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1、地下混凝土挡土墙构造防渗抗裂施工方法的分析与争论地下混凝土构造裂缝的掌握是国内建筑业始终以来不断探究的技术难题。为削减或消退裂缝及渗漏难题，本人对裂缝及渗漏产生的缘由进展了系统的分析， 并通过在中州分公司运输部卸车线改造挡土墙施工工程中承受工艺施工，该工程完工后经过近一年的观看，没有觉察超过标准要求的裂缝及渗漏现象，效果良好。1. 特点结合设计、材料、施工技术三方面，提出了防止地下混凝土构造开裂及渗漏问题，与传统技术相比，本工法在保证质量、降低造价、节能环保等方面优势明显。2. 适用范围适用于超长及大体积混凝土构造地下工程。3. 工程概况该工程主要目的为保护铁路路基而设置的挡土墙，长 220m
2、，宽 900mm，L 形筏板根底，底板宽度 3m，高 1.2m，底板埋深 2m，总高度 3.5m，整体承受 C30 抗渗混凝土浇注，混凝土承受 S6 的抗渗等级。4. 工艺原理在设计方面，充分利用后浇带、膨胀缝的原理削减超长混凝土构造的收缩应力，掌握其裂缝;在材料方面，通过掺加粉煤灰、聚丙烯纤维、外加剂等措施， 优化混凝土配比，降低混凝土水化热，增加混凝土抗裂性能 ;在施工方面，形成包括钢筋、模板、混凝土浇注等系统全面的抗裂防渗综合施工技术，保证混凝土构造施工力气。5. 设计及构造要求5.1 后浇带、加强带1） 后浇带按作用分为三种：后浇沉降带，解决不均匀沉降;后浇收缩带，解决钢筋混凝土收缩变
3、形;后浇温度带，解决混凝土温度应力。2） 设置及构造包括：后浇带应设置在应力和变形较小的部位，宽度 7001000mm;间距 3060m。后浇收缩带主筋可不断开，如必需断开时，主筋应焊接连接;沉降式后浇带主筋应断开，主筋应搭接。搭接长度45d。后浇带部位钢筋应严格依据设计要求设附加钢筋。后浇带应承受补偿收缩混凝土，其强度等级应比两侧混凝土高一个等级。3） 浇注时间：后浇带混凝土的浇注时间应依据设计要求确定，如设计无要求时，收缩后浇带混凝土一般在两侧混凝土浇注完 42d 前方可浇注，沉降后浇带混凝土应在相邻两侧构造满足设计允许的沉降差异前方可浇注。4） 膨胀加强带：膨胀加强带分为连续和间歇式两种
4、。连续式加强带同其两侧的混凝土一次连续浇注完成;间歇式加强带的混凝土在前一施工段混凝土浇注后，随相邻的下一施工段的混凝土一起浇注。膨胀加强带部位混凝土膨胀剂的掺量比其两侧高，带内混凝土强度比两侧提高一个等级。加强带的间距应通过计算确定，宜在 3050m。膨胀加强带宽度一般为 23m。连续式加强带两侧挂弥补钢丝网，网孔直径10mm。加强带中钢筋配筋率宜提高 10%15%，伸入两侧混凝土各 1m。施工时，先确定膨胀加强带的位置并挂网，每隔 200mm 设置1 根竖向 16 钢筋予以加固，其上下均应留出 30mm 厚混凝土保护层，钢丝网应与上下层水平钢筋计竖向加固筋绑扎或焊接结实，加强带构造如图 1
