隧道工程夏季施工混凝土裂縫控制建議措施

1、2021 年 3 月 29 日竺山湖隧道工程夏季混凝土施工裂縫控制建議措施用心建筑美好生命BUILD YOUR DREAM徐可 高級工程師/技術(shù)主管CONTENTS目 錄夏季混凝土施工常見問題夏季施工混凝土質(zhì)量控制措施12類似工程應(yīng)用案例3PART1夏季混凝土施工常見問題無錫地區(qū)全年歷史平均溫度變化氣溫高于30，混凝土拌合物溫度在3035、同時空氣相對濕度小于80%時，應(yīng)按高溫期施工的規(guī)定進(jìn)行。夏季混凝土施工常見問題氣溫高濕度低日照長原材料溫度高，拌合物入模溫度高；實體混凝土溫升高，早期放熱加快；拌合物失水快，施工狀態(tài)波動大 ；混凝土表面水分蒸發(fā)快，養(yǎng)護(hù)要求高；夏季環(huán)境及混凝土特點夏季混凝土施

2、工常見問題常見問題1： 入模溫度及溫升的提高，增加了混凝土溫度開裂風(fēng)險。夏季混凝土施工常見問題常見問題2：濕度的降低，日照的增長，加速了水分的散失，提高了塑性階段及干燥階段開裂的幾率。泌水速率蒸發(fā)速率泌水速率蒸發(fā)速率夏季混凝土施工常見問題常見問題3： 拌合物施工性能差，引起的加水，混凝土蜂窩麻面以及冷縫問題。夏季混凝土施工常見問題常見問題4： 進(jìn)入暗埋段，單側(cè)支模施工，除收到底板上返導(dǎo)墻豎向混凝土約束外，還受到側(cè)向約束。綜上： 針對夏季施工特點及常見問題，應(yīng)提前做好質(zhì)量過程管控計劃。PART2夏季施工混凝土裂縫控制措施 整體思路夏季施工混凝土裂縫控制措施控制溫度夏季施工混凝土裂縫控制措施溫度相

3、關(guān)濕度相關(guān)施工過程管理相關(guān)規(guī)范施工加強(qiáng)管理原材料控制混凝土配合比設(shè)計溫控型抗裂劑活性調(diào)整砼配制制技術(shù)功能材料澆筑振搗規(guī)范合理設(shè)置施工段錯溫施工設(shè)置測溫點根據(jù)溫度確定拆模保溫保濕養(yǎng)護(hù)施工過程措施溫升過高，降溫過快拆模過早，陽光直射造成失水過快混凝土施工性能差澆筑不連續(xù)，振搗不密實模板擾動，養(yǎng)護(hù)不足。責(zé)任不明確，落實不足事前后定期排查明確職責(zé)專人專項落實要求與整改管理措施類型典型問題 關(guān)鍵途徑技術(shù)措施協(xié)調(diào)收縮其中：限制膨脹率2 極限拉伸值SK 總收縮Sm補(bǔ)償收縮設(shè)計 ：|2 - Sm| |SK|混凝土溫降補(bǔ)償抗裂技術(shù)補(bǔ)償收縮混凝土抗裂劑產(chǎn)品調(diào)控原理固相體積增大118% 菱鎂礦經(jīng)過適當(dāng)溫度的煅燒、粉

4、磨制備而成的混凝土添加劑，將其摻入混凝土后，可使混凝土具備一定長齡期持續(xù)膨脹的特性。作用機(jī)理利用MgO獨特的具有延遲膨脹和長期穩(wěn)定的微膨脹變形，補(bǔ)償混凝土的溫降收縮和干燥收縮?？沽褎┊a(chǎn)品調(diào)控原理膨脹效能持久膨脹產(chǎn)物 Mg(OH)2(水鎂石)自然界穩(wěn)定存在；難溶于水（1.9mg/L)；自然條件下與CO2不反應(yīng)，抗碳化能力強(qiáng)。氧化鎂膨脹劑特點項目混凝土強(qiáng)度等級C35C50自由膨脹率(0.06%）0.029%0.040%劈裂抗壓強(qiáng)度比(85%）96%98%無彎曲龜裂無彎曲龜裂無彎曲龜裂判定安定性合格安定性合格需水量小膨脹可調(diào)控設(shè)計膨脹產(chǎn)物穩(wěn)定MgO活性對限制膨脹率的影響,40MgO膨脹材料抗裂劑產(chǎn)品

