外滩地下空间混凝土裂缝综合控制技术研究

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

引言：近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明，在混凝土工程中裂缝问题是不可避免的。只要采取有效的措施，还是能够把危害程度控制在一定范围之内，使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度，避免有害裂缝的出现，从而确保工程质量。

一、工程概况

中山东二路地下空间开发工程是外滩综合改造工程的一部分，是上海市重点工程，位于外滩十六铺地区，中山东二路上，北临拟建人民路越江隧道，东接十六铺水上旅游中心，西侧拟建外滩交通枢纽。本工程为地下三层空间，其中地下一层为外滩通道，地下二、三层为地下空间开发。

该工程总体长度245.85m，结构宽度52.85m，基坑挖深14.5m，设计围护结构采用600mm地下连续墙，地墙深度为29m。坑底结构底板厚度为1000mm，设1400×1600mm底纵梁；侧墙厚度为400mm；下中板厚300mm，纵横向框架梁为1000mm×700mm；上中板厚度在通道结构处为500mm，并设置纵横向700mm×1100mm框架梁，上中板其余为800mm厚，并设置纵横向1000mm×1600mm框架梁。主体混凝土采用C35P8配合比。地板、下中板、上中板分别分8次浇捣，侧墙也按照底板的划分段浇捣，最长一块侧墙跨度为32米。

二、技术难点

夏季施工，温度高，室外极端气温达60℃；混凝土运送距离远，而工地地处市中心，交通拥堵，运送时间长，坍落度损失相当大，导致出厂混凝土坍落度大；现场混凝土表面失水快，易形成收缩裂缝。

底板厚度为1000mm，体积大，水化热积聚在混凝土内部难以释放，混凝土内部温度明显升高，而表面散热较快，形成较大的内外温差，从而容易产生温度裂缝。

侧墙跨度最大为32米，已偏离施工规范允许的跨度，容易产生收缩裂缝。

设计混凝土为C35P8HEA纤维混凝土，除底板能够进行水养护外，中板及侧墙都不能进行有效养护，不仅不能使HEA微膨胀性能得到有效发挥，还吸收水分，使混凝土失水产生裂缝。

三、为控制裂缝采取的技术措施

与项目部沟通，尽量在夜间施工，既避让了交通拥堵高峰，又避免了在气温最高时施工，大大减少了混凝土从出厂到现场时的坍落度损失，同时，我厂严格控制单方混凝土用水量，工作性的调节采用调节外加剂掺量的方法，从而最大限度的减少失水收缩裂缝的产生。

原材料的选择

水泥：尽量选用早期低水化热水泥，但由于材料和生产方面的限制，无法单独采购，我以控制水泥笔表面积的方法来控制水泥早期水化速度，选用比表面积≤350cm2/g的水泥，标准稠度需水量比≤28%普通硅酸盐水泥。

骨料：选择5-25mm新纪元的石子，要求石子针片状少，超规少，颗粒级配符合曲线要求，特别控制粘土和石粉等杂质含量。

砂应选择含泥量低、形状和级配良好、细度模数在中砂范围内的黄砂。不宜选用细砂和粗砂，因为细砂需要较多的胶结料来包裹，相对减少了富余浆体量，而粗砂保水性差，容易发生泌水现象。砂率是影响混凝土拌和物流动性的一个主要因素。适宜的砂率可以减少粗集　　外加剂及掺和料：我厂采用聚羧酸外加剂，既增加混凝土的流动性，减少坍落度经时损失，又可以大幅度降低用水量，从而大大降低水泥水量，另外，增大矿粉和粉煤灰的掺量，从而最大限度地降低水泥用量，均起到减少水化热的产生，降低温差裂缝和水化收缩裂缝的作用。

针对侧墙跨度大，养护条件难保证的特点，我们与施工单位多次沟通，施工方同意调整混凝土中不掺加HEA微膨胀剂，同时降低钢筋规格，增大布筋密度，延长拆模时间的措施来减少裂缝的出现。