5、 所示。间歇式加强带施工缝一侧同后浇带的构造，另一侧同连续浇注的加强带。5.2 墙体水平分布筋为了掌握墙体构造因混凝土收缩而产生的裂缝，墙体水平分布筋除应满足强度计算要求外，其配筋率不宜小于 0.4%，水平钢筋直径不宜过大，间距不大于150mm，墙体中部水平钢筋间距宜适当加密，间距不宜大于 100mm，即水平筋应承受“细而密”的配筋原则。水平钢筋宜设置于竖向钢筋外侧。5.3 混凝土强度等级为了降低水泥用量，削减混凝土收缩，底板混凝土强度等级不超过C40，墙体混凝土强度等级不超过 C45。掺加粉煤灰的混凝土在征得设计同意后，其强度可依据 60d 龄期评定。5.4 滑动层和缓冲层为了削减地基对底板
6、的约束，从而减小混凝土底板内的收缩应力，可在地基与底板设置滑动层和缓冲层。1） 滑动层做法：在防水层上满铺 1 层 1020mm 厚的细砂作为滑动层，然后在滑动层上铺设 1 层油毡隔离层，最终浇筑细石混凝土保护层。2） 缓冲层用于底板局部嵌入基底部位，如下返梁和集水坑的侧面，其做法为在防水层和防水保护层间加设 30-50mm 厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料， 已消退嵌固作用，释放约束应力，如图 2 所示。5.5 外盲沟为降低地下外侧水位，以削减混凝土构造的水压力，可在地下底板外侧设盲沟，并利用地势走向和排水管道将水排出，其构造如图 3 所示。也可承受盲沟结合集水井的方法，利用排水泵。6. 工艺
7、流程及操作要点6.1 工艺流程定位放线垫层混凝土浇注防水找平层施工防水层施工防水保护层施工定位放线底板钢筋绑扎底板模板支设底板混凝土浇注挡土墙浇注后浇带清理及混凝土浇注渗漏水处理土方回填。6.2 操作要点6.2.1 钢筋工程 1钢筋接头形式：钢筋接头形式主要有搭接、焊接、机械连接等，其中机械连接接头性能牢靠，施工便利快捷，直径20mm 的钢筋接头应选用机械连接， 机械连接中宜优先选用剥肋直螺纹和镦粗直螺栓连接方式，不宜搭接。2） 钢筋保护层：地下迎水面钢筋保护层 50mm，梁柱钢筋保护层 30mm， 墙体钢筋保护层为 15mm。墙体保护层垫块宜承受成品塑料垫块，布置间距1m 底板宜承受型水泥砂
8、浆保护层垫块;上返梁模板支架处应增设保护层垫块。施工中应严格掌握钢筋保护层厚度，尤其是迎水面钢筋保护层厚度，以保证混凝土自防水的质量。3） 钢筋绑扎：钢筋穿插点应全部穿插扣绑扎，火烧丝尾部要弯入钢筋网以内，全部绑扎搭接处3 个扣，且不得用斜扣，扎丝严禁與模板接触。6.2.2 模板工程 1底板侧模：底板侧模一般应依据防水材料种类来选择。涂料类防水材料一般承受木模版，不宜承受钢模版。卷材类防水材料应承受砖胎模，做法如图4所示。2上返梁模板：为保证上返梁部位混凝土密实，可承受二次浇注，即先浇注底板混凝土，待其终凝并到达肯定强度后，再行支设上返梁模板，该方法模板支设较简便。假设底板与上返梁一起浇注，则
9、上返梁应承受吊模。3） 外墙模板：外墙模板宜承受竹质胶合板，加固系统承受木方、钢管、对拉螺栓以及钢筋斜撑等。外墙模板及加固系统应通过计算确定具体尺寸。对拉螺栓设备应进展计算，间距不宜过密，以削减外墙渗漏隐患。对拉螺栓中间设止水钢片，尺寸80mm80mm，厚度3mm，并应双面满焊。同时在墙体迎水面一侧加设橡胶堵头，在模板撤除后取出，沿凹槽底部将螺栓割除，凹槽处承受防水砂浆分层抹实。外墙模板如图 5 所示。外墙模板也可承受型工具式对拉螺栓， 即预埋局部为一次性材料，紧固局部为可拆卸的周转工具。外墙模板的撤除为保证对拉螺栓与混凝土结合结实，避开对拉螺栓部位形成渗漏通路，应待混凝土到达肯定强度约 3d
