臧伟杰
上海建工建材科技集团股份有限公司
【摘要】轨道交通是改善城市公共交通状况的有效途径，作为现在倡导的绿色出行，轨交成为了必备交通工具之一。发达的轨道交通线路也展示了城市的发展前景。本文针对上海轨道交通14号线豫园站从原材料的选择，确定适宜的试验室配合比。随后根据现场专业技术人员通过照片，视频，网络等立体手段，全方位掌握混凝土的状态，从而确保超深地下连续墙混凝土在浇筑过程中的控制。随后根据施工现场实际遇到的情况对原材料及配比进行调整和完善，以解决混凝土在使用过程中遇到的各种问题。最后通过积累数据，进一步研究超深地下混凝土在建筑工程实体中的应用。
Study on concrete technology of ultra-deep diaphragm wall
Zangweijie
【Abstract】Rail transit is an effective way to improve the urban public transportation conditions. As a green travel advocated now, rail transit has become one of the necessary means of transportation. The developed rail transit line also shows the development prospect of the city. Based on the selection of raw materials in Yuyuan Station of Shanghai Rail Transit Line 14, this paper determines the suitable laboratory mix ratio. Then according to the site of professional and technical personnel through photos, video, network and other three-dimensional means, all-round grasp of the state of concrete, so as to ensure the control of ultra-deep underground continuous wall concrete in the pouring process. Then according to the actual situation of the construction site to adjust and improve the ratio of raw materials and to solve various problems encountered in the use of concrete. Finally, through the accumulation of data, further studies the application of ultra-deep underground concrete in construction engineering entities.
【关键词】上海轨道交通14号线豫园站、超深地下连续墙、配合比控制
【Key words】Shanghai Metro Line 14 Yuyuan Station、Super deep diaphragm wall、Proportion control
1 前言
1.1 引言
上海轨道交通14号线，为上海一条在建中的轨道交通市区路线，起于嘉定区封浜，终到浦东金桥的桂桥路，其线路贯通嘉定、普陀、静安、黄浦、浦东5个区，成为横贯东西的“大动脉”，而轨道交通14号线豫园站，紧邻黄浦江，可与轨道交通十号线进行换乘。
1.2 工程概况
车站主体位于浦西人民路北侧下方，骑跨江西南路，南侧紧邻人民路隧道，西侧为河南南路，西南角为10号线豫园站。14号线豫园站为地下四层岛式车站，地下一层为开发层，地下二层为站厅层，地下三层为设备层，地下四层为站台层。车站总建筑面积为25716m2，包括地下、地面两部分。地面建筑面积合计845m2；地下建筑面积合计24909m2，包括地下一层7507m2，地下二层6123m2，地下三层5787m2，地下四层5492m2。
由于项目下方存在人民路隧道，南面又是轨道交通10号线，出于对周边地下设施的保护，本项目施工期间要求很高，因此在建设过程中对工程的进度和荷载有相当高的要求。本标段地下连续墙一共需浇筑120副，最大浇筑深度达到75m，墙宽7m，厚1.2m
2 配合比确定
2.1 各项原材料的选择
2.1.1 水泥
本项目采用铜陵海螺产P.II52.5普通硅酸盐水泥。质量符合《通用硅酸盐水泥》(GB175)标准的规定的质量要求。其物理性能如表2.1.1
