装配整体式地下车站单侧预制叠合墙板综合防裂技术研究

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装配整体式地下车站的出现顺应了装配式建筑工业化发展的趋势,既能满足城市轨道交通绿色发展的要求,又能提高其中的科技含量,待技术成熟后更能有效地把握工程质量、降低资源消耗和成本投入。在未来的地下车站建设中,装配式技术具有较广的发展和利用空间,而预制叠合墙板无疑是一种应运而生的工业化建筑产品。本工程将在地下车站结构的侧墙中采用单侧预制叠合墙板,该应用尚属首例。为保证地下结构中钢筋混凝土的抗渗性和耐久性,需严格要求单侧预制叠合墙板中新旧混凝土接合面的质量,这是因为当旧混凝土的收缩完成时,新混凝土的收缩才刚开始,所以在接合面处容易形成裂缝。由此可见,开展叠合墙板接合面的受力性能研究对提高墙板的防裂性能至关重要。本文从装配式地下车站侧墙防裂要求出发,结合单侧预制叠合墙板的特点,以预制构件与现浇混凝土之间的接合面为研究对象,开展预制-现浇混凝土接合面受力性能试验与单侧预制叠合墙板整体受力性能试验。根据试验结果,提炼出装配整体式地下车站单侧预制叠合墙板的综合防裂技术,为同类型工程提供借鉴。主要的研究内容和结论如下:(1)制作两种不同接合面施工工艺的试件,即水洗露骨料施工工艺和凿毛施工工艺,进行抗剪及劈裂抗拉试验,根据试验结果对比发现,受拉为主的接合面更适合水洗露骨料施工工艺,受剪为主的接合面更适合凿毛施工工艺;(2)采用优选后的接合面施工工艺,制作单侧预制叠合墙板,进行墙板受弯、偏压的试验,通过与整体现浇的构件试验结果对比发现,受弯试验中的叠合墙板和现浇墙板试验现象相似,均发展出梯形状裂缝;偏压试验中的叠合墙板受压裂缝多于受拉裂缝,破坏发生在偏心加载一侧的顶部,而整体现浇墙板受拉裂缝多于受压裂缝,破坏发生在偏心加载一侧的中部。(3)根据受弯试验和偏压试验的试验现象,调整各种材料行为参数和新旧混凝土接合面的相互作用属性参数,建立与试验结果相符的有限元模型,模拟预制构件在各种工况下的受力状态,包括运输、吊装工况,安装、翻转工况,脱模工况和堆放工况。据模拟结果显示,最不利的受力状态为运输、吊装工况。(4)运用弹性应力配筋法,结合有限元模型分析,复核预制结构的配筋是否安全,实际配筋大于运用应力配筋法得到的结果,判定是安全的,满足有限元应力配筋计算要求。(5)总结提出单侧预制叠合墙板构件整体防裂施工工艺措施,包括混凝土防裂技术方案的制定、接合面防裂施工工艺的优化和各工况下防裂施工措施的制定。
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