上海城市軌道交通網絡建設標準化技術文件
其他
地下工程鋼筋混凝土結構耐久性 設計施工建設指導意見
STB-QT-010002
主編單位:
上海申通軌道交通研究咨詢有限公司
批準單位:
上海申通地鐵集團有限公司
施行日期:
年
月
日
《上海城市軌道交通網絡建設標準化技術文件》 使用說明
《上海城市軌道交通網絡建設標準化技術文件》為上海申通地鐵集團有限公司技術管理規定的系列文件,供上海申通地鐵集團有限公司內各有關部門和單位及參與上海軌道交通建設的有關單位參考和使用。該系列文件共分“指導文件”、“招標通用技術文件”和“通用圖及標準圖”三大類。
各類文件使用說明如下:
1) 指導文件:制定網絡建設中該專業的技術原則、標準,在使用中應嚴格遵守; 2) 招標通用技術文件:供各專業招標技術文件編制時參照使用。根據各工程具體情況,應作相應的編排并補充特殊條款; 3) 通用圖及標準圖:在相關的設計原則和標準的指導下,供使用單位需參照的通用性標準化圖紙。在設計中,通用圖可根據工程實際情況參照使用,標準圖可直接引用。
《上海城市軌道交通網絡建設標準化技術文件》的解釋權屬于上海申通地鐵集團有限公司。
前
言 言
為改善和加強上海新建軌道交通地下工程的質量,體現地鐵工程“百年大計”對鋼筋混凝土工程耐久性的要求,特制定《地下工程鋼筋混凝土結構耐久性設計施工建設指導意見》。
本“意見”以國家建設部、國家質量監督檢驗、檢疫總局在 2006年 11 月提出的《混凝土結構耐久性設計規范(征求意見稿)》以及上海申通軌交通研究咨詢有限公司、上海市建筑科學研究院和上海市隧道工程軌道交通設計研究院等單位共同完成的“上海軌道交通工程地下混凝土結構耐久性設計咨詢研究”為基礎,結合上海軌道交通工程地下鋼筋混凝土結構的使用要求和工程水文地質條件,并借鑒了以往的地鐵工程實踐經驗編寫而成的。
望各單位將使用過程中的意見及建議及時反饋,以便對本“意見”進一步修訂完善。
本“意見”自頒布之日起執行。
本技術文件主辦單位、主編單位:
主辦單位:上海申通地鐵集團有限公司 主編單位:上海申通軌道交通研究咨詢有限公司
目
錄 錄
1. 總則 ....................................................................................................... 1 2. 術語 ....................................................................................................... 2 3. 基本規定 .............................................................................................. 3 3.1 工程使用環境狀況 ........................................................................ 3 3.2 環境分類與環境作用等級 ............................................................ 4 4. 耐久性設計 .......................................................................................... 6 4.1 基本要求 ......................................................................................... 6 4.2 耐久性設計的技術路線 ................................................................ 7 4.3 材料要求 ......................................................................................... 8 4.4 構造要求 ....................................................................................... 