配合比的确定

经过多次分析研究和试验，分别确定几个不同部位的配合比。

A、底板C35P8：底板采用双掺，同时提高粉煤灰和矿粉的掺量，掺和料占到了胶凝材料总量的48%,水胶比为0.43。

B、中板及顶板C35：采用只掺加纤维，同时适当降低掺和料掺加比例的措施，掺和料占胶凝材料总量的38%，水胶比为0.44。

C、侧墙C35P8：不掺加HEA微膨胀剂和纤维，与底板基准配比同，只是掺和料占胶凝材料总量的38%，水胶比为0.43。

加强生产、运输过程控制

安排试验室人员随时监控砂石含水率，及时根据砂石的实际含水率调整配合比，确保混凝土工作性符合技术要求，原材料称量精度满足要求，严格执行既定配合比。增加混凝土出厂检验频次，提高坍落度抽检频率，派试验室人员到施工现场，随时反应现场情况，保证混凝土质量符合要求。

要求驾驶员在拌车装料前必须反转出拌车内的积水，在运输过程中，必须始终保持拌筒的低速旋转，任何时侯不得在拌车内加水。

为满足工地要求120±30mm的坍落度，要考虑坍落度经时损失，根据天气状况适当放大或缩小混凝土出厂坍落度。

搅拌车在卸料前，要求高速运作一分钟，确保进入泵车受料斗的混凝土质量均匀。

控制混凝土浇灌温度，尽量降低混凝土最高温升，减少内外温差，减少冷量损失。可在泵车输送管上覆盖一层草袋，经常喷洒冷水，减少混凝土泵送过程中吸收太阳辐射。

在混凝土施工前做好充分准备，对模板、钢筋绑扎等工作准备到位并有专人检查。混凝土分块施工，对混凝土布料方向、分层厚度、间隔时间、振捣、表面处理及混凝土泌水的排除等方面进行重点监督。振捣混凝土时“快插慢拔”，防止混凝土发生分成，离析现象。

养护

在尽量减少混凝土内部温升的前提下，大体积混凝土的养护是一项关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度条件，保温的目的有两个：其一是减少混凝土表面的热扩散，减少混凝土表面的温度梯度，防止表面裂缝产生；其二是延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料松弛特性，使平均总温差对混凝土产生的拉应力小于混凝土的抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝。潮湿养护的作用是：首先刚浇灌不久的混凝土，尚处于凝固硬化阶段，水化速度较快，适宜的潮湿环境可防止混凝土表面的脱水而产生干缩裂缝；其次是混凝土在保温及潮湿条件下可使水泥的水化作用顺利进行，提高混凝土极限拉伸和抗拉强度。

外滩地下开发工程，对底板、内衬墙、顶板等结构采取了不同的养护措施。

底板在混凝土表面用木蟹抹平后，立即用一层塑料薄膜和麻袋覆盖，进行保温保湿养护，并派专人浇水。

内衬墙：对楼面结构所有洞口覆盖彩条布进行临时封堵，以防止结构内部出现穿堂风；混凝土浇捣前，在内衬墙内模板外悬挂一层草包，并用铅丝与模板绑扎牢固；内衬墙模板拆除后，即喷涂一度高效混凝土养护剂进行养护。

顶板防水混凝土养护：混凝土终凝后，立即覆盖麻袋，并定时浇水养护，时间不少于2周。

四、工程小结

外滩地下空间开发工程施工已基本结束，经过我厂和施工方的共同努力和密切配合，主体的8块底板及中、顶板、侧墙均未出现有害裂缝，同时最大限度上避免和控制了微裂缝的数量和宽度，为上海市重点工程交出了较圆满的答卷，得到了施工方的好评，同时，为我厂在以后的混凝土供应提供了技术储备和宝贵经验，为增强企业的综合实力和竞争力打下了坚实基础。