接力式澆筑大體積混凝土施工技術(shù)

趙子武 杜 萱 李 毅

中建三局集團(tuán)有限公司 陜西 西安 710065

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市超高層建筑越來越多。但超高層建筑節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，在地下室施工至土方回填之間的時(shí)間段內(nèi)，易受場(chǎng)地及道路的限制，致混凝土澆筑存在很大困難。為此，通過應(yīng)用接力式澆筑混凝土技術(shù)，有效地解決了混凝土澆筑難題，而且加快了施工速度，降低了混凝土坍落度損失，提高了工作效率，節(jié)省了施工成本，是促進(jìn)建筑發(fā)展的一項(xiàng)重要新技術(shù)[1-5]。

1 工程概況

蘭州·名城廣場(chǎng)工程（圖1）的總建筑面積為583 993.77 m2，地上建筑面積為451 401.18 m2，地下132 592.59 m2。本工程地下建筑3層，地上裙樓4層，建筑高度23.85 m，1#樓地上建筑60層，建筑高度為249.65 m，2#、3#樓地上建筑38層，建筑高度為195.55 m，4#樓地上建筑47層，建筑高度為196.85 m。1#、4#樓采用框架-核心筒結(jié)構(gòu)體系，2#、3#樓采用剪力墻結(jié)構(gòu)體系。裙房采用框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系。本工程設(shè)計(jì)年限為50 a，抗震設(shè)防烈度為8度。隨著地下室結(jié)構(gòu)的進(jìn)行，基坑內(nèi)再無運(yùn)輸?shù)缆?，遠(yuǎn)離基坑北側(cè)道路的結(jié)構(gòu)混凝土澆筑也越來越困難，鑒于此，采用了接力式澆筑混凝土技術(shù)進(jìn)行施工。

圖1 蘭州·名城廣場(chǎng)效果圖

2 施工難點(diǎn)

1）靠基坑南側(cè)地下室已出±0.00 m，基坑北側(cè)地下室開始施工。由于基坑未回填，基坑南側(cè)未形成施工道路。地泵可以從北側(cè)的下坑坡道倒車進(jìn)入坡底平臺(tái)，混凝土罐車下去無法掉頭，倒車下去危險(xiǎn)性較大。只憑借天泵或地泵無法把混凝土輸送到南側(cè)作業(yè)面上，存在很大的施工困難。

2）現(xiàn)主體塔樓已施工至3層以上，需澆筑部位距基坑底垂直距離33 m以上，距地泵支設(shè)位置水平距離60 m，基坑上天泵和基坑下地泵垂直距離達(dá)15 m，混凝土傳輸距離遠(yuǎn)。

3）由于預(yù)留裙樓區(qū)域筏板開始施工，導(dǎo)致3#主樓成為孤島形式，原有基坑內(nèi)混凝土澆筑點(diǎn)已拆除，主樓混凝土澆筑存在較大困難。

4）本工程結(jié)構(gòu)混凝土最大強(qiáng)度等級(jí)為C60，其粗骨料粒徑大，黏度高。澆筑路線長(zhǎng)時(shí)坍落度損失大，為防止發(fā)生堵管或產(chǎn)生冷縫，澆筑時(shí)必須保證連續(xù)性。

3 運(yùn)用原理

接力式澆筑混凝土是一種天泵和地泵混合式澆筑混凝土的技術(shù)，主要是先通過罐車放料到基坑上天泵，再由天泵傳輸?shù)交拥椎乇?，最后由地泵通過泵管傳輸?shù)阶鳂I(yè)面。過程中必須保證天泵和地泵的混凝土傳輸速度相同，防止出現(xiàn)堵管或空管現(xiàn)象，而且必須要控制混凝土坍落度，防止傳輸過程中坍落度損失過大對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響（圖2～圖5）。

圖2 混凝土出罐

圖3 天泵轉(zhuǎn)地泵

圖4 地泵接布料機(jī)

圖5 施工全景

4 現(xiàn)場(chǎng)施工

4.1 施工部位

現(xiàn)場(chǎng)需澆筑的部位包括主樓梁板、樓梯、剪力墻、柱。由于