上海虹桥综合交通枢纽东交通广场及磁浮虹桥站工程超大体积混凝土底板裂缝控制.pdf

第3 2 卷第4期 V0 1 _ 3 2 No ． 4 建筑施l - B U I L D I N G C O N S T R U C T 1 0 N 上海虹桥综合交通枢纽东交通广场及 磁 浮 虹 桥 站工 程 超 大 体 积 混凝 土 底板 裂缝控制 C r a c k C o n t r o l o v e r S u p e r Ma s s C o n c r e t e S l a b f o r P r o j e c t s of Ea s t Tr a ffi c Squa r e o f Sha ngh ai Hongqi a o I n t e gr a t e d ’ Tr a n s p or t a t i on Hu b a nd M a gl e v Hong qi a o St a t i on 口 叶卫 东 f卜 _ 海 芹 毒 巨 一 建 筒 有 B 昆 鬲1 ， n nn 只 n、 【 摘 要】 结合上海虹桥综合交通枢纽东交通广场及磁浮虹桥站工程基础底板的工程实例 ， 阐述了大体积混凝土基础底板原材 料选择、配合比设计、设计施工构造等具体技术措施， 有效地控制了大体积混凝土裂缝的发生，保证了基础底板的工程质量。 【 关键词】虹桥综合交通枢纽 基础底板大体积混凝土后浇带裂缝控制 【 中图分类号】 T U 7 5 5 ．7 ， 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 — 1 0 0 1 ( 2 0 1 0 ) 0 4 — 0 2 7 8 — 0 2 1 工程概 况 上海虹桥综合交通枢纽 中东交通广 场 ，位于枢纽新建 航站楼和磁浮虹桥站之 间。东交通广场长 4 2 0 I1 1 ， 宽 1 6 2 Il l ， 高 4 5 m ／ 2 4 m ， 地 下 2层( 局部风道地下 3层 ) ， 地上 8 层 。地 下结构按建筑功能 区分 ，其 中地下 2层为轨道 2 、 1 0 号线 车 站站台及 区间 ， 地下 1 层为 地铁 站厅 层( 一 9 ． 3 5 0 m) ， 其上为 道路及长途车站层( O ． 0 0 m ) 。 磁 浮虹桥 站位 于东交通广场与京沪高铁 站房之 间。磁 浮虹桥站总建筑面积约为 1 9 0 2 8 2 m ， 其中O ． O 0以上建筑 面积 为 1 2 6 7 3 7 Il l z 。磁 浮虹桥站地上 8层 ， 其 中混凝土框架 两层， 余为钢结构； 地下 2层。 本 文以东交通 广场及磁浮虹桥站结构 中的基础底板为 工程 背景 ，对大体积 混凝土产生温度裂缝 的原 因 ， 及如何控 制温 度裂缝 的产生进行 了研究。 2 裂缝产 生机理分 析 水泥是一种水硬性胶凝材料，新浇筑的混凝土由于水 泥水化反 应释放水化热 ， 以致混凝土内部和外部形成较大温 差， 温差引起较大的内部温度应力， 在混凝土养护初期， 抗拉 强度较 小， 温度应力产生温度裂缝 。在混凝土硬化过程 中当 实体 收缩变形 大于混凝 土 自身结构抗拉强度 ， 又将使 之产 生 【 作者简介】 叶卫东( 1 9 6 6 一 ) ， 本科， 高级工程师。联系地址： 上 海市虹 口区梧 州路 2 8 9号 ( 2 0 0 0 8 0 ) 。 【 收稿 日 期】 2 0 1 0 — 0 3 — 2 2 2 7 8 收缩裂缝。因此大体积混凝土施工除 了需要满足 强度等级、 抗渗要求等关健技 术指标 ， 还要严格控 制混凝土在硬化过程 中水化热引起 的内外温 差， 防止 因温度应 力而造成混凝土产 生裂缝。根据理论和 以往 的施工经验分析 ， 大体积混凝土产 生裂缝的原因主要如下 ： 2 ． 1 材料因素 ( 1 )原材料质量直接影响混凝土的性能和强度， 是混 凝土裂缝形成不可 忽视 的原 因。 ( 2 )混凝土配合比设计因素。砂石含泥量超标 ， 级配不 正确 ， 外加剂， 掺和料选择不当， 配合比不恰当等因素也是产 生温 度应 力的重要 因素。 2 ． 2 设计施工因素 ( 1 )是否合理增配温度钢筋。当混凝土收缩产生的拉应 力大于抗拉强度时， 混凝土 断裂 。设置温 度构 造钢筋对于裂 缝控 制作 用非 常重要。 ( 2 )是否合理分段施工。 当大体积混凝结构尺寸过大。 通过理论分析证明整体一次性浇筑会产生温度裂缝时， 应设 置“ 后浇带” ， 进行分段浇筑。 3 超大体积混凝土裂缝控制关键技术 3 ． 1 材料抗裂控制 结合贯彻 I S 0 9 0 0 0质量管理标准， 采用有效手段， 与监 理单位一起严格把关， 确保混凝土主材和辅材的质量。 ( 下转第 2 8 6页) 第 4期 姜向红 ： 上海外滩通道跨越延安路隧道段的深基坑施工控制技术 4 0 1 0 向两边对称开挖， 每一工况土方开挖控制在两道支撑的长度 ( 约每段 6 m) ， 标高挖至每道钢支撑下 5 O m m ， 每一工况从 开挖至支撑加设完成 需控 制在 8 h以内，计 划 1 4 d完成 挖 土施工( 图 6 ) 。 