11 4.5 混凝土耐久性附加措施 .............................................................. 12 5. 施工要求 ............................................................................................ 14 5.1 地下車站的施工要求 .................................................................. 14 5.2 區間隧道的施工要求 .................................................................. 15 6. 檢驗 ..................................................................................................... 16 6.1 混凝土耐久性指標的檢驗方法 .................................................. 16 6.2 混凝土耐久性指標的工程檢驗頻率 .......................................... 17 6.3 混凝土耐久性檢驗參考指標 ...................................................... 18
1 1. 總則
1) 為規范上海軌道交通地下工程鋼筋混凝土結構耐久性的設計和施工,滿足軌道交通工程 100 年設計使用年限的要求,現制定《地下工程鋼筋混凝土結構耐久性設計施工建設指導意見》——(下簡稱“意見”); 2) 本“意見”適用于上海軌道交通地下鋼筋混凝土結構在沒有凍融、氯化物和化學侵蝕等一般環境條件下的耐久性設計和施工。軌道交通地下鋼筋混凝土結構在其他特殊環境作用下以及非普通鋼筋混凝土的耐久性設計和施工另見相關規范; 3) 上海軌道交通地下混凝土結構耐久性設計應遵循下列基本原則:
(1) 采用合理的結構構造,便于施工、檢查和維護,減少環境因素對結構的不利影響; (2) 采用優質的混凝土原材料、合理可行的混凝土配合比、適當的混凝土耐久性指標; (3) 對鋼筋混凝土施工過程的質量控制提出要求; (4) 對于局部區段可能出現的腐蝕環境條件下的鋼筋混凝土結構,除了對混凝土本身提出嚴格的耐久性要求外,還應提出可靠的附加防腐蝕措施,并對結構在設計使用年限內的檢測做出規劃,明確跟蹤檢測內容; (5) 當采用本“意見”未涉及的新材料、新工藝和新方法時,應通過試驗論證。
4) 上海軌道交通地下鋼筋混凝土結構工程耐久性設計、施工除應符合本“意見”的要求外,尚應符合國家現行的有關強制性標準規定; 5) 上海軌道新建交通地下工程鋼筋混凝土結構的耐久性設計、施工要求必須滿足 100 年設計使用年限的要求。
2 2. 術語
1) 結構耐久性(structure durability)
在設計確定的環境作用和維修、使用條件下,結構構件在規定的期限內保持其適用性和安全性的能力。
2) 結構的使用年限(service life of structure)
結構建成后,在預定的使用和維修條件下,結構所有性能均能滿足原定要求的實際年限。
3) 氯離子在混凝土中的擴散系數(chloride diffusion coefficient of concrete)
描述混凝土孔隙水中氯離子從高濃度向低濃度區擴散過程的參數。
4) 膠凝材料(cementitious material, or binder)
用于配制混凝土的硅酸鹽水泥和粉煤灰、磨細礦渣和硅灰等火山質或潛在水硬性礦物摻和合料的總稱。礦物摻和料在混凝土配比中的用量,以其占膠凝材料的重量百分比表示。
5) 水膠比(water to binder ratio)
混凝土的用水量與膠凝材料用量的總量之比。
6) 鋼筋的混凝土保護層(concrete cover to reinforcement)
從混凝土表面到鋼筋外邊緣之間的最小距離。
3 3. 基本規定
3.1 工程使用環境狀況 1. 氣象條件 上海軌道交通地下車站和盾構隧道混凝土結構基本不受凍融循環作用的影響。