10、后，方可松动对拉螺栓撤除外墙模板。为保证墙体混凝土养护时间，模板应 7d 后撤除。4） 后浇带模板：底板后浇带模板不应承受钢丝网加钢筋支撑的形式，宜承受木模版。模板支设在钢筋骨架内，其内侧依据止水条尺寸用木条留出凹槽。外墙后浇带模板为提前回填地下外墙土方，加快工程进度，可承受砖模将外墙后浇带封闭，也可承受钢板。然后，在砖模外外表抹灰找平，并做防水层及砂浆保护层。顶板后浇带早拆模板体系为使后浇带模板量与其他梁板模板同时拆 除，以削减模板的占用量，提高材料的周转使用率，后浇带模板宜承受早拆模板体系，即在后浇带位置的大梁下设早拆柱头，模板撤除后，仍保存支撑系统。6.2.3 混凝土工程6.2.3.1
11、混凝土浇注混凝土浇注应按设计后浇带加强带的位置分区流水施工，各区段混凝土要求一次浇注完成。1） 底板混凝土浇注：为提高混凝土泵送效率，避开消灭冷缝，底板混凝土浇注宜承受“一个坡度、薄层浇注、循序推动、一次到顶”的连续浇注方法。浇筑时，混凝土自然流淌形成斜坡，在下层混凝土初凝前浇注上层混凝土，分层厚度宜掌握在 500mm 内。每个浇注带前后各布置 2 道振动器，第 1 道布置在混凝土的卸料点，保证上部混凝土振实;第 2 道布置在混凝土坡角处，保证下部混凝土密实。为防止混凝土集中积存，先振捣出料口混凝土，形成自然流淌坡度，然后再全面振捣。按已引测的标高掌握点，严格掌握混凝土顶面标高和外表平坦度。用
12、刮尺将混凝土外表刮平后，再用长木抹子抹压;混凝土初凝前在进展二次抹压， 以防止产生塑性裂缝。2） 墙体混凝土浇注：墙体混凝土浇注前，应在浇注混凝土的结合处均匀浇注 50mm 厚与墙体混凝土强度等级一样的水泥砂浆或石子减半混凝土。混凝土应实行自由斜坡流淌，分层浇注振捣的方法，每次浇注高度不得超过1m;混凝土下料点应分散布置，不得集中一处用振捣棒引料流淌的下料方法。6.2.3.2 大体积混凝土温度监控措施加强混凝土的测温工作，实行信息化治理，随时掌握混凝土内温度变化，并做好测温记录，以准时调整保温与养护措施，防止消灭有害裂缝。混凝土中部与外表的温差及外表与环境的温差掌握在 25之内。承受电阻测温仪
13、测温，每一侧点埋设上、中、下 3 个电阻。上外表测温点设在混凝土外表下 50-100mm 处， 中部测温点设在混凝土的中间位置。混凝土浇注后 12h 开头测温间隔 6h;48h 后间隔 4h;96h 后间隔 6h;7d 后间隔 1d;14d 后测温完毕。全部测点与墙体插筋绑在一起，并设置警示标识，安排专人看管，防止人为破坏。6.2.3.3 混凝土养护养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施，必需充分重视，并制定养护方案， 派专人负责。1） 混凝土浇注完毕分散后即须进展妥当的保温、保湿养护，尽量避开急剧枯燥、温度急剧变化、振动机外力扰动。对硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于