5 实施效果 图 6 4 B2土方开挖 工况 延安东路隧道上方的基坑施工至全部结束的全过程 ， 两 条隧道的上浮变形峰值未超过 8『 n m，与专家设定的 2 c m报 警值相比施工中对隧道变形的控制无疑是成功的。 变化值相 对 明显的南线隧道在基坑施工过 程中变形 见图 7 。 在南线隧道上方“ 硬法” 切割咬合桩围护开始施工后 ， 由 于上方卸载 ， 隧道开始明显上浮 ， 同时受相邻基坑施工卸荷 影响， 最大变形达到 l 1 ． 9 7 m m ， 即使在采取旋喷桩加固时 ， 由于基坑内还存在金陵路地道，旋喷桩压力释放不规律， 因 此隧道变形也较不规律 ， 总体趋势还是向上， 最大值达到 隧道变形( 咬合桩 未施工 旋喷加固 未施_I挖土 结构 圈 7 南线隧道 变形趋势分析 图 1 3 ． 2 5 m m ， 直至土体加固施工完成后， 加固土体养护期间， 隧 道变形慢慢回落， 至基坑开挖前， 隧道变形值为 8 ． 1 0 m m 。后 挖土过程中隧道虽继续上浮， 但由于土体加固作用， 总体上 浮数值不大， 最大时数值达到 8 ． 8 4 m m ， 至结构回筑阶段， 隧 道变形值 开始 回落。 6 结语 上海外滩地下通道跨越 延安路越江隧道段被誉为 “ 心脏 搭桥” ， 是整个外滩地下通道工程中的最难点。 外滩地下通道 对延安路越江隧道的成功穿越， 开创了滨江复杂水文、 地质 条件下大直径公路隧道相互穿越的先河， 其成功经验对今后 类似工程具有积极的借鉴作用与推广价值。 ( 上接第 2 7 8页) 大底板结构长宽尺寸均较大 ， 为确保商品混凝土质量， 选择质量有保证的较大混凝土供应商。 经与设计单位协商， 采用缓凝剂， 控制混凝土施工前期 混凝 土水化热产生 。 结合工程实际需要与混凝土供应商优化混凝土配合比 方案。 强度等级为 C 4 0 ， 抗渗等级为 P 8的混凝土配合比表 l 。 表 I 混凝 土强度等级 为C4 0 P 8的配合 比 原材料 水 水泥 砂 石子 粉煤灰 外加剂 矿粉 品种规格 饮用 P ．0 ．4 2 ．5 中砂 5 - 2 5 F — I I S Q — I I c 6 0 1 R $ 9 5 每方混凝土用量( 1 9 0 3 3 2 6 9 4 1 0 1 4 8 8 2 ．0 7 5 8 重量比 0 ． 4 9 1 ．o o 1 ．7 8 2 ． 6 0 O ．2 3 0 ．o 0 5 0 ． 1 5 注： 坍落度。 1 2 0 _+ 3 0 m m( 泵送) 等效水灰比： 0 ．4 0 3 ． 2设计施工抗裂控制 在设计构造方面 ，合理配筋对混凝土抗裂性能的提高 是 非 常有 利 的 。 根 据< 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 》( G B 5 0 0 1 0 - 2 0 0 2 ) ， 混凝土底板厚度超过 8 0 0 m ill 时 ， 增配构造钢 筋 ， 使构造钢筋起到温度筋的作用 ， 能有效地提高混凝土的 抗裂性能。本工程按照设计规范， 采用小直径和小间距配筋， 大大提高混凝土抗裂性能 ， 提高抵抗贯穿性开裂的能力。 原设计大底板东西向后浇带两侧两个施工段混凝土浇 捣间隔在 7 d以上， 故将后浇带改为施工缝， 虹桥枢纽几个 单位工程( 包括东交广场、 磁浮车站、 高铁站房 ) 大底板东西 向形成整体， 南北向后浇带予以保留。施工流向安排为由东 向西分块施工。 东交通广场地下室由下至上分为三个工作面： - 2 2 ． 9 7 0 m东、 西风道地下 3 层底板 ， 地下 2 层 一 1 8 ． 4 7 0 m底板， 地下 1 层 一 9 ． 5 m结构板。一 2 2 ． 9 7 0 m东、 西风道底板划分为6个 施工块 ， 一 1 8 ． 4 7 0 m底板与东西风道部位 的结构板一起施 工， 分为 l 3 块 ； - 9 ． 5 0 0 m结构板分为 l 8块。 磁浮虹桥站地下室主要分 一 1 8 ． 4 7 0 m标高地铁轨道层 区间层 ( 地下 2层 ) 和 一 9 ． 3 5 0 m标高磁 浮地 下站厅层 ( 地下 1 层 ) 。 地下2层底板厚度 2 5 0 0 m m ， 承台厚度为 3 0 0 0 m m ， 分为 9 块 施工 ，地 下 1 层底板厚 度 2 0 0 0 m m，承 台厚度为 3 0 0 0 m m， 为 1 4块进行施工。 4裂缝控 制效 果 本工程地下室底板大体积混凝土东西向均不设置变形 缝， 大底板浇筑完毕后， 准时进行了温度监测和精心的养护， 未出现有害裂缝 ， 在满足建筑美观、 功能要求的前提下， 达到 了设计和施工质量要求 。 综上所述， 我们从原材料、 设计施工等方面采取预防底 板大体积混凝土温度开裂的相应措施，通过精心组织安排， 严格按施工操作规程施工， 采取合理的技术措施能有效地控 制大体积混凝土浇筑时的内外温差， 控制和避免了混凝土裂 缝 的产生。