2. 水文條件 根據 DGJ 08-37-2002《巖土工程勘察規范》,上海地區潛水水位埋深一般為 0.3m~1.5m,常年平均地下水位埋深一般為 0.5m~0.7m。
根據區域觀測資料,上海地區微承壓水或承壓水水頭的埋深分別為地下 3.0~8.0m 和 3.0~10.0m,并呈幅度不等的周期性變化。在高水壓條件下,軟水對混凝土的溶析破壞作用不容忽視。
3. 水質狀況 除沿海及長江口沿線外,上海地區屬于不受 Cl - 和 SO 4 2- 侵蝕的一般環境。(目前地鐵線路的地質勘察資料所列水質狀況的地下水取水深度一般為 0.60~1.90m,這一地層的地下水質與埋深為 10~30m 左右的地下車站結構和盾構隧道所處地層的地下水質的差別仍須進一步探討。)
4. 盾構隧道和地鐵車站內部空氣狀況 上海軌道交通地下車站在運營期間的溫度一般在 25~28℃,相對濕度約為 40~80% 在運營期間,按 CO 2 、CO 濃度高低依次排列為:排風井>站廳>站臺>區間隧道與站臺交界處>隧道內部,其中隧道內部的 CO 2 、CO濃度約為排風井的一半。
5. 雜散電流 在“堵”(絕緣措施,電氣屏蔽等)和“排”(排流網等)措施的結合使用條件下,雜散電流對混凝土結構腐蝕引起的危害可忽略不計,只有在各個變電所的回流點附近,易出現峰值超過 0.5V 的雜散電流,有可能存在雜散電流局部腐蝕的隱患。
4 3.2 環境分類與環境作用等級 1. 環境分類 上海軌道交通的地下車站和隧道區間可按照一般環境條件進行耐久性設計,根據環境對鋼筋混凝土的作用程度可以分為 A、B、C 三個等級。
上海軌道交通地下工程一般環境的作用等級劃分表 表 表 3.2.1 環境作用等級 環境條件 結構構件示例 I-A 室內干燥環境 常年干燥低濕度室內構件 永久浸沒于靜水中的環境 所有表面均永久處于靜水下的構件 I-B 非干濕交替的室內潮濕環境 中、高濕度環境下的室內混凝土構件 非干濕交替的露天環境 不受雨淋或水接觸的室外構件 長期濕潤狀態 長期與水或濕潤土體基礎的水或土中構件 I-C 干濕交替環境 與冷凝結露水接觸的室內天穹構件 表面頻繁淋雨或頻繁與水接觸的室外構件 處于水位變動區的大氣中構件 備注:
1. 環境條件指與混凝土表面接觸的局部環境。
2. 常年干燥的低濕度室內環境指室內相對濕度長期處于 60%以下,中、高濕度環境指年平均相對濕度大于 60%;混凝土密實性優良,構件厚度較大或表面已作可靠防護層時,可不按 I-C 考慮。
3. 根據鋼筋混凝土結構埋深的不同,其受水壓作用的影響有所區別。
5 2. 環境作用等級 各結構部位的環境作用等級宜按表 3.2.2 規定的環境作用等級選取。
環境作用等級劃分表 表 表 3.2.2 結構部位 環境類別 環境條件 環境作用等級 抗滲指標 車站 結構 地下連續墻 迎土/水面 一般環境 非干濕交替、無凍融、長期浸水、地下水無化學侵蝕 I-B ≥S8 背土/水面 一般環境 非干濕交替 I-B (疊合墻)
I-C (單墻)
頂板 底板 迎土/水面 一般環境 非干濕交替、無凍融、長期浸水、地下水無化學侵蝕 I-B 背土/水面 一般環境 非干濕交替 I-B 內襯 側墻 外側 一般環境 非干濕交替 I-B 內側 一般環境 非干濕交替 I-B 柱梁板 一般環境 非干濕交替 I-B 盾構隧道 管片 外弧 一般環境 非干濕交替、無凍融、長期浸水、地下水無化學侵蝕 I-B ≥S10 內弧 一般環境 干濕交替 I-C 備注:
1. 該耐久性設計的基本規定中有關環境類別、環境條件以及環境作用等級等分級劃分暫按中華人民共和國國家標準《混凝土結構耐久性設計規范(征求意見稿)》的要求參照制定。
2. 上海軌道交通地下工程環境類別按照一般環境條件考慮,但仍應在今后設計中重點加強地下水質的勘測,如出現水質狀況波動較大的情況,工程環境類別應重新進行劃分。
3. 對于同一部位構件,若同處于兩種或兩種以上的環境中,則混凝土性能應按最惡劣環境考慮,混凝土保護層厚度應不小于對應環境條件下的最小保護層厚度要求。
4. 當結構構件內、外兩側處于不同的環境作用等級情況下,其混凝土標號按高要求取用,內、外兩側的混凝土保護層厚度可分別取用。
5. 在一般環境下,且混凝土密實性優良,構件厚度較大或表面已作防腐層處理,可不按 I-C 考慮。
6. 車站結構包括現澆暗埋段結構。