标准稠度（%） 安定性 凝结时间（min） 抗折强度（MPa） 抗压强度（MPa）
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2.1.2 其他胶凝材料
（1）矿粉
选用上海张家港恒昌产S95矿粉。质量符合《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T18046）和上海市地方标准《粒化高炉矿渣粉在水泥混凝土中应用技术规程》（DG/TJ08-501）标准中规范的S95级以上要求。其性能如表2.1.2(1)。
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（2）粉煤灰
选用洪勃产Ⅱ级高钙灰。质量符合相关标准；粉煤灰的技术要求需符合《用于水泥和混凝土中粉煤灰》（GB/T1596）标准中规范中的Ⅱ级灰标准。其性能如表2.1.2(2)。
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2.1.3 骨料
（1）石子
选用产地为舟山舟通产5-25mm连续粒级的碎石，级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小；以保障结构混凝土的流淌性和密实性。碎石的质量标准符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52）。
（2）黄砂
选用产地为芜湖申海产细度模数为2.5~2.7的中砂，级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小。砂的质量符合《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》（JGJ52）。
2.1.4 外加剂
选用8869聚羧酸泵送剂、坍落度损失小、与水泥及其掺合料等胶凝材料之间具有良好的匹配性，混凝土减水率不小于25%。外加剂的性能符合相关标准。匀质性应满足国家标准《混凝土外加剂》（GB8076）的规定，符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119），其性能如表2.1.4
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2.2 试验室的试配情况
根据设计要求强度对水下C35P12耐久性进行了试配，初步确认使用P.II52.5水泥与中效8869外加剂为基础，对级配进行了小试并调整了砂率与外加剂掺量。
试验室小试试配结果如表2.2.1
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第一次小试状态并没有出来，浆体偏少，包裹性较差。
随后通过调整砂率与外加剂掺量，状态有所好转，但1.5小时坍落度损失较大。
2.3 配合的比完善
由于我站到14号线豫园站距离21公里左右，车程保守估计1.5小时，遇上早晚高峰车程超过2小时，加上拌车排队等候的时间，此配合比必须满足保坍3小时以上，才能保证混凝土仍有较好的流动性，以便地下连续墙的顺利浇筑。而使用PII52.5水泥与8869外加剂的组合并不能满足这个条件，经试验室技术人员的讨论，决定使用水化热更低的PO42.5水泥与高效8325外加剂的组合。
调整后小试试配结果如表2.3.1
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2小时后状态，（扩展度为400*410mm）
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外加剂掺量为1.3%时，较容易离析，包裹性较差。
最终将外加剂的掺量调整为1.25%，初始扩展度为580*600mm。 3小时后留样表面有些许泌水，搅棒搅动仍有一定流动性，扩展度为520*530mm。
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根据工地实际施工的要求，以及地下连续墙施工潜在的不确定性，为了增加混凝土的流动性，我站试验室技术人员对前期配合比进行了推翻式调整，主要调整的技术措施为选用P0.42.5水泥与高效8325外加剂的组合，根据试验结果这样可以更好地保证水下C35P12混凝土的施工性能，以及满足强度的基本要求。
水下C35P12耐久性混凝土的优化配合比如表2.3.2。
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2016年11月，将准备好的实验材料送往建科院，进行了耐久性试验，其抗裂性能（L-IV）、电通量（小于2000库伦）和抗渗等级P12均满足申通公司对14号线项目的耐久性要求。
