，同时，随着混凝土浇筑高度的增加，活动隔板逐步向上提起，使2～5m分段混凝土(8)与8～10m分段混凝土(9)连接为一个整体；
(4)在混凝土浇筑至侧墙高度的中部时，对即将浇筑到8～10m分段钢筋网(1)中的混凝土进行随机取样，将取样的混凝土制作成混凝土弹性模量测试试件(50)和混凝土变形测试试件(40)，将所有待测试试件进行覆盖以避免其产生水分蒸发，之后将所有待测试试件置于温度模拟试验箱(60)中，温度模拟试验箱(60)根据在线监测设备(5)测试的8～10m分段混凝土(9)温度模拟温度环境，采用混凝土变形测试仪器(30)直接测试温度模拟试验箱中混凝土变形测试试件(40)的变形；
(5)混凝土浇筑完毕后，当8～10m分段混凝土(9)芯部温度达到温峰时，控温水管(6)停止冷却控温；所述温度模拟试验箱(60)进行温度模拟时，在线监测设备(5)测试的温度数据通过网络与温度模拟试验箱(60)实现共享，用于温度模拟试验箱(60)控温的依据，实现温度模拟试验箱与实体结构混凝土的同步温度变化历程；
(6)当混凝土进入温降阶段后，每降低1.5-5℃取出一组混凝土弹性模量测试试件(50)，采用弹性模量测试试验机(70)分批测试混凝土弹性模量测试试件(50)的弹性模量值，并结合同一时间的混凝土变形测试试件(40)的变形值计算混凝土的理论拉应力；
(7)当8～10m分段混凝土(9)理论拉应力为0～0.5MPa时，拆除混凝土模板(7)，并在2h内将混凝土表面覆盖电热养护毯(10)，当混凝土理论拉应力大于1.0MPa时，电热养护毯(10)开始加热养护；
当8～10m分段混凝土(9)理论拉应力大于2.0MPa时，在控温水管(6)中通热水，对2～5m分段混凝土(8)进行加热控温，确保8～10m分段混凝土理论拉应力不大于2.5MPa；
(8)当8～10m分段混凝土(9)理论拉应力小于1.5MPa或其理论拉应力大于1.5MPa但增长率小于0.1MPa/d时，按0.5℃/h的速率降低控温水管(6)中热水温度，当热水温度与8～10m分段混凝土(9)芯部温度之差小于5℃时，停止通热水；
当8～10m分段混凝土(9)理论拉应力在小于2.5Mpa范围内趋于稳定或逐步减小时，撤除电热养护毯(10)；
(9)将控温水管(6)采用膨胀砂浆填实，完成抗裂施工工艺；
所述混凝土的理论拉应力由公式σ＝E·ε计算得到，其中σ为混凝土理论拉应力，E为混凝土弹性模量，ε为混凝土变形。
2.根据权利要求1所述的一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，步骤(1)中所述每段钢筋网之间的间距为5～10cm。
3.根据权利要求1所述的一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，步骤(1)中所述活动隔板的高度不低于钢筋网的高度。
4.根据权利要求1所述的一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，步骤(1)中所述温度测试元件的埋设位置包括混凝土结构中心和距离混凝土侧表面5～8cm的侧表层，用于测试混凝土芯部温度和侧表层温度，所述芯部温度即为混凝土结构中心温度。
5.根据权利要求1所述的一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，步骤(2)中所述氧化镁膨胀剂由活性为80s、120s、180s、240s的氧化镁按质量比10～25:10～25:30～50:15～30混合；所述钙镁复合膨胀剂是由氧化钙和氧化镁按照30～50：50～70的质量比例混合而成的膨胀剂，其中，氧化镁选自活性为80s或120s中的一种或两种任意比例的混合。
6.根据权利要求1所述的一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，步骤(1)中所述控温水管为循环水管且在2～5m分段钢筋网中蛇形布置，当控温水管通冷水或热水时，控温水管的温度场在2～5m分段混凝土中均匀分部。
7.根据权利要求1所述的一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，步骤(3)中所述控温水管的冷水温度与2～5m分段混凝土芯部温度温差不大于25℃，步骤(7)中所述控温水管的热水温度与2～5m分段混凝土芯部温度温差不大于30℃。
8.根据权利要求1所述的一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，步骤(7)中所述电热养护毯的加热温度不大于2～5m分段混凝土芯部温度。
9.根据权利要求1所述的一种地下侧墙结构混凝土抗裂防水施工方法，其特征在于，步骤(4)中所述混凝土变形测试试件的数量至少3个，混凝土变形测试试件的变形值是所有混凝土变形测试试件变形测试值的平均值；所述弹性模量测试试件的数量不少于30个，每组测试弹性模量值的试件数量为2-3个，每组混凝土弹性模量测试试件的弹性模量值为2-3个试件测试值的平均值。
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