地铁车站底板大体积砼施工技术

赵文川

摘 要：地铁车站为地下三层结构，地下一层为市政地下车库区，长 244m，宽 154m，开挖深度约 8.5m；地下二层为地铁 3、8 号线车站东段，为东西向平行换乘的地下二层三柱四跨双岛四线同台换乘车站，有效站台中心里程 K24+488.861，与 A 区（3、8 号线车站西段）相连，为市政车库基坑内坑中坑结构，开挖宽度 44.5m，长度 205m，最大开挖深度约 17m；地下三层为地铁 1 号线车站，为南北向地下三层两柱三跨结构，与地铁 3、8 号线在地下二层呈十字换乘，开挖宽度 24m，长度 305m，最大开挖深度约 23.3m。本文系统的阐述了大体积混凝土施工方法、施工工艺及施工控制，可为类似工程借鉴

关键词：大体积混凝土；施工技术

1.工程概况

1.1 工程简介

车站西侧为胶州湾及胶州湾高速公路，西南约一公里处为建设中的海湾大桥，站址范围为多年垃圾填埋场，地形平坦。

1.2 设计要求

（1）车站主体结构设计使用年限为 100 年，结构安全等级为一级（2）本工程场地抗震设防烈度为 6 度，抗震等级为三级。

（2）混凝土：结构底板混凝土设计强度等级为 C45、抗渗等级 P12。

2.施工部署

2.1 施工方案

具体步骤如下：

第一步：基坑分段减底，施工接地装置和垫层；第二步：进行防水卷材和工程桩位置等细部构造防水施工，并施工保护层；

第三步：进行结构钢筋绑扎和预埋件施工，并根据要求埋设冷却水管和测温设施；

第四步：钢筋验收合格后进行侧墙矮边墙模板和端头模板施工，验收合格后浇筑结构混凝土并养护。

2.2 主要机械设备

（1）混凝土泵送及运输能力验算底板大体积混凝土采用斜向分层连续浇筑，按每 500mm 厚浇筑一层，则 44.5*28.6*0.5=636m3

混凝土初凝时间按 6h 计，现场每小时泵送需求为 636/6=106 m3/h，共需配备 2 台汽车泵（42m

混凝土汽车输送泵实际工作能力为 50～60 m3/h），以满足混凝土量需作业。

3.主要施工方法与质量控制要点

3.1 大体积混凝土温度裂缝原因分析大体积混凝土的温度裂缝可分为两种：表面裂缝和贯穿裂缝。

对于大体积混凝土施工阶段来说，裂缝是由于温度变形而引起的，在混凝土浇筑初期，水泥产生大量的水化热，使混凝土温度很快上升。而大体积混凝土的截面尺寸很大，上表面散热条件好，热量可向大气迅速散发；而混凝土内部由于散热条件较差，水化热聚集在内部不易散失，因此产生内部温度差，形成内约束。导致混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土该龄期的抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。

混凝土浇筑约 7 天后，水泥水化热基本释放完，混凝土温度从最高值逐渐下降。混凝土降温会引起混凝土一定的收缩，同时由于混凝土中水分的蒸发也引起混凝土体积收缩变形，由于受到地基和结构边界条件的约束不能自由变形，而导致产生较大的外部约束拉应力。当该温度应力超过混凝土该龄期的抗拉强度时，则约束面开始向上开列而形成收缩裂缝。

以上这两种裂缝都属于有害裂缝，本工程着重从控制混凝土温升、延缓降温速度、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸等方面采取技术措施控制大体积混凝土裂缝的产生，确保底板混凝土质量。

3.2 混凝土浇筑施工

3.2.1 混凝土浇筑

严格控制混凝土入模温度在 8～10 摄氏度，入泵前坍落度应严格控制为 160±20mm。

按照分区浇筑的顺序进行施工，根据泵送大体积混凝土的特点，采取“先深后浅、斜面分层、薄层浇筑、自然流淌、逐渐倒退、连续施工、一次到顶”的浇筑方法，每层厚度 450～500mm，确保上、下层的结合。分层浇筑混凝土时，要注意使上下层混凝土一体化。在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。在浇筑上一层混凝土时，将振捣器插入下一层混凝土 5cm 左右以便形成整体。混凝土振捣技术对混凝土密实度很重要，并采用二次振捣技术。消除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，减少混凝土内部微裂缝，增强混凝土的密实度，从而可提高混凝土的抗裂性。

混凝土浇筑方向：自基坑靠近边墙侧向基坑内侧逐步施工，先两边后中间，按结构分区进行施工；

3.2.2 混凝土振捣

每个作业面分前、中、后三排振捣混凝土，在出料口、坡角、坡中各配备一台振捣器，边浇筑、边成型，浇筑厚度、标高采用按浇筑坡度的斜面情况支设钢筋棍控制。全部采用插入式振捣棒，操作时要做到“快插慢拔”，在振捣上层混凝土时，应插入下层混凝土中 5cm 左右，消除两层之间的暗缝，每一插点要掌握好振捣时间，一般为 20～30 秒，避免过振或漏振，一般应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出气泡，表面泛出灰浆为准；振动器插点要均匀排列，每次移动位置的距离不大于 0.5m；振捣时注意振捣棒与模板的距离不小于 150mm，并避免碰撞钢筋、模板、预埋件；钢筋工经常检查钢筋位置，如有移位，必须立即调整到位。