3 出厂混凝土的质量控制
3.1设备控制：
发料前电子秤全部清零，自查电子秤是否正常，如发现异常，必须上报处理，排除异常后，方可开机生产。
3.2计量：
混凝土的各组成材料的计量按重量计偏差不得超过下表的范围。
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3.3混凝土生产
由试验室人员开具混凝土生产级配单，并按要求将相应数据输入生产系统，生产人员在开机生产前对数据再进行复核，并巡视骨料堆场、查看粉料筒仓及外加剂以确认其品种、型号无误后方可生产。
在开机生产前进行首盘鉴定，试验员应检测混凝土拌和物是否符合要求，应巡视料场并对原材料进行复验，粗骨料必须保证连续级配，单一大粒径时，可掺入10%5-16mm的碎石进行调整。PO42.5水泥与外加剂适应性必须满足260mm以上。细骨料的细度模数必须满足2.4以上。
在混凝土的生产过程中，除试验室专业人员对出厂的混凝土进行质量监控，其他人员不可对生产中的混凝土的配合比进行调整和修改。
每个工作班组对骨料的含水率检测不得少于一次，对于进厂的胶凝材料应当进行取样检测，并且做好相应的留样以此来保证原材料的可追溯性。当含水率发生变化时，应当及时调整，并且相应的做好坍落度的检测；若遇雨天，需增加含水率及坍落度的测定次数，确保生产的混凝土符合出厂要求。
搅拌机的最短搅拌时间不得少于60秒，需充分搅拌骨料与胶凝材料，保证出厂混凝土的均质性。
3.4运输与泵送
运输车辆在装料前一定要反转拌筒2分钟以上，确保拌筒内无积水，方可进行装料。在运输及泵送的过程中，严禁向运输车辆中的混凝土或泵车料斗中冲水。
运输车辆在运输混凝土时，应保持拌筒低速转动，车辆到达施工现场准备泵送时，应让拌筒高速旋转2min以上，保证拌筒内的混凝土不因为运输过程中的颠簸出现分层离析现象后再进行泵送。
在项目浇筑的过程中，应该合理控制混凝土的供应速度，保证项目现场浇筑的连续进行，同事也要防止发料过快，导致车辆在现场聚集的情况。
4 现场施工时的临时调整
4.1 遇到的问题及原因分析
2017年6月15日在地下连续墙浇筑时，混凝土搅拌车到达现场后塌落度不满足工地要求的情况，经过对原材料的复验之后，发现船运过来的石子含泥量超标，导致混凝土拌和后塌落度损失严重。随后让材料商对已经进厂的石子用铲车驳出场地，并且对将要进厂的石子进行冲洗，待试验室人员检测合格后方可进料。经调整后回复正常供应。
4.2 应对现场突发情况的处理
在2017年9月8号的连续墙浇筑过程中，因龙吴路段发生车祸造成道路拥堵致使浇筑的后续车辆没有及时到达工地，运输过程会比平时增加一个多小时车程的情况下，首先做出了减缓放料速度的控制，在后续车辆到达后首先取样做了塌落度，检测结果为180mm，发现已经出现偏小的情况。考虑到坍损情况不是很严重并且受路程限制的原因，先不做退料处理，进行了现场添加外加剂，随后让搅拌车持续搅拌来增加混凝土和易性操作。后续的取样坍落度检测为210mm，经过这一调整后，终于使得此次浇筑没有出现断料的情况。对于添加了外加剂的混凝土也做了取样做试块的处理，经28天的混凝土试块强度检测后达到50.7Mpa，也符合了工地的要求。
4.3现场混凝土的质量管理与反馈
在地下连续墙的灌注过程中，混凝土到达施工现场时，我跟随施工人员及时测量其坍落度，扩展度，并通知站内人员混凝土拌合物性能，方便控制后续发出的混凝土质量，随时掌握混凝土的发料情况，避免出现断料情况的发生。同时与调度人员及时联系，避免发料车次过快，导致车辆在现场堆积出现等待时间过长造成坍损严重而无法灌注等问题。
5 结论
通过对上海轨道交通14号线豫园站项目混凝土质量的管理与研究，对此类超深水下混凝土生产累计了丰富的经验，无论是从原材料的选择控制，配合比的确定，还是现场出现各类混凝土浇筑问题，根据该项目现场混凝土实际情况的及时沟通与反馈，对试验室配合比进行不断的改善与优化。针对高性能聚羧酸型外加剂在不同掺量下，积累了很多经验。过高的掺量可能会使混凝土拌合物坍落度、扩展度出现过大、离析的现象，而过低的掺量则会使其导致流动性过小，发生运输过程中坍损严重，浇筑困难的问题。在有效的结合施工现场的实际情况后，反复的进行试验，找出合适的掺量使混凝土工作性能达到最优，结合水泥和矿粉的用量也保证了施工方对于实体的强度与质量。解决了实际使用过程中遇到的各种问题和困难，为圆满完成此项目打下了扎实的基础。
参考文献
[1] 《对高性能混凝土的施工质量控制》城市建设理论研究 2012（13） 作者：董其中
[2] 《耐久性高性能混凝土施工质量控制》 [C] 2012 作者：田世宽 李兴钢
[3] 《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）