7. 地下車站的防水等級為 1 級,隧道區間為 2 級。
6 4. 耐久性設計
4.1 基本要求 1. 上海軌道交通地下工程鋼筋混凝土結構的耐久性設計應采用“整體論”方法,綜合考慮設計、施工、使用、管理、維修等要求和措施,遵循“以防為主”方針,重點在于預先設防,要做到耐久性設計的根本措施和附加措施的有機結合,從綜合技術要求確保工程質量。要兼顧經濟效益,保證工程設計使用壽命的前提下費用最少,實施全壽命經濟核算,適當增加初期投資,減少后期維修費用。
2. 上海軌道交通地下工程鋼筋混凝土結構耐久性設計按工程100 年設計使用年限進行考慮,同時滿足結構安全、抗裂和防水的要求。在總體設計和初步設計等文件中,要對結構的工程使用壽命進行預測,并單列工程耐久性設計及針對性措施的章節。
3. 本“意見”的提出是建立在已有技術規范和相關標準和上海軌道交通建設經驗的基礎上,結合現在軌道交通工程結構設計和施工的具體情況,以及工程地質和水文地質資料,確定工程結構物耐久性設計的環境等級和環境作用等級,并按此提出工程結構耐久性設計的具體要求和做法。
4. 根據工程耐久性設計要求,工程設計的前期工程水文地質的勘察資料中宜根據不同分項、分段工程的劃分提供工程構筑物所處環境的水文地質情況,并提出其在近、遠期內對工程結構可能出現的侵蝕情況的意見和要求。
5. 地下工程鋼筋混凝土結構宜選用高性能自防水混凝土?;炷猎O計應減少水泥用量、可摻加粉煤灰和礦粉、降低水化熱、提高混凝土密實度、抗裂性能、抗化學侵蝕性能。
6. 結構設計中,其橫向彎曲裂縫寬度可按照現有結構設計規范選用。該規定的裂縫為荷載引起的橫向裂縫,不包括混凝土收縮和溫度等非荷載引起的裂縫。所有結構接縫處應采取防滲漏的加強措施,防止滲漏。
7 7. 本“意見”中,設計采用的混凝土保護層的最小厚度是指混凝土構件外表面到最外排鋼筋(主筋、分布筋、架立筋或箍筋)表面的最短距離,并已計入了施工允許偏差,除地下連續墻外,保護層厚度施工允許偏差+5~+10mm,其中柱梁取 10mm,板墻取 5mm,若不符合要求,應做補救措施。
8. 工程的設計使用年限為 100 年時,不能使用冷加工鋼筋作為受力鋼筋,同樣直徑≤6mm 的鋼筋也不能作為受力鋼筋。
9. 對預制構件(如鋼筋混凝土管片等)的保護層厚度可減少5mm。
10. 在鋼筋混凝土構件中有部分長度暴露在外的吊環或緊固件、連接件等金屬部件要和混凝土中鋼筋隔離,或采取附加防護措施使之在使用階段與空氣隔離。
11. 地鐵車站的頂板(或底板)上(下)設有防水(滲)層,并加設混凝土保護層(或墊層)時,混凝土保護層厚度可不按構件直接接觸土體考慮。
12. 對地下車站結構各層樓板與側墻接界處(設置接駁器處),為確?;炷潦┕っ軐嵭?,要求豎向鋼筋凈距不小于 75mm(粗骨料粒徑 d 不大于 25mm)。
4.2 耐久性設計的技術路線 1. 耐久性設計的技術路線應根據預先確定的鋼筋混凝土結構耐久性設計要求的環境類別和環境作用等級,采取相應的根本措施和附加措施。
2. 耐久性設計的根本措施 1) 選擇合理的結構型式和有利于結構抗裂、防滲和耐久性的構造要求,充分考慮到運營期間荷載變化和結構變形的影響,并便于檢測和維修; 2) 選用質量穩定并有利于混凝土抗裂、防滲性能的水泥等原材料;
8 3) 適當降低混凝土的水膠比和單方混凝土用水量,在混凝土中摻加礦粉、粉煤灰等礦物摻合料,使用高效減水劑; 4) 適當增加鋼筋混凝土結構的保護層厚度; 5) 新施工的混凝土結構物要及時得到保濕養護,并保證有足夠的養護時間; 6) 地下工程的抗裂和防滲問題是影響工程耐久性的關鍵問題。應針對地下車站側墻、頂板等易出現開裂、滲水現象的部位,從結構設計、材料設計、施工技術和施工管理等方面采取抗裂、防滲措施。針對易出現滲水的盾構隧道管片接縫處,應采取可靠的防水防滲措施; 7) 所有結構預埋件、連接件應有防止銹蝕、確保其耐久性的可靠措施; 8) 管片接縫防水材料必須具有良好的耐久性和抗老化性能。
3. 耐久性設計的附加措施 根據使用環境條件的特殊要求、使用部位的實際耐久性狀況,當采取耐久性設計根本措施不能滿足設計基準期的使用要求時,應采取必要的附加措施。
