淺析大面積水泥混凝土坪施工及期早期破損成因

　　【摘要】結合某工程實際和大面積水泥混凝土坪的結構特點，對于地坪結構的裂縫控制方法及早期破損成因進行探討。并提出了防治措施。

　　【關鍵詞】大面積水泥混凝土；地坪；早期破損

　　大面積水泥混凝土地坪的特點是比普通地坪面積要大，是當前非常普遍應用的一種的水泥混凝土板式結構。其結構類似于普通水泥混凝土道路，但不同于一般道路的橫向寬度較小，它的縱、橫向尺寸都比較大。某停車場工程采用大面積水泥混凝土地面，根據(jù)工程特點，運用裂縫控制理論，落實裂縫控制措施，從而取得了較好的效果。

　　1 工程概況

　　某停車場工程為車輛專用停車場，硬化區(qū)域長214米，寬84.5米，硬化面積約18083㎡。水泥混凝土面層采用300厚C30混凝土，為大面積水泥混凝土整體地坪結構。

　　2 大面積水泥混凝土地坪裂縫控制方法

　　大面積水泥混凝土地坪裂縫的控制可以從眾多方面去實現(xiàn)，此處主要結合本工程的特點從地坪基層處理、原材料及施工工藝三方面去控制。

　　2.1 基層處理方式

　　此停車場原地面為回填鋼渣地面，經(jīng)現(xiàn)場開挖基層發(fā)現(xiàn)原有鋼渣回填層厚度約為500～2000mm，且由于已投入使用2年，基層密實度非常高。原設計采用水泥混凝土進行硬化，其做法如下圖（一）。后考慮到雖然鋼渣雖已經(jīng)鋪設約2年，但下層鋼渣仍未經(jīng)水化反應，由于鋼渣的遇水膨脹性同時結合以往鋼渣路基施工的經(jīng)驗，在鋼渣基層和水泥石粉穩(wěn)定層之間增設50mm厚中砂緩力層，以緩沖鋼渣遇水膨脹對水泥混凝土面層的頂力，其做法如下圖（二）。路基壓實及穩(wěn)定層施工在滿足設計要求的前提下按一般工序施工即可。

　　2.2 原材料及混凝土配合比控制

　　澆筑地坪用混凝土全部采用商品混凝土，原材料質量有較好的保證?；炷敛捎肅30級，塌落度要求55～80mm。本次道路施工用混凝土采用目前工藝比較先進的粉煤灰摻入法，粉煤灰在混凝土中能與水泥互補短長，均衡協(xié)作，還可充當混凝土的減水劑、釋水劑、增塑劑、密實劑、抑熱劑、抑脹劑，不但能增加混凝土的和易性、降低水灰比，同時也節(jié)約了成本。通過地坪投入使用一年以后，摻入粉煤灰和未摻粉煤灰板塊的對比，摻有粉煤灰混凝土的區(qū)域后期強度增長明顯要高，同時具有更好的耐磨性。實踐表明，只要粉煤灰摻量適當，配合比合理，養(yǎng)護得當，對混凝土中、后期強度及抗折強度的提高貢獻很大，耐磨性能也有所改善。粉煤灰在混凝土中能與水泥互補短長，均衡協(xié)作，還可充當混凝土的減水劑、釋水劑、增塑劑、密實劑、抑熱劑、抑脹劑，從經(jīng)濟、技術的角度上考慮是完全可行的。

　　2.3大面積水泥混凝土地面施工工藝控制

　　2.3.1 施工區(qū)域劃分

　　停車場硬化區(qū)域為214米*84.5米，根據(jù)場地布局及邊施工邊使用的需要，分為三個區(qū)域施工，共設二道施工縫。第一區(qū)域施工完成具備通車條件的情況下再施工第二區(qū)域，第二區(qū)域通車后再施工第三區(qū)域。

　　2.3.2 面層施工

　　每個區(qū)域穩(wěn)定層施工完成后必須澆水養(yǎng)護七日以上，待穩(wěn)定層達到一定強度以后才可施工混凝土面層?；炷撩鎸硬捎秒S搗隨抹，隔倉澆筑。一次澆筑4米寬、70米（74米）長一塊，沿70米方向用300mm槽鋼做側模，模板按要求隔600mm開25mm圓孔，放750mm長Φ18螺紋鋼筋，模板內外側各一半長。澆筑至端頭處設置漲縫,并按規(guī)范預埋漲縫鋼筋。