3.2.3 混凝土收面处理

混凝土浇筑过程中泌水较少时用铁锹均匀分开，较多时人工将其收集于灰斗內用塔吊吊运走，避免因泌水多而造成混凝土收缩裂缝产生。大体积混凝土表面的水泥浆较厚，浇筑 5～8h 内初步用长刮尺刮平，压入细而密的钢丝网片（Ф4@100x100），钢丝网标高控制在底板面以下 20mm 处，用抹子滚压两遍，初步分散水泥浆。待表面收干后，再用木抹子搓平压实，以防止表面裂缝出现。第二遍抹压要掌握好时间，以初凝时间前 1 小时为宜。

3.2.4 混凝土养护

大体积混凝土养护在混凝土表面二次压实后进行，采取“保湿、洒水”的养护方法。覆盖方法：底板采用塑料薄膜+保温棉被进行覆盖保温洒水养护，可有利于混凝土强度增长及混凝土裂缝控制。在养护测温期间，及时提供各测温点的混凝土内部最高温度、表面温度及大气温度，以此指导现场保温和养护。

3.3 施工缝、后浇带施工

3.3.1 留置：后浇带的位置按照设计图纸要求留置，侧墙与底板的水平施工缝留设在底板顶面上300mm 处。

3.3.2 浇筑：后浇带应在两个月以后采用提高一级强度的微膨胀混凝土浇筑。施工前将带内杂物清理干净。施工期间两侧构件应妥善支撑，以确保结构整体在施工阶段的承载能力和稳定性。

3.4 底板钢管布置

3.4.1 冷却钢管布置

底板内部埋设Φ25（内径）?2.5 冷却钢管，3m 厚承台处设冷却水管布置 2 层，1.5m 厚承台处设冷却水管布置 1 层，水平间距 1.5m，垂直间距 0.8-1m。

每层出水和进水管上底板顶面需互换，并在管口做好标注，进水口有调节流量的水阀。通过冷却水的循环，降低砼内部温度，从而降低内表之间温差，冷却时必须控制砼内外温差小于 25 ‵。根据底板不同部位测温点，掌握内部各测温点温度变化，以便及时调整冷却水的流量，控制温差。

3.4.2 混凝土冷却及养护注意事项

冷却水管在混凝土浇筑前需做通水试验，保证水管内水量通畅并水流量 25L/min 左右，同时确认水管无漏水现象后方可进行混凝土浇筑。

混凝土浇筑后即刻通水：混凝土浇筑过程中，循环水管被混凝土覆盖并捣固完毕，即可在该层水管通水，适时调整冷却水的流量，使进、出水温差不大于 10度。通水时间暂定 20 d，冷却水管使用完毕后采用压浆封闭。

3.5 限裂附加配筋

对于大体积混凝土，刮平表面后压入细而密的钢丝网片（Φ4@100x100），钢丝网标高控制在底板面以下 20mm 处。

4 施工控制

成立以项目经理为组长，生产、技术、质检人员为组员的质量保证体系。安排专职人员在混凝土搅拌站进行质量监督，加强混凝土质量控制；同时搅拌站也委派专业技术人员驻守施工现场，随时监测并解决混凝土质量问题。如混凝土供应不上或地泵、灯具、振动器等出现故障时，此处的混凝土应以施工缝处理，在混凝土强度达到 1.2MPa 以上时，清除混凝土表面浮浆与石子，先以与混凝土成分相同的 50 厚砂浆处理。然后再浇筑新的一层混凝土，以确保混凝土质量。为保证泵送顺利进行，防止泵管温度过高发生堵管现象，要对泵管进行包裹覆盖并经常洒水降温。为确保混凝土连续浇筑，现场备置双电源，即施工变压器。施工过程中，如果现场罐车混凝土出机测验温度大于 30度

进行二次检测，确认无误后将退回该车混凝土，确保混凝土质量。拌制混凝土的原材料均需进行检验，合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度，以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。在混凝土搅拌站设专人掺入外加剂，掺量要准确。施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符。同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过 3～5h，同时已浇筑的混凝土表面温度在未被新浇筑的混凝土覆盖前不得低于相关规定。

5 结束语

大体积混凝图施工主要是采取内部降温，外部保温的措施，才能保证混凝土不产生裂纹。青岛北客站 B 区底板现已预计工期内全部施工完成，底板施工质量和安全均可控，达到了安全、质量和进度的有利结合，其经验可为类似工程借鉴。

参考文献

[1]《建筑地基与基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002

[2]《混凝土质量控制标准》GB50164-92

[3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002

[4]《大體积混凝土施工规范》GB50496-2009

[5]《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95

（作者单位：大连地铁建设有限公司；

身份证号码：230105198501200710）