14、 7d;对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不得少于 14d。2） 底板及大体积混凝土养护：可承受掩盖薄膜级麻袋或草帘的保温、保湿养护方法。当环境温度不低于 10时，也可在混凝土浇注完毕硬化后，蓄水100mm 养护，养护时间14d。大体积混凝土必需依据测温记录承受保温、保湿养护，并准时调整保温及养护措施。为防止混凝土降温过快而引起开裂，应在混凝土内部温度降低并趋于稳定后，方可浇水养护。3） 外墙混凝土养护：拆模时间不宜过早带模 7d，可带模浇水养护。模板撤除后，可在墙体顶部架设喷淋管与墙体螺栓扎牢，持续浇水养护，养护时间14d 也可在墙两侧覆挂麻袋或草帘等掩盖物，连续喷水养护。4） 冬期施工
15、不能向暴露部位的混凝土直接浇水养护，应用塑料薄膜和保温材料进展保温、保湿养护。保温材料的厚度应经热工计算确定。6.2.4 后浇带及加强带施工6.2.4.1 止水带 1缓胀型膨胀止水条：将施工缝凿毛并清理干净，粘贴止水条时，粘贴界面应根本枯燥，以不影响止水条的粘接定位为原则。将止水条嵌入预留槽内，通过隔离纸向止水条均匀施压，使止水条贴紧粘牢在基层上。将止水条搭接端部剪掉一小段，露出粘性端面，然后将两端面粘结压紧。竖向缝应每隔 0.5m 用钢钉固定。止水条与施工缝界面粘贴要严密，不被浮渣等阻隔，沿施工缝粘贴止水条不得留断点。止水条定位完毕后应准时浇注混凝土，以避开被雨水或其它侵入水侵泡。混凝土振捣
16、时应避开振捣棒触及止水条。6.2.4.2 底板后浇带保护及清理为削减后浇带内的杂物，底板后浇带留置期间，可实行肯定的遮挡保护措施， 如图 6 所示。为便于清理底板后浇带内的杂物及水，后浇带下部的凹槽沿长度方向应有 0.5%的坡度，并可在后浇带端部设集水坑，将后浇带内的水排向集水坑。6.2.5 混凝土澆注 1后浇带混凝土浇筑前，应先去除垃圾，清理钢筋计松动的混凝土;将两侧混凝土界面凿毛，用水冲洗干净并充分潮湿，然后在混凝土界面上涂刷界面处理剂或素水泥浆。2加强混凝土振捣，以混凝土不泛浆、不出气泡为准，不得过振。3） 加强对混凝土原材料和搅拌混凝土计量的治理，必需保证外加剂的掺量符合设计要求。4）
17、 混凝土浇注完成，外表至少搓平 3 次，最终一次搓平压实应在混凝土接近初凝时进展，必要时也可进展二次振捣，以保证混凝土不产生沉缩裂缝。5） 膨胀加强带混凝土浇注：混凝土浇注从一边推动，浇至加强带时，承受大渗量膨胀剂的混凝土浇注加强带;加强带内混凝土不得同底板其他部位的混凝土混用。必需保证加强带及其两侧混凝土浇注均在初凝期前完成，并应加强结合处混凝土振捣。6） 间歇式加强带混凝土浇注与后浇带混凝土浇注一样。6.2.6 养护加强后浇带及膨胀加强带处混凝土在最终一次抹压后，应马上掩盖塑料薄膜并加盖草袋进展保湿、保温养护，养护时间15d。墙体加强带可承受模浇水或覆膜、覆膜保湿养护。7. 材料与设备7.