5、調(diào)控原理混凝土溫降補(bǔ)償抗裂技術(shù)補(bǔ)償收縮混凝土初長測試溫峰時間60溫度匹配曲線與抗裂劑砂漿限制膨脹率 氧化鈣-硫鋁酸鈣膨脹源（GX，國標(biāo)二型）在試件溫度達(dá)到溫峰后基本再無增長，趨勢與空白基本一致。 氧化鎂類（R、M、S）試件達(dá)到溫峰后，在降溫階段膨脹率依然有較好的發(fā)揮，膨脹效果大小為MSR。抗裂劑產(chǎn)品調(diào)控原理“氧化鈣-硫鋁酸鈣” 組分膨脹源。氧化鈣類膨脹熟料氧化鈣-硫鋁復(fù)合膨脹熟料性能特點：膨脹能大，反應(yīng)快，對混凝土強(qiáng)度無影響，適宜于冬季施工。鈣類膨脹劑特點抗裂劑產(chǎn)品調(diào)控原理鈣鎂復(fù)合抗裂劑硫鋁酸鈣-氧化鈣膨脹劑在結(jié)構(gòu)混凝土溫升階段產(chǎn)生較大的膨脹變形，可補(bǔ)償混凝土的自收縮等早期收縮變形并在混凝土中

6、儲存預(yù)壓應(yīng)力；特定水化活性氧化鎂膨脹劑的延遲膨脹特性，補(bǔ)償結(jié)構(gòu)混凝土的溫降收縮和后期干燥收縮；實現(xiàn)分階段、全過程補(bǔ)償混凝土收縮變形。MgO 與國標(biāo)II 復(fù)配的砂漿試件各齡期與1d 限制膨脹率差值 （40水養(yǎng)護(hù)） 抗裂劑產(chǎn)品調(diào)控原理水化熱調(diào)控組分通過分子結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)設(shè)計，不斷溶解-吸附于水泥顆粒表面，調(diào)控水化加速期的水化速度（降低了72.4%；7d水化熱降低了30.7%。 1-5d混凝土升溫速率明顯降低，3d絕熱溫升降低17；不改變總放熱量，降低加速期水化放速率，配合一定散熱條件，降低混凝土結(jié)構(gòu)溫升抗裂劑產(chǎn)品調(diào)控原理 高性能膨脹抗裂劑水泥水化熱降低率：24h：51.6% 7d：10.6%溫峰值低

7、5水泥水化熱曲線（水灰比1.0，C80微熱量儀）水泥水化熱曲線（水灰比0.4，TA等溫量熱儀）抗裂劑產(chǎn)品調(diào)控原理竺山湖隧道混凝土裂縫控制技術(shù) 高性能膨脹抗裂劑20水中養(yǎng)護(hù)膠砂試件的膨脹率和抗壓強(qiáng)度發(fā)展曲限制膨脹率：水中7d：0.065% 14d：0.015%強(qiáng)度基本無影響混凝土原材料初長測試溫峰時間 抗裂劑產(chǎn)品1）主要膨脹組分由冬季R活性調(diào)整至M型，活性指數(shù)控制120180s之間。2）適當(dāng)調(diào)整水化熱調(diào)控組分，提高抑制組分比例，但不影響膨脹組分反應(yīng)時間。3）摻量建議保持7%不變。（因夏季溫度及干燥收縮增大）原材料控制1）水泥：PO42.5普通硅酸鹽水泥，比表面積300m2/kg，且350m2/k

8、g。2）粉煤灰：選用F類級以上粉煤灰，45m方孔篩篩余25%，比表面積400m2/kg。3）細(xì)骨料：選用區(qū)中砂，含泥量2.0%。 材料穩(wěn)定。4）粗骨料：選用二級單粒級碎石，不宜使用卵石、碎卵石。水泥細(xì)度與放熱總量的關(guān)系含泥量與收縮關(guān)系 混凝土原材料混凝土配合比設(shè)計 混凝土配合比建議采用大摻量礦物摻合料混凝土技術(shù)。1）單摻粉煤灰，摻量占膠凝材料總量的25%左右，以60d或90d齡期對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行驗收。2）設(shè)計坍落度18020mm，容重2350kg/m3；入模 溫升 33 37 28 32施工過程控制措施隧道混凝土施工過程三源公司技術(shù)工程師參與控制混凝土拌合物質(zhì)量、澆筑、振搗、抹面、養(yǎng)護(hù)、溫度與