1) 局部區段地鐵線路,可能出現受氯離子和 CO 2 等侵蝕影響較大的情況,應采取涂覆有一定防腐蝕性的防水涂層或設置防水卷材,增強其防腐蝕、抗滲透性能。地下車站側墻、頂板、底板等易出現混凝土開裂、滲水的部位,可采取防滲措施,減少并修復裂縫; 2) 針對地下車站排風井結構內側混凝土,因其經常處于較高濃度 CO 2 ,溫度較高且常出現冷凝水的情況,考慮采取附加抗碳化涂層措施; 3) 對結構裂縫滲水應按結構補強、止水和耐久性等要求進行堵縫防滲處理。
4.3 材料要求 1. 混凝土配合比要求
9 混凝土的配合比設計和混凝土配制,在滿足施工和易性要求(必要的流動性),強度等級要求等基本要求外,應以混凝土密實性、抗滲透性能、抗裂性能和抗碳化性能為主要控制指標,并從以下幾個方面進行:
1) 混凝土的配合比應按高性能混凝土的要求配制; 2) 選用質量穩定、低水化熱和含堿偏低的水泥,盡可能避免使用早強水泥和 C 3 A 含量偏高的水泥; 3) 選用堅固耐久、級配合格、粒形良好的潔凈骨料; 4) 使用優質粉煤灰、礦粉等礦物摻和料或礦物復合摻和料;一般情況下,礦物摻和料應作為耐久混凝土的必需組分。大幅度提高混凝土的內部結構致密性,降低混凝土滲透性,提高結構抗裂性能、阻抗和耐久性能; 5) 宜降低拌和用水量,采用高效減水劑; 6) 限制每立方米混凝土中膠凝材料的最低和最高用量,盡可能減少膠凝材料中硅酸鹽水泥用量。雙摻混凝土的最少水泥用量應符合GBJ 146-99《粉煤灰混凝土應用技術規范》和 DG/TJ 08-501-1999《上海市?;郀t礦渣微粉在水泥混凝土中應用技術規程》相關條款的規定; 7) 混凝土配制中不得使用含有氯化物的外加劑。
2. 混凝土的基本要求 1) 環境作用等級為 I-B 時,鋼筋混凝土結構的最低混凝土強度等級宜為 C30(90 天強度不低于于 C35);環境作用等級為 I-C 時,最低混凝土強度等級宜為 C35(90 天強度不低于 C40); 2) 不得使用堿活性骨料,混凝土的最大堿含量為 3.0kg/m 3 。
3. 膠凝材料 為達到混凝土高性能、高耐久性的要求,混凝土配制時應選用優質的水泥,并摻有足夠數量的、性能優良的摻合材料,或者選用有上述二者復配形成的復合型膠凝材料,膠凝材料的技術性能要求如下:
1) 水泥
10 宜選用強度等級不低于 42.5 的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥,其質量必須符合 GB 175-1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的要求,堿含量小于 0.60%。C3A 含量不宜超過 8%; 水泥比表面積≤350m 2 /kg(硅酸鹽水泥),普通硅酸鹽水泥的80µm 方孔篩篩余≤10.0%; 在確定最終水泥品種之前,應做水泥與所使用的摻和材料、外加劑等之間進行復配試驗,以選用匹配性能優良的水泥。
2) 摻和材料 摻和材料可以采用優質粉煤灰、礦渣(微粉)等活性礦物摻合料。摻合材料品質應符合現行相關國家標準和地區標準的規定。
粉煤灰原材料必須符合GB/T 1596-2005標準中規范的II級灰以上標準。
礦粉原材料必須符合 CCES-01-2004《混凝土結構耐久性設計與施工指南》和上海市地方標準 DG/TJ08-501-1999《?;郀t礦渣微粉在水泥混凝土中應用技術規程》標準中規范的 S95 級以上要求。
摻和材料中對粉煤灰、礦粉等摻合比在不同季節宜作調整。
雙摻混凝土配制宜采用純硅酸鹽水泥。
4. 細骨料 要求使用中砂,品質符合 GB/T 14684-2001《建筑用砂》及GB 50108-2001《地下工程防水技術規范》之規定,細度模數 2.5~2.9符合Ⅱ區顆粒級配。砂中含泥量≤1.0%,泥塊含量≤0.5%。不得使用海砂、山砂及風化嚴重和多孔砂。
5. 粗骨料 要求使用碎石,品質符合 GB/T 14685-2001《建筑用卵石、碎石》及 GB 50108-2001《地下工程防水技術規范》之規定,要求級配良好,最大粒徑不得大于 38mm,建議粒徑 5~25mm。碎石中氯離子含量≤0.02%,含泥量≤0.5%,泥塊含量≤0.3%,針片狀含量≤8%。
6. 混凝土拌和用水 混凝土拌和用水,應使用不含有影響水泥正常凝結、硬化或促使
11 鋼筋銹蝕(Cl - 含量<250mg/l)的飲用水,其品質符合 JGJ 63-1989《混凝土拌合用水》的要求。
