地铁工程明挖结构砼施工质量控制技术

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  摘要:结合工程实例,对影响地铁工程明挖结构混凝土施工质量的因素进行了阐述,重点从原材料质量与配合比控制、施工技术措施、施工组织措施三个方面来介绍混凝土施工质量控制要点。
  关键词:地铁明挖结构混凝土质量控制
  中图分类号:O213文献标识码: A
  1.前言
   随着国家基础设施的大量建设,地铁成为了各大城市的重要交通工具,地铁工程的施工质量由此成为全社会关注的重点。混凝土的施工质量不仅关系到结构安全和使用功能,而且砼施工质量亦成为展示企业技术、质量管理水平的窗口,是展示给人们的第一印象,是评价一个工程项目质量好与坏、企业管理水平高与低的最直接依据。
  2、工程概况
  无锡太湖广场地下空间开发工程为无锡地铁1号线配套商业开发项目,位于素有无锡“城市客厅”之城的太湖广场核心地段,总建筑面积约52900平方米。本工程以太湖大道为界,分南北两个地下广场,北广场为地下二层,局部为地下一层;南广场为地下一层,明挖法施工。
  主体结构混凝土约7万m³,顶板、中板、侧墙、底板采用C35防水混凝土,立柱采用C45混凝土。本工程的结构防水等级应为一级,不允许渗水,结构表面无湿渍。地下结构以混凝土自防水为主,采用高性能防水混凝土,抗渗等级不低于P8。北广场以后浇带为界分为14个施工段,南广场分为6个施工段,每施工段最大浇筑混凝土方量达3000m³。
  3、混凝土施工质量控制要点
  现浇混凝土质量基本要求即“内实外美”,内实即砼振捣密实,外美即混凝土表面平整、光洁、色泽均匀一致、线条顺直、棱角分明、自然美观。
  
  太湖广场南广场内部实景 太湖广场北广场内部实景
  混凝土常见外观缺陷表现形式:表面平整度不足、波浪状、错台、蜂窝麻面、孔洞、起砂、颜色不一致、接缝漏浆导致烂根、裂纹、保护层偏小隐筋、露筋、表面破损、缺棱掉角等。
  影响混凝土质量的主要因素:混凝土原材料、配合比设计、模板的选择、制作与安装、混凝土的浇筑与振捣、混凝土养护、施工组织管理等方面。因此,原材与配合比控制、施工技术措施、施工组织措施三个方面为混凝土施工质量控制要点。
  3.1混凝土原材料质量与配合比控制
  城市地铁工程均采用商品混凝土,而各地商品砼厂家数量众多,因缺乏一定的市监管,商品混凝土供应质量良莠不齐。砼供应厂商的选择和混凝土生产质量的控制成为工程质量控制的重点,商品砼质量控制的关键要素为混凝土配合比设计与选择、原材料质量控制、生产质量控制。
  (1)混凝土配合比设计优选
  混凝土配合比设计是混凝土质量的关键环节,商品砼厂家应根据设计要求委托有资质的检测单位进行配合比设计,经试验优选配合比,然后由施工单位再委托更高级别的检测单位进行配合比验证,以确保混凝土各项性能指标符合设计和施工要求。混凝土配合比选定后,在混凝土生产过程中根据砂、石的含水率及时进行施工配合比的调整。
  (2)抓好质量源头,做好混凝土原材料质量控制
  目前商品砼市场由于种种原因存在料源固定性不强,混凝土生产质量不够稳定,混凝土浇筑后结构不同部位极易出现过大色差现象。且砂石料质量不稳定,含泥量超标,砂子细度模数不符合要求等,直接导致混凝土生产质量下降。特别是自防水混凝土,对材料的各项检测指标要求较严格,比如砂石含泥量超标,砂子细度模数不足等,极易导致混凝土产生裂缝,从而产生渗漏水现象。为确保混凝土质量,必须抓好原材料质量控制工作。施工单位应安排专职试验人员入驻商品混凝土厂家,对混凝土原材料质量和生产配合比进行监督控制,所有进场材料必须经过检验合格后方可投入生产。
  (3)加强混凝土生产质量控制
  混凝土生产时应严格按照优先的配合比进行施工,根据现场砂、石料的含水率及时调整施工配合比。为保证混凝土搅拌匀质性,混凝土拌合必须做到计量准确、保证足够的搅拌时间。商品砼厂家在施工高峰期,因供应施工单位较多,为满足供应进度,常常拌和时间达不到规范要求,致使混凝土料较生,颜色不均匀,影响混凝土匀质性和强度稳定性。砼输送车辆进入施工现场后应快速搅拌2分钟后方可投料,确保砼匀质性。
  (4)对商品砼供应单位实行合格分供方市场准入机制
  为确保商品砼供应质量,施工单位应对各砼供应商进行实地考察,建立合格分供方名录,实行砼采购市场准入制度。
  3.2混凝土施工技术措施
  3.2.1模板选择
  模板的选择对混凝土外观质量至关重要,模板的强度、刚度、制作安装质量是确保混凝土质量的关键。
