淺析大面積水泥混凝土坪施工及期早期破損成因

　　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鋪設約2年，但下層鋼渣仍未經水化反應，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，每天經常均勻灑水。為保證混凝土強度增長并避免收縮裂縫產生，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

　　（a）單位水泥用量偏大?；炷林幸鹗湛s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，結合以往經驗，凝結初期板塊橫向貫穿裂縫產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)

　　（a）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，即產生唧泥。如果唧泥現(xiàn)象不斷產生，面板邊緣部分將失去支承，在荷載下產生斷裂。