7. 外加劑 外加劑的質量應符合 GB/T 8076-1997《混凝土外加劑》及相關規范規定。外加劑的使用時應符合 GB 50119-2003《混凝土外加劑應用技術規范》?;炷林胁捎玫幕瘜W外加劑的氯離子含量應小于 0.02%(膠凝材料質量百分比)??筛鶕炷列阅芤?,合理選擇高效減水劑,并且與水泥、摻合料等膠凝材料的匹配性能良好。車站混凝土砂漿減水率應在 12%以上,管片用混凝土砂漿減水率應大于 18%。
8. 纖維 根據工程要求,在混凝土結構抗裂性要求較高或裂縫易產生的結構部位,宜在混凝土中摻入一定數量的纖維(鋼纖維或聚丙烯纖維)以增強混凝土抗裂性能。
4.4 構造要求 1. 現澆鋼筋混凝土結構不得出現貫穿裂縫,其在荷載作用下橫向裂縫寬度控制宜按照表 4.4.1 的規定執行;
地下工程鋼筋混凝土構件橫向裂縫寬度允許值表 表 表 4.4.1 環境等級 環境作用等級 構件裂縫允許寬度(mm)
I(一般環境)
A 0.4 B 0.3 C 0.2
12 2. 結構的保護層厚度宜按照表 4.4.2 的規定選??;
一般 環境條件下的混凝土結構內的混凝土最小保護層厚度 表 表 4.4.2 結構類別 位置 環境等級 現用保護層厚度 C(mm)
耐久性設計保護層厚度 C(mm)
地下連續墻 疊合墻 外排 I-B 55(構造)
70 內排 I-B 35(構造)
35 單層墻 外排 I-B 55 70 內排 I-C 35 50 車站內部結構 頂、底板 外排 I-B 40 40 內排 I-B 35 35 內襯墻 外排 I-B 30 30 內排 I-B 30 30 中樓板 外排 I-B 30 30 內排 I-B 30 30 盾構隧道 鋼筋混凝土管片 外弧 I-B 40 40 內弧 I-C 40 45 備注:
1. 混凝土保護層是指構件外表面到鋼筋(主筋、架立筋、箍筋等)外表面的最短距離; 2. 如現設計方案中用的混凝土保護層厚度大于按耐久性設計所需的混凝土保護層厚度,則按目前已有設計值取用; 3. 本表中的混凝土保護層最小厚度已包括施工誤差值; 4. 疊合墻的地墻內排筋和車站內襯墻外排筋在位于中和軸處,故按構造取保護層厚度; 3. 施工縫、伸縮縫、誘導縫與各種連接縫的位置應盡量避開可能遭受的最不利局部環境作用下的部位,并有專項防水設計; 4. 地下車站疊合墻的內襯施工應預先對鋼支撐采取構造措施并有專項設計,在無防水、抗裂措施情況下,鋼支撐嚴禁在內襯墻施工后割接。
4.5 混凝土耐久性附加措施 1. 當采用根本措施后混凝土結構的耐久性還不能滿足要求時,可針對危害原因,采取附加措施提高混凝土結構的耐久性和防水性能; 2. 地下混凝土結構的防水層設置應符合 DGJ 08-109-2004《城市軌道交通規范》之 14 節的相關規定。底板位于承壓水層的地下車
13 站建議做卷材附加防水措施。過江段隧道管片外弧面要求有增設加防水層(含防腐蝕); 3. 隧道區間的旁通道必須設置附加防水層; 4. 風井內側建議設置抗碳化防水涂層,以抵御碳化和冷凝水的影響; 5. 雜散電流預防附加措施 軌道交通地下工程雜散電流腐蝕的防護應遵循 CJJ 49-92《地鐵雜散電流腐蝕防護技術規程》的有關規定,并參照上海軌道交通一、二號線工程的實際應用情況,進行排流網和電氣屏蔽設置。而且還應考慮以下措施:
1) 在同一結構中,或者具有電氣連通的結構中,應使用材質相同的鋼筋,以避免因金屬材料材質差異過大,引起電位差異,從而加速鋼材的電化學腐蝕速率。
2) 針對變電所雜散電流回流點附近(極化電壓的正向偏移峰值點),應加強防范措施:
(1) 排流網的鋼筋總截面面積應大于鋼筋鈍化電流密度所要求的面積,并同時提高排流網本身的抗電化學腐蝕能力; (2) 回流點附近 1m 范圍內的局部混凝土結構增強外部防水絕緣,必要時可以局部摻入阻銹劑提高結構鋼筋抗電化學腐蝕能力; (3) 設置多路排流回路,并使排流電流可調、控制雜散電流分布; (4) 加強監測,及時發現異常狀況,采取維護措施。
14 5. 施工要求
5.1 地下車站的施工要求 1. 高性能混凝土配合比必須經有資質的單位試配,出具檢驗報告,匯總至施工組織設計,經上報批準后方可應用; 2. 車站施工單位在內襯墻施工前,應及時對圍護結構進行堵漏,堵漏的效果應滿足 GB 50208-2002《地下防水工程質量驗收規范》的相關要求,并經驗收通過后,方可進行內襯墻施工; 3. 模板立模必須牢靠,要求模板平整、接縫嚴密,防止跑模漏漿。