18、1 材料本工法中所涉及的材料主要包括混凝土、钢筋、模板等，其中对混凝土的材料要求如下。7.1.1 混凝土协作比设计原则地下混凝土的协作比除应按一般混凝土协作比设计规程JGJ55-2023 的规定，依据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性进展协作比设计外，其配置的混凝土还应符合以下规定：干缩率混凝土 90d 的干缩率宜0.06%。坍塌度在满足施工要求的条件下，尽量承受较小的混凝土坍塌度 ;地下混凝土的坍塌度可掌握在 140160mm。水胶比应尽量承受较小的水胶比。混凝土水胶比不宜大于 0.60;在满足工作性能要求的前提下，应承受较小的砂率，砂率宜掌握在 35%45%。水泥及矿物掺和料用量在满
19、足强度的状况下，尽量削减水泥用量，水泥用量不宜大于 350kg/m3;可掺加肯定数量的矿物掺和料替代水泥，粉煤灰可替代水泥 10%30%，矿渣粉不宜超过水泥用量的 50%。用水量不宜大于180kg/m3。地下底板、挡墙、后浇带及加强带部位的混凝土应掺加膨胀剂配制成补偿收缩混凝土。为提高混凝土的抗裂性能，可掺加 0.70.9kg/m3 的聚丙烯纤维。7.1.2 原材料要求1） 水泥宜用中、低水化热水泥，不应承受早强型水泥，如：硅酸盐水泥、一般硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥;对抗裂抗渗要求较高的混凝土，所用水泥的铝酸三钙C3A含量不宜大于 8%，使用时水泥的温度不宜超过 60;水泥的强度不应低于 32
20、.5MPa。2） 骨料：防水混凝土所用砂、石应符合以下规定：砂宜承受中砂，要符合一般混凝土用砂质量标准及检验方法JGJ52-2023 的规定;石子选用级配良好的碎石，粒径在 531mm，含泥量1%，并应符合一般混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法 JGJ53-2023;未避开碱骨料反响，混凝土应承受非碱活性骨料，每立方米防水混凝土中各类材料的总碱量不得大于 3kg。3） 矿物掺和料：可在混凝土中掺加 II 或 I 级优质粉煤灰及磨细矿渣粉。所用矿物掺和料应分别符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596-2023.用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T18046-2023。4） 外加剂：为削
21、减用水量和限制混凝土的膨胀，起到补偿收缩作用，可承受高效减水剂或膨胀剂。所用外加剂应分别符合混凝土外加剂GB8076-2023，混凝土泵送剂JC473-2023，混凝土膨胀剂JC476-2023，混凝土外加剂应用技术标准GB50119-2023 等规定。5） 聚丙烯纤维：在混凝土内掺加聚丙烯纤维可以改善混凝土的性能，提高抗拉强度和韧性，并能有效地掌握混凝土的非构造裂缝，是混凝土阻裂的重要措施。8. 机具设备本工作中涉及的主要机具设备包括：混凝土输送泵、混凝土罐车、混凝土振动器、钢筋切断机、钢筋弯曲机、卷扬机、电焊机、圆盘锯、灰浆搅拌机等。9. 质量掌握9.1 主要执行标准建筑地基根底设计标准G
22、B50009-2023 ，混凝土机构设计标准GB50009-2023高层建筑箱形与筏形根底技术标准JGJ6-99，建筑地基根底工程施工质量验收标准GB50202-2023，地下工程防水技术标准GB50108-2023，地下防水工程质量验收标准GB50208-2023，混凝土构造工程施工质量验收标准GB50204-2023，混凝土泵送施工技术规程JGJ/T10-95，混凝土外加剂应用技术标准 GB50119-2023，一般混凝土协作比设计规程 JGJ55-2023、 J64-2023，用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB1596-2023，用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T18046-2023