9、應(yīng)變監(jiān)測等全過程。傍晚或夜間施工，加冰拌和，混凝土入模溫度28，溫升35。現(xiàn)場混凝土坍落度要求：頂板、側(cè)墻混凝土160200mm，無泌水離析。嚴(yán)禁現(xiàn)場混凝土加水，模板內(nèi)有積水時不得澆筑?，F(xiàn)場工人振搗密實、不得過振、欠振?；炷帘韺訙囟扰c環(huán)境溫度20，拆模時間。專人負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)工作，不同環(huán)境溫度和結(jié)構(gòu)部位提出養(yǎng)護(hù)方案。施工過程控制措施隧道混凝土施工過程合理設(shè)置施工段位置原設(shè)計變形縫距離數(shù)量墻高/m墻厚/m建議施工縫間距施工縫數(shù)量敞開段（無頂板）25m6段1.3-4.80.9-125m0敞開段（無頂板）30m5段4.8-8.41.1-1.315m2暗埋段50m1段7.351.325m2暗埋段55m

10、1段7.851.418.3m3暗埋段47m1段8.351.523.5m2暗埋段69m1段8.351.523m3暗埋段24m1段8.351.524m0暗埋段25m1段8.351.525m0暗埋段45m1段8.351.522.5m2暗埋段60m1段8.351.520m2暗埋段30m2段8.351.515m2暗埋段35m1段8.351.517.5m2暗埋段40m1段8.351.520m2暗埋段60m最多8.351.520m3單次施工段長度25m,相鄰段澆筑間隔7d,可跳槽施工隧施工過程控制措施隧道混凝土施工過程結(jié)構(gòu)類型施工控制要點澆筑抹面拆模養(yǎng)護(hù)底板/頂板結(jié)構(gòu)連續(xù)分層澆筑施工，分層厚度500mm，振

11、點布置均勻。澆筑后攤平混凝土，進(jìn)行第一次抹面和收光；待混凝土終凝前，使用電抹刀進(jìn)行二次抹面混凝土強(qiáng)度70%后，拆完底模?；炷两K凝（約10h）后，需立即進(jìn)行保溫、保濕養(yǎng)護(hù)：（1）直接蓄水養(yǎng)護(hù)；或鋪蓋毛氈保濕材料；（2）保濕養(yǎng)護(hù)時間14d施工過程控制措施隧道混凝土施工工程結(jié)構(gòu)類型施工控制要點澆筑拆模養(yǎng)護(hù)側(cè)墻結(jié)構(gòu)連續(xù)分層澆筑，分層高度700mm，振點布置均勻。嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度，偏差10mm，且模板牢靠。帶模時間3d，且內(nèi)表溫差25，表面與環(huán)境溫差15。拆模后8h內(nèi)貼上一層水能量養(yǎng)護(hù)膜，灑一次水具有長時間保溫保濕效果（14d），外層再覆蓋1層保溫棉氈，搭接嚴(yán)密。養(yǎng)護(hù)時間14d,陽光直射墻體后續(xù)做遮

12、陽措施?；炷帘O(jiān)測設(shè)備布置增加測溫點，設(shè)置溫度預(yù)警點，關(guān)鍵溫度段增加測溫頻次，及時處理及反饋測溫結(jié)果。施工過程控制措施溫度監(jiān)測點結(jié)構(gòu)部位的位置備注中心溫度中心點應(yīng)變計監(jiān)測表面溫度距表面50mm處溫度傳感器監(jiān)測事前、事后定期排查，實施逐級交底。管理措施明確職責(zé)，專人專項：現(xiàn)場技術(shù)質(zhì)量控制職責(zé)，指定專人負(fù)責(zé)過程監(jiān)督，養(yǎng)護(hù)保證。設(shè)置備選方案，根據(jù)異常及時調(diào)整。建立快速反饋機(jī)制，過程不合規(guī)性及時落實整改。方案再好，貴在落實！PART3類似工程應(yīng)用案例項目概況 金雞湖隧道為連接中新大道東西的過湖主通道。全長約6.04Km，雙向6車道。計劃2022年底建成通車，是國內(nèi)首條穿越5A級湖泊景區(qū)的公軌共建超長明