4. 根據季節、氣候不同的條件,選擇有利于抗裂防滲的時間段進行混凝土澆搗施工; 5. 對結構工程在滲漏易發部位(如誘導縫、接駁器設置處)必須加強振搗施工,嚴格防止過振,以改善混凝土的密實度; 6. 要控制混凝土入模溫度,夏季混凝土入模溫度不宜高于25℃;冬季混凝土入模溫度不宜低于 12℃,并需要加強保溫保濕措施;混凝土內部溫度和外表溫差不得大于 20℃; 7. 要嚴格控制混凝土結構的保護層厚度,監理人員要把保護層厚度作為重點檢查內容之一; 8. 加強混凝土的早期養護和全過程養護,特別要做好側墻的內襯墻混凝土的早期養護工作,養護工作要嚴格按照設計要求予以保證。有抗裂、防滲要求的雙摻混凝土結構的潮濕養護不得少于 21 天。當氣溫低于 0℃時,要及時覆蓋新澆筑混凝土,采取保溫加熱措施,使混凝土不受凍害; 9. 混凝土結構未達到混凝土的設計規定強度及養護時間時,嚴禁提前拆模; 10. 內襯結構出現裂縫滲漏水時,必須使用親水環氧注漿處理; 11. 地下車站混凝土結構出現滲漏后,宜在冬季進行堵漏施工; 12. 車站鋼筋混凝土結構的開裂程度、滲漏水情況及修復情況應
15 列入工程驗收考核內容。
5.2 區間隧道的施工要求 1. 盾構隧道管片生產中,要防止外弧面微細裂縫的產生,保證管片混凝土保護層厚度滿足設計要求; 2. 管片混凝土必須使用提高混凝土耐久性和脫模早期強度的高效外加劑,嚴格控制管片脫模起吊強度不低于設計強度的 45%; 3. 在管片冬季生產中,混凝土入模溫度不宜低于 20℃;管片生產車間必須采取措施防止穿堂風;管片蒸養制度必須按《滬地鐵[2006]25 號文》的規定要求,混凝土內部溫度和外表溫差不得大于20℃; 4. 管片在場地堆放時,夏季要噴水養護,冬季要防止管片混凝土受凍害的影響; 5. 管片的連接件和密封墊等的防腐措施應滿足國家標準和企業耐久性設計的規定。管片的連接件防腐涂層材料現階段應采用“達克羅”,螺帽及“手孔”應作封閉防腐處理。彈性密封墊材料應使用耐久性好的三元乙丙橡膠; 6. 管片的運輸、保存應采取措施防止管片破損,破損管片的修補應嚴格按照設計規定執行; 7. 鋼管片必須有防腐蝕的專項設計; 8. 盾構隧道掘進施工時,必須使用可硬性漿進行同步注漿,并重視二次注漿工作。
16 6. 檢驗
6.1 混凝土耐久性指標的檢驗方法 1. 混凝土堿含量指標要求和檢驗方法 1) 限制水泥堿含量(不大于 0.6%),按照現行水泥標準 GB/T 175 檢驗; 2) 控制混凝土總堿含量(不大于 3.0kg/m 3 ),按照 CECS 53:93《混凝土堿含量限值標準》檢驗; 3) 使用非活性骨料,按照 GB/T14684-2001《建筑用砂》和GB/T 14685-2001《建筑用卵石、碎石》檢驗。
2. 混凝土抗 Cl - 滲透性能指標檢驗方法 要求以電通量方法(JTJ275-2000/ASTM C1202 方法)測定的電通量,作為工程質量控制指標; 要求以自然擴散法(NT BUILD 443/AASHTO T259 為代表)測定的氯離子擴散系數,作為配合比設計、質量驗收和壽命預測評估的控制指標。
3. 混凝土抗碳化性能指標檢驗方法 參照 GBJ 82-85《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》中的有關規定,測試混凝土在標準養護 28 天齡期后,56 天快速碳化深度作為混凝土抗碳化性能指標檢驗標準。
4. 混凝土抗裂性能指標檢驗采用 CCES 01-2004 附錄 A 的平板約束試驗方法。
5. 雜散電流腐蝕的監測 地鐵車站和盾構隧道雜散電流腐蝕監測主要包括兩部分:結構鋼筋極化電壓正向偏移平均值和參比電極本體電位。由于地鐵雜散電流變化的不確定性以及其分布變化,雜散電流的長期在線監測尤為重要。雜散電流的長期在線監測方面的建議如下:
1) 除對結構鋼筋極化電壓正向偏移進行監測外,還應監測排流網極化電壓正向偏移,防止排流網本身腐蝕而喪失其功能;
17 2) 參比電極建議采用長效銅/硫酸銅電極或更為穩定的新型參比電極; 3) 將雜散電流監測與智能化的排流調解系統結合,形成監測與防治系統的有機結合。
6. 鋼筋混凝土結構裂縫和滲水狀況的監測 1) 裂縫的常規檢測 通常對鋼筋混凝土結構的裂縫的檢查為首先是肉眼在混凝土表面仔細觀察,發現裂縫后用光學放大鏡測量其寬度,并在圖紙上描述其走向。必要時采用取芯樣的方法觀察裂縫的深度。