  常用模板材料主要有竹胶板、钢模板、塑料模板、玻璃钢等。因竹胶板发展比较成熟,且材料相对经济,在各工程界得到了广泛使用,而部分工程采用的竹胶板模板质量较差,直接影响了混凝土外观质量。钢模板加工制作成本较高,但强度、刚度高,周转频率高,混凝土外观质量较好。
  目前,国内建筑市场开始采用一种新型塑料模板材料,其以再生塑料为原料,强度高、耐磨損,使用寿命长,且可回收、经济环保。无锡地铁控制中心大厦混凝土模板即采用了塑料模板系统,因其材料工厂化加工,尺寸模数标准一致,模板平整度比较容易控制,工程外观质量较好;太湖广场地下空间开发工程采用了大型组合钢模板和优质竹胶板两种模板,侧墙、立柱均采用组合钢模板,其余均采用优质竹胶板,混凝土拆模后外观质量相对较好。
  3.2.2模板安装
  混凝土的外观质量与模板本身及安装质量直接相关。模板的刚度是保证混凝土表面的平整度、垂直度的先决条件,若模板刚度不足,将导致混凝土表面平整度不足或出现波浪状。如模板表面粗糙不光洁、拼缝不严、错台过大、加固不牢、出现支架松动、模板跑模、变形、漏浆等都将产生混凝土外观缺陷。主要采取以下措施控制模板安装质量:
  (1)模板加工后必须进行模板验收,主要检测项目有模板尺寸(长、宽、对角线)、拼缝严密程度、模板弧度、平整度等指标;
  (2)模板使用前需试拼装,表面除锈打磨抛光,涂刷好脱模剂的模板在施工前用薄膜覆盖,防止被污染;
  (3)模板安装时应逐层校准,严格控制光洁度、平整度和垂直度。两个模板拼缝平整度控制在2mm范围内,垂直度<3mm,整体误差<10mm;
  (4)模板在重复使用前应进行模板检查,对变形过大的模板应停止使用;
  (5)模板拼缝控制。拼缝不严密,往往会产生漏浆,造成新浇混凝土表面产生露石等现象,影响新浇混凝土的质量。模板拼缝、接头不密实时,用双面胶带堵塞。
  3.2.3模板脱模剂
  目前建筑市脱模剂以油性脱膜剂和树脂类长效脱模剂为主。油性脱模剂涂刷后易沾染灰尘,放置时需在其表面覆盖塑料薄膜。树脂类长效脱模剂在钢模板工程中应用较多,钢模板经打磨除锈涂刷脱模剂后在钢模板表面形成镜面效果,混凝土成品外观质量亦较好。且模板露天存放不生锈,有利于保护模板,延长模板的使用寿命。涂刷一次可连续使用3次以上,尤其是在人工费用不断提高的情况下,避免了钢模板经常除锈耗费大量的人工;采用普通的脱模剂,钢模板在露天存放时,表面生锈严重时很难返回到原来的光滑度,脱模以后混凝土易出现许多气孔,表面光洁度较差。因此,脱模剂的选用,亦是保证砼外观质量的关键环节。
  3.2.4模板拆除
  模板拆模也是清水混凝土质量控制中的重要一环,混凝土模板的拆除,除应符合国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204和《建筑工程大模板结构工程》JGJ74的规定外,尚应符合下列规定:
  (1)尽量适当延长拆模时间(确保混凝土具有足够的强度,不致出现粘模、掉皮、混凝土表面无光泽现象);
  (2)应制定混凝土墙体、柱体的保护措施;
  (3)模板拆除后应及时清理、修復。
  3.2.5钢筋保护层
  钢筋安装必须保证混凝土具有足够的保护层厚度,不得出现漏筋、隐筋现象,因此钢筋垫块的选择也很重要。保护垫块应具有足够的强度、刚度,且与混凝土成色一致。目前,应用较多的垫块材料有细石砼垫块、塑料垫块。钢筋安装时,所有扎丝刺头方向均应朝向混凝土内侧,防止混凝土表面出现锈斑或使其成为渗透水路径。
  3.2.6预埋件安装
  对需要预埋的预埋件提前熟悉、掌握施工图纸,并汇集成册,防止漏埋和返工现象,返工易破坏成品砼,影响成品质量,所谓“返工无好活,好活不返工”。
  3.2.7混凝土浇筑
  混凝土浇筑时,振捣工应具有足够的熟练程度和操作经验,确保混凝土振捣密实,同批浇筑的上下两层混凝土应保证在初凝前浇筑完成,保证混凝土结合良好,不致形成施工冷缝,必要时可采取二次振捣。具体可采取以下措施:
  (1)严格商品砼进场检验制度,对于进场检验不合格的混凝土予以退场。 
  (2)混凝土采用分层浇筑,分层捣固,严格控制每次下料的高度和厚度,每层厚度不超过300~400mm,相邻两层浇筑时间不超过2h;
  (3)振捣人员相对固定,且具有相应的操作经验和熟练程度,班前做好技术交底工作,技术人员跟班作业,防止出现漏振和过振。可采用二次振捣法,即第一次在混凝土浇注时振捣,第二次待混凝土静置一段时间再振捣,而顶层一般在0.5h后进行第二次振捣,以减少表面气泡;严格控制振捣时间和振捣棒插入下一层混凝土的深度,保证深度在5~10cm,振捣时间应以混凝土翻浆不再下沉和表面无气泡泛起为止,一般为20~30s左右。