23、.9.2 其他质量掌握措施1） 认真审学图纸，作好同业主、监理及设计的沟通，统一思想，统一生疏; 对图纸中影响施工的设计问题须结合工作实际向设计提出恰当的建议，以保证工程质量，满足设计要求。2） 对混凝土协作比要提前进展优化设计，同时要加强对混凝土生产环节的质量掌握，在生产过程中，要不断检查和抽查混凝土搅拌、计量、协作比、材料、搅拌时间、用水量、外加剂及纤维使用状况是否符合规定。3） 施工过程中对关键掌握环节要有具体的技术保证措施，并完善工序掌握，做到层层交底，保证按已定方案施工。10. 安全措施1） 模板应按设計要求制板面荷载，不得集中堆放脚手架杆、钢筋、混凝土泵送管等材料和机具，防止施工荷
24、载过于集中导致模板变形、失稳。2） 基坑四周应设置钢管护栏，并刷红白相间油漆，以保证现场施工人员的安全。3加强基坑位移监测，坑内作业时随时留意边坡变化，一旦觉察裂缝且有进展趋势，应马上通知施工现场人员撤离至安全地带，并准时汇报。4） 对各种施工机具塔吊、泵车、钢筋加工机械等在使用前应由工程部专职安全员对操作员进展安全技术交底，并将使用留意事项制作标牌悬挂于操作规程。5） 加强现场临时用电治理，预防电气设备线路损坏伤人。6） 加强现场混凝土的泵送治理，泵管出料口和混凝土堵管拆接头时，操作人员头部、脸部不要正对该部位，以免突然喷出混凝土伤人。11. 环保措施1） 混凝土中掺加粉煤灰以代替局部水泥，
25、做到废物的综合利用，削减环境污染。2） 扬尘污染掌握承受商品混凝土以削减水泥、砂、石等造成的现场扬尘污染，使扬尘指标掌握在规定范围内。3） 噪声污染掌握钢筋、模板加工区避开生活及办公区，掌握混凝土浇注、钢筋加工等工序的场界噪声限制为：夜间55dB、白天75dB、混凝土振捣棒宜承受环保型低噪声产品或实行相应降噪措施，以避开对工人及周边环境造成噪声危害。4） 冲洗出场区的混凝土运输车，防止污染周边的道路。冲洗混凝土泵车、输送管等的污水应流入现场的明沟及沉淀池中。5） 标准场区治理依据标准化工地的要求标准场区治理，使进入场区的材料、设备、撤除的周转材料等依据要求有序堆放。12. 施工状况本工程为超长
26、大面积地下混凝土工程，地下混凝土构造的抗裂防渗掌握是一项极为重要的工作，方案确定及施工过程中承受了多项掌握措施。混凝土承受S6 的抗渗等级，其中底板和顶板的细石混凝土保护层之间设置了 5mm 厚粉砂滑动减阻层，有效地削减了对墙体的约束，从而削减混凝土底板内的收缩应力，避开了超长大面积混凝土构造自身收缩所造成的应力集中，可有效降低混凝土消灭裂缝的可能性。本工程底板面积较大，施工过程中设置了 2 道宽 3m 的贯穿性间歇式膨胀带， 间歇式膨胀带浇注在其两侧混凝土浇注完后 10d，用提高一级强度的混凝土，并掺加水泥用量 3%的 FZ 系列抗裂膨胀剂。同时，在由间歇式膨胀带所分隔的每个施工区段的中部设
27、宽 3m 的非间歇式膨胀带，将每个施工区段分隔为约 35m 宽的施工区段。非间歇式膨胀带混凝土强度等级同两侧的混凝土强度等级，但是其混凝土中掺加水泥用量 3%的 FZ 系列抗裂膨胀剂及用于区分混凝土颜色的氧化铁红，以避开非间歇式膨胀带的混凝土和两侧的混凝土在浇注过程中混淆，从而影响抗裂防渗效果。13. 抗裂防渗结果评价整个工程完毕后对抗裂防渗效果进展检查，通过以上多项措施的实施，效果显著。在工程靠近道路一侧220m 长的地下挡土墙上共觉察 7 道裂缝，通过专家现场查验，这些裂缝宽度均在 0.2mm 以内，无需做处理，整个地下挡土墙无渗漏。作者简介：尹志同：中国铝业中州分公司中州铝建设土工分公司经理，工程师，中南大学土木工程系本科學历。长期从事现场施工治理，曾担当该公司多个土建工程经理，取得部优工程、先进生产者等多项荣誉。