2) 建立混凝土結構裂縫的全過程監測制度 由于車站鋼筋混凝土結構的裂縫在施工過程中尚難完全避免,在使用過程中又會發展,有必要對結構定期進行監測,觀察裂縫的發展狀況。同時應建立結構的裂縫檔案。
7. 抗滲檢驗 1) 混凝土抗滲性能試驗應符合 GBJ 82《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》的相關規定。試塊采樣應符合 GB 50208-2002《地下防水工程質量驗收規范》的相關規定; 2) 混凝土管片應按 GB 50208-2002《地下防水工程質量驗收規范》相關規定的方法和頻率進行抗滲檢驗。
6.2 混凝土耐久性指標的工程檢驗頻率
1. 混凝土耐久性能測試分為配合比設計確定和現場質量控制兩個層面; 2. 確定配合比前,必須進行原材料、混凝土堿含量、混凝土快速碳化深度、混凝土抗裂性、混凝土電通量和氯離子擴散系數的檢測; 3. 施工單位、混凝土拌站或預制構件廠根據每一區段隧道、每座車站或混凝土材料來源、規格有所變化時,要提供混凝土的氯離子擴散系數、混凝土電通量測試、混凝土抗裂性測試和混凝土快速碳化深度測試等檢驗報告;
18 4. 采用鋼筋保護層測定儀對工程主要混凝土結構或構件的保護層厚度進行測試,取樣數量、范圍和測試應符合 GB 50204-2002《混凝土結構工程施工質量驗收規范》的要求; 5. 應按照 CJJ 49-92《地鐵雜散電流腐蝕防護技術規程》中的相關規定進行雜散電流監測,同時應加強對變電所回流點附近的結構外表面和排流網的鋼筋極化電壓的正向偏移的監測。
6.3 混凝土 耐久性檢驗參考指標
混凝土耐久性檢驗參考指標 表 表 6.3.1 結構 部位 最大水膠比 最小膠凝材料用量kg/m 3
最大膠凝材料用量kg/m 3
混凝土密實度 抗碳化性能
抗裂性能 抗滲性能 電通量 C 氯離子擴散系數
10 -12 m 2 /s 快速碳化深度(mm)
抗裂等級 抗滲指標 車站結構 地下連續墻 0.5 400 - ≤2000 ≤1.8 - Ⅱ ≥S8 頂板、底板
0.45 360 420 ≤2000 ≤1.8 2.0 Ⅰ 內襯側墻 0.45 360 420 ≤2000 ≤1.8 2.0 Ⅰ 柱、梁板 0.43 380 450 - - 2.0 Ⅱ 盾構隧道 管片 0.35 450 500 ≤1000 ≤1.2 1.0 Ⅰ ≥S10 車站排風井 0.45 360 420 ≤2000 ≤1.8 2.0 Ⅰ - 備注:
1. 水膠比和膠凝材料用量應以滿足結構設計對混凝土的各項指標為前提; 2. 最小和最大膠凝材料用量以 C42.5 普通硅酸鹽水泥為基準,若使用更高標號的水泥可根據實際情況調整; 3. 混凝土中除水泥外,應摻入一定比例的優質?;郀t礦渣微粉、粉煤灰等摻和材料組成復合型膠凝材料,提高混凝土耐久性能,并同時考慮混凝土的抗碳化性能要求?;炷林袚胶喜牧献畲笥昧啃枰鶕こ淌褂靡蠛蜅l件予以選??; 4. 混凝土標準養護 28 天時的電通量值,試驗方法參照 JTJ275-2000 和 ASTM C1202; 5. 混凝土標準養護 56 天放入標準溶液中浸泡 90 天時的表觀氯離子擴散系數,試驗方法參照 NT BUILD 443 方法; 6. 混凝土標準養護 28 天后,按標準條件快速碳化 56 天的碳化深度,試驗方法參照
19 GB82-85; 7. 對于同一部位構件,若同處于兩種或兩種以上的環境中,則混凝土性能應按最惡劣環境考慮,混凝土保護層厚度應不小于對應環境條件下的最小保護層厚度要求。
8. 混凝土抗裂性能試驗參照《混凝土結構耐久性設計與施工指南》CCES01-2004 附錄A 混凝土抗裂性測試方法及評價中規定的混凝土抗裂性試驗方法。
附錄:用詞說明
1、 為便于在執行本指導意見時區別對待,對于要求嚴格程度不同的用詞說明如下:
1)
表示很嚴格,非這樣做不可的用詞:
正面詞采用“必須”,反面詞采用“嚴禁”; 2)
表示嚴格,在正常情況下均應這樣做的用詞:
正面詞采用“應”,反面詞采用“不應”或“不得”; 3)
表示允許稍有選擇,在條件許可時首先應這樣做的用詞:
正面詞采用“宜”,反面詞采用“不宜”; 表示有選擇,在一定條件下可以這樣做的用詞采用“可”。
2、 指導意見中指定應按有關規程、規范執行時,寫法為“應符合„„的規定”或“應按„„執行”。