补偿收缩混凝土在京沪高铁南京南站工程中的应用研究

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发布时间：2021-09-06

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补偿收缩混凝土在京沪高铁南京南站工程中的
应用研究
曹国祥。
(1．江苏顺通建设集团有限公司，江苏南京210008；2
张守治2
江苏省建筑科学研究院有限公司，江苏南京210008)
摘要：介绍了京沪高铁南京南站北广场工程建设过程中，为缩短施工工期采用补偿收缩混凝土加膨胀加强带进行超长结构无
缝施工技术。从原材料选择、钢筋配置、补偿收缩混凝土配合比设计、施工质量控制等方面采取技术措施，有效的控制了混凝土结
构裂缝，加快了施工进度，保证了良好的工程质量。该工程的成功，表明科学的设计方案、良好的施工技术、优质的膨胀剂以及严
格的施工与养护要求是可以解决地下室超长结构开裂的难题。
关键词：膨胀剂；补偿收缩混凝土；混凝土配合比
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2013)05—0158—03
Study of the shrinkage-compensating concrete in Nanjing south railway station of
Be-jing—Shanghai high-speed railway
CAO Guo-xiang‘，ZHANG Shou-zhi
(1．JiangsuShuntongConstructionCo．，Ltd．，Nanjing210008，China；
2．JiangsuResearchInstituteofBuildingScienceCo．，Ltd．，Nanjing210008，China)
Abstract： Ill order to shorten the construction period．with the ues of shrinkage-compensating concrete the long structure seamless con．
struction technology in Nanjing south rmlway station ofBeijing-Shanghai high—speed railway．From raw material selection，reinforced con．
figurations，shrinkage—compensating concrete mix design，construction quality control and other aspects to take techn ical measures， we effectively
controlledthe concrete structure cracks，quickenthe constructionprogress，and ensuredgood qualityoftheproject．The success of
the project showed that，scientific design ，construction technology，high-quality expansion agent and strict construction and maintenance
requirements could solve the problem ofthe basement long structure cracking．
Key words： expansive agent；shrink age—compensating concrete；concrete mix ratio
0 引言
京沪高铁南京南站北广场工程为一层地下混凝土超
长结构，如图1所示，呈扇形，东西向长395．6111，南北宽
135 nl，总建筑面积约40 515 nl ，底板最厚达2．2 1TI，墙板高
达6 1TI，属于典型的超长超大面积的混凝土结构，按照现
行混凝土结构设计规范[1]需要每隔20～30 1TI设置伸缩缝，
按此规定南京南站北广场大型地下室可能被划分为
40～50块，大大增加了施工和质量控制难度，并将大幅度
延长施工周期。由于京沪高铁定在2011年6月30号正是
投入运行，当时能用的有效施工工期只有91 d，工期非常
紧张，既要加快施工进度又要确保工程质量。为此，举行了
专家论证会，最后决定采用补偿收缩混凝土加膨胀加强带
进行超长结构无缝施工技术。该工程经过科学的施工与养
护，在保证工程质量的前提下大大缩短了施工工期，取得
了良好的效果。笔者有幸参加专家论证会，并参与了部分施
收稿日期：2012—11-17
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工管理与技术服务工作。为了能对今后相似工程结构的快
速施工提供参考和借鉴，本研究从原材料选择、配合比设
计、膨胀率控制等角度真实再现了补偿收缩混凝土在京沪
高铁南京南站北广场工程中的应用情况。
旧。
舒
图1 南京南站北广场底板基础
1 原材料选择
水泥：应选用品质应稳定、细度适当、c 含量和碱含
量低、与外加剂的相容性好的普通硅酸盐水泥，避免使用
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温度较高的水泥，防止混凝土温升与环境温度差幅度过大
形成温度裂缝。本工程采用盘景P·O 42．5水泥。
掺合料：粉煤灰应选用烧失量低II级以上品质稳定的
低钙灰，矿粉宜选用$95级磨细矿渣粉。本工程采用华能
II级粉煤灰和嘉华$95级磨细矿渣粉。
骨料：宜采用以自然连续级配的洁净的粗集料，细集
料以颗粒圆润的洁净的中、粗砂为宜，应严格控制粗细骨
料的泥含量及泥块含量。
膨胀剂：应选用满足GB 23439--2009(混凝土膨胀剂》
中I型要求限制膨胀率大于2．5~10~质量稳定的膨胀剂。
本工程采用江苏博特新材料有限公司生产的I-IME~-III低
碱型混凝土膨胀剂。
减水剂：宜选用收缩率低的高效减水剂。本工程采用江
苏博特新材料有限公司生产PCA~-I聚羧酸商陛能减水剂。
2 补偿收缩混凝土钢筋配置
补偿收缩混凝土配筋位置除符合设计基本要求外，为
了建立更好的约束条件，宜采用双层、双向布筋方式。在同
样含钢量下，采用细而密的配筋更有利于补偿收缩混凝土
膨胀压应力的建立，尤其易裂的墙体，水平钢筋间距宜控制
在100～150 mn3之间。因墙体受到底板钢筋约束易产生应
力集中，墙体垂直裂缝多出现在墙体的中部，为此宜在墙体
中部的1 000mlTl范围内加密水平筋的间距(50～100InlT1)，
形成一道“暗梁”。由于墙体与柱子的配筋率相差较大，收
缩应力发展不协调，易在墙体与柱子连接部位出现垂直裂
缝，其有效的解决方法是用直径 8～10 nlln，长1 500 lnln
的附加筋，插入柱内约150 mill，其余部分伸人墙内。
3 补偿收缩混凝土配合比设计
3．1 补偿收缩混凝土设计方案确立
在设计配筋和施工合理的前提下，衡量补偿收缩混凝
土补偿收缩能力的最重要的技术指标是混凝土的限制膨
胀率。限制条件下膨胀剂的水化膨胀受到约束，在结构中建
立一定的预压应力，通过预压应力来补偿混凝土在水化硬
化过程中产生的收缩应力，防止混凝土开裂。根据《混凝土外
加剂应用技术规范》闭、《补偿收缩混凝土应用技术规程》圈
等相关规范的要求，结合京沪高铁南京南站北广场地下工
程底板和墙体的实际情况，在征求相关专家、设计人员意见
的的基础上，确定补偿收缩混凝土设计方案如表1所示。
表1 京沪高铁南京南站北广场地下工程补偿收缩混凝土设计方案
使用部位混凝土强度等级抗渗等级水中14d限制膨胀率
3．2 补偿收缩混凝土配合比确立
经过查阅相关文献资料发现，侧墙和顶板等混凝土
构件多采用带模养护，但由于暴露在外的表面积大，混凝
土内部温度散失快，侧墙和顶板混凝土以温缩和自缩开裂
为主，而底板混凝土以温缩和干缩开裂为主，矿粉有利于
混凝土早期强度的发展，但会增大混凝土的自收缩；粉煤
灰则会降低混凝土收缩，还可降低混凝土水化热。因此对于
侧墙和顶板结构的混凝土不适宜加入矿粉，而粉煤灰则可
用于各种混凝土结构。由此确立京沪高铁南京南站北广场
地下工程补偿收缩混凝土配合比，如表2所示，其中混凝
土入模坍落度由减水剂掺量进行调控。
4 补偿收缩混凝土质量控制
4．1 限制膨胀率
为了加强补偿收缩混凝土的质量控制，在混凝土浇
筑地点现场取样成型限制膨胀混凝土试件(图2)，参照
GB 23439----2009~混凝土膨胀剂》在(20~1)℃水中养护14 d
后取出，再放入温度为(20~1)。C、相对湿度为