　　2.3.3 面層切縫、養(yǎng)護

　　混凝土澆搗完成12小時后拆除模板，12至24小時間進行面層切縫。切縫前用鋼尺量距，劃線，此處按5米間距進行切縫。切縫口要求順直并垂直于路面中線。適時切縫很重要，過早，雖易切，但質量不好，縫口不整齊；過晚，難切，影響刀片使用壽命，還會出現(xiàn)干縮裂縫。關于切縫深度，在板厚30㎝時，以≥7.5㎝為宜，最好不小于板厚1/4，太淺了起不到縮縫作用。切縫完成待縫內水分蒸發(fā)完后即進行瀝青灌縫，避免日后養(yǎng)護過程中雜物掉入縫中難于清理?；炷翝仓瓿?小時后開始澆水養(yǎng)護，在切縫、灌瀝青完成后鋪破麻布進行持續(xù)養(yǎng)護，每天經(jīng)常均勻灑水。為保證混凝土強度增長并避免收縮裂縫產(chǎn)生，在一般混凝土結構養(yǎng)護7天的基礎上延長至養(yǎng)護14天，并一直保持潮濕狀態(tài)。

　　3 水泥混凝土地面早期破損分析

　　在整個停車廠地面施工過程中，除按一般道路水泥混凝土面層的施工工藝外，著重執(zhí)行上述的裂縫控制的方法，從而取得了良好的效果。整個地坪面積折合8米寬道路約2260米，施工完竣工驗收前僅發(fā)生兩處橫向裂縫，在地坪使用一年后，也只有一條新的橫向貫穿裂縫發(fā)生，完全滿足設計要求、國家相關規(guī)范的規(guī)定以及使用的要求。

　　3.1 早期橫向裂縫分析

　　板塊橫向裂縫的產(chǎn)生主要是混凝土收縮過快或不均勻，可能由以下因素引起。

　　3.1.1 混凝土配合比不當

　?。╝）單位水泥用量偏大。混凝土中引起收縮的主要水泥石部分，過多的水泥用量必然會導致較大的收縮。（b）水灰比偏大。水泥完全水化的最低水灰比約為0．26～0．29，施工中采用較高的水灰比為了滿足和易性的需要以利于施工。但偏大的水灰比增大了水泥水化初期骨料表面的水膜厚度，影響了混凝土強度。

　　3.1.2 施工工藝不當

　?。╝）攪拌不足或過分，振搗不密實，形成混凝土強度不足；或混凝土攤鋪不均勻，局部骨料或水泥漿堆積過多，從而混凝土凝結應力的不均勻，導致早期開裂或斷板；振搗時間不易過長，否則會造成分層，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層，強度不均勻，表面收縮裂縫增加。（b）養(yǎng)護太早或養(yǎng)護不當。混凝土澆筑完成后四小時以后才可進行大規(guī)模淋水養(yǎng)護，過早大量淋水養(yǎng)護易使表面水泥漿比結構層混凝土過快水化、凝結，從而引起混凝土表面起殼，脫落。另外，氣溫高、濕度小、風速大也會使混凝土表面水分蒸發(fā)太快，從而形成干縮裂縫。（c）切縫不及時。操作人員切縫時間過晚或切縫深度不足、深度不勻，均容易造成混凝土內應力集中，在混凝土板的薄弱處形成不規(guī)則的貫穿裂縫。切縫不及時往往會在板塊中段、兩端或板面尺寸變化處發(fā)生橫向貫穿裂縫。因此，結合以往經(jīng)驗，凝結初期板塊橫向貫穿裂縫產(chǎn)生的最主要因素就是切縫不及時或切縫質量不穩(wěn)定時。

　　3.2 使用期開裂斷板原因分析

　　3.2.1 設計不當

　?。╝）路面厚度偏薄。根據(jù)美國的研究資料，路面的使用壽命與路面厚度成 5 次方關系，如果設計時交通量不準，路基、基層、底基層的模量和材料參數(shù)選用不當?shù)仍蚨孤访婧穸绕。蜁孤访鎵勖s短，過早地出現(xiàn)開裂斷板；（b）板塊平面尺寸不當；（c）混凝土原材料配合比不當，混凝土產(chǎn)生堿—集料反應或其他耐久性問題。

　　3.2.2 路基不均勻沉降

　　路基不均勻沉降主要發(fā)生在：（a）填挖相交斷面處，半填半挖結合處，新老路基交接處，土基密度不均勻部位；（b）地坪邊角等機械難以壓實的部位；（c）路基斜坡與平面接口部位；（d）壓實度不足。

　　路基沉降不均勻，是路面在長期使用過程中，由于水溫條件的變化和行車荷載作用，致使沉降量不同的結合面產(chǎn)生錯臺，從而使面層由于剪力作用導致斷裂。這是水泥混凝土地坪面層斷裂的最普遍的原因。

　　3.2.3 基層失穩(wěn)

　?。╝）基層施工質量不好，強度不均勻或較低，使用中基層松散或在滲水作用下，材料被吸往一邊，面層脫空，當受到彎拉力大于混凝土板強度時，面板即發(fā)生斷裂。（b）面層接縫填料失效，板的彎沉使空隙內的積水，侵蝕沖刷基層，并沿接縫縫隙噴出，即產(chǎn)生唧泥。如果唧泥現(xiàn)象不斷產(chǎn)生，面板邊緣部分將失去支承，在荷載下產(chǎn)生斷裂。