  (5)收面
  收光抹面是混凝土施工的最后一道工序,收光抹面的好坏直接关系到混凝土表面的光洁度、平整度,并能够有效防止混凝土表面龟裂,确保混凝土自防水效果。混凝土终凝前2小时左右,人踩上去无明显的下陷是收面的最佳时段。应采用多次(一般3次)收面的方式,避免混凝土表面裂缝的产生。
  
  多次收光抹面顶板施工后表面光洁平整、无龟裂
  3.2.8混凝土养生
  混凝土养生最关键的时间即拆模后1~2小时,拆模后应快速对混凝土进行养生,保持混凝土表面湿度,同时防止混凝土内部水份蒸发。养护材料常采用塑料薄膜、土工布、新型混凝土节水保湿养护膜等材料。
  3.2.9成品保护
  (1)模板拆除实行拆模申请制度。模板拆除时轻起轻放,避免损伤混凝土。墙、柱阳角处在离地面2.5米高范围内,拆模后采用塑料护角,防止阳角受损。
   (2)梁板混凝土在终凝前不得踩踏和在其表面堆放任何材料,混凝土达到1.2Mpa 后方可上人。
  4、混凝土施工组织措施
  “工欲善其事,必先利其器”。现场施工组织即混凝土施工的重要利器,项目管理人员必须高度重视现场施工组织问题,良好的施工组织是成功的一半。
  4.1有效开展质量教育和培训
  质量教育和培训是提高施工人员质量意识和操作技能的必要手段,分部分项工程开工前、现场质量出现波动时、雨天现场无法施工时、夜间等闲暇时段均可组织项目管理人员和工人开展各种形式的质量教育和培训。
  4.2实施样板引路制度,建立样板展示区
  施工现场建立样板展示区,将工程质量标准化、形象化,让施工人员有着直观地认识,从而质量有标准,工作有标准,同时展示了单位施工形象。
  对重要混凝土结构应进行混凝土试浇筑,验证并完善混凝土的施工工艺,确定混凝土施工各相关技术参数,保证混凝土施工质量。
  4.3技术交底做到实处,不走形式
  模板安装及混凝土浇筑关键施工工序技术交底是混凝土成品质量控制的关键环节,项目施工人员必须高度重视,采取专项技术交底和班前技术交底相结合的形式,让现场施工人员全面深入掌握其中的施工要点,同时亦可提高施工人员的质量意识。
  4.4建立质量责任制度,严格质量奖罚
  建立健全质量责任体系,将质量责任层层分解,落到实处,并采用经济手段提高全员质量意识和责任感。针对混凝土施工制定质量控制标准与奖罚办法,且及时进行兑现,有利于提高工人的积极性和责任心。
  4.5项目领导跟班作业,加强施工过程控制
  目前部分项目质量管理的现状:刚毕业的学员或毕业一至两年的技术人员跟班作业,工程部长及副经理等关键人员在混凝土施工过程中不能跟班作业,现场技术人员经验少,技术指导与施工脱节。
  对于混凝土浇筑等关键和重要工序,必须配备相应施工经验丰富的工程技术人员或项目副经理等现场值班,以老带新,全过程施工控制,防止质量事故发生。
  4.6精心准备、科学组织,确保混凝土浇筑连续流水作业
  “凡事预则立,不预则废”,混凝土结构工程施工前,应根据结构类型、特点和施工条件,确定相应的施工工艺,全面做好各项准备工作,确保人、材、机到位,运转正常。任何一项未准备到位,不得进行混凝土浇筑作业。特别是对于大面积、大体积混凝土浇筑,现场施工组织尤其重要。现场施工准备主要从人员分工、机具设备准备、材料准备、现场协调和指挥四个方面来进行。
  (1)做好人员分工,各司其职,防止现场施工组织混乱;
  (2)机具设备准备充分,确保施工运转正常;
  (3)现场施工人员根据现场施工进度,及时向砼供应单位申报混凝土供应计划。确保混凝土生产材料有足够的存储量,保证混凝土供应连续;
  (4)施工统一协调和指挥,对混凝土浇筑过程全方位、全过程动态管理,合理调配各作业工班施工人员数量,确保混凝土浇筑连续作业。
  6、结束语
  影响混凝土外观质量的因素是多方面的,但在混凝土施工过程中只要抓住主要环节和关键因素,全面做好各项技术措施,严密组织、精心施工就能大大提高混凝土施工质量水平。
  
  参考文献:
  1、 JGJ169-2009《清水混凝土应用技术规程》
  2、GB50204-2011《混凝土结构工程施工质量验收规范》
  3、GB50666-2011《混凝土结构工程施工规范》
  4、GB50299-1999《地下铁道工程施工及验收规范》
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