13、挖法隧道。湖中段隧道長度約有3.3Km，箱體標(biāo)準(zhǔn)橫斷面外包尺寸約為38.9m7.8m。蘇州金雞湖隧道三標(biāo)項目特點主線隧道底板、側(cè)墻、頂板的最大厚度分別為1.3m、1.0m、1.3m，變形縫最大間距為67.5m，屬大體積混凝土；兩階段圍堰施工對隧道混凝土結(jié)構(gòu)整體連續(xù)性和體積穩(wěn)定性要求嚴(yán)格；工程量大，跨季節(jié)施工，施工環(huán)境復(fù)雜；最熱月均溫28.5，最高溫度：38.8 ；最冷月均溫：3，最低溫度：-5。明挖法隧道施工，主體結(jié)構(gòu)暴露在空氣中，受外部溫度變化影響較大；蘇州金雞湖隧道三標(biāo)夏季解決方案以氧化鎂為主要膨脹源，適量的水化熱調(diào)控材料及增強(qiáng)材料，補(bǔ)償溫降階段的收縮，及調(diào)節(jié)水化溫升時間。分段 “跳倉”施

14、工，一次施工段長度20m，控制間隔時間7d。采用大摻量礦物摻合料配合比設(shè)計，礦粉+粉煤灰占比35%，降低基礎(chǔ)水化熱。原材料溫度控制，并加冰及晚上澆筑，控制入模溫度。控制拆模時間3d,期后采用“水能量保水養(yǎng)護(hù)膜+毛氈”的方式養(yǎng)護(hù)14d.蘇州金雞湖隧道三標(biāo)配比優(yōu)化等級部位水水泥礦渣粉粉煤灰砂碎石減水劑高性能膨脹劑（溫控型）C35P8底板160260409074510255.0716側(cè)墻165260407074510254.8030頂板163260507074510254.8030混凝土配合比（單位/ kg/m3）坍落度試驗混凝土成型蘇州金雞湖隧道三標(biāo)入模溫度控制蘇州金雞湖隧道三標(biāo)養(yǎng)護(hù)措施第一次攤平

15、混凝土整平機(jī)二次收面收面后及時覆蓋薄膜覆蓋毛氈或土工布灑水側(cè)墻養(yǎng)護(hù)膜外側(cè)覆蓋一層毛氈拆模后采用專用養(yǎng)護(hù)膜保濕蘇州金雞湖隧道三標(biāo)數(shù)據(jù)分析應(yīng)變/蘇州金雞湖隧道三標(biāo)項目效果蘇州金雞湖隧道三標(biāo) 已完成底板混凝土澆筑24700m3，側(cè)墻澆筑4500m3，完成1100m，側(cè)墻澆筑2600m3，產(chǎn)品應(yīng)用效果良好。側(cè)墻拆模時效果圖側(cè)墻養(yǎng)護(hù)后實際效果圖底板養(yǎng)護(hù)過程底板實際效果圖蘇州軌道交通6號線港田路站項目概況車站長度外包長約483m，標(biāo)準(zhǔn)段外包寬20.7m，站臺寬度12m，為地下兩層單柱雙跨（局部雙柱三跨）框架結(jié)構(gòu)。有效站臺中心里程處底板埋深約為18.86m。車站采用明挖順作法施工，車站頂板上方為大部為錦溪河

16、，靠近大里程端局部區(qū)域頂板上方覆土為4.6m。 本次驗證段選擇的三段外墻（東西兩側(cè)），每段劃分下如圖，SY1為空白段；SY2為摻FQY（鎂質(zhì)高性能混凝土抗裂劑）+節(jié)水養(yǎng)護(hù)膜段；SY3為摻FQY+灑水養(yǎng)護(hù)段。分段間設(shè)置施工后澆帶。基礎(chǔ)底板厚度1000mm、外墻厚700mm、中板厚400mm、頂板800mm，負(fù)二層外墻水平施工縫留置高度4.6m，混凝土為C35P8，均采用單側(cè)支模。生產(chǎn)配合比(kg/m)水泥粉煤灰FQY砂石水外加劑300703081010241155.2注：強(qiáng)度等級C30，抗?jié)B等級P8。蘇州軌道交通6號線港田路站驗證段監(jiān)測點布置方案在側(cè)墻高度中心軸線位置，每個監(jiān)測點布置3個測點，分別位于混凝土表層（距單側(cè)模板50mm處）、中心（距單側(cè)模板350mm處）、內(nèi)表層（距單側(cè)模板650mm處）。蘇州軌道交通6號線港田路站拆模及保溫保濕養(yǎng)護(hù)SY1、SY2兩段外墻拆模時間均在34d（超過72h），鋼模板拆除后即進(jìn)行第一道吸水樹脂養(yǎng)護(hù)膜鋪貼，鋪貼完保濕養(yǎng)護(hù)膜后即進(jìn)行第二道土工布覆蓋，進(jìn)行保溫，保溫保濕養(yǎng)護(hù)時間均不少于14d。蘇州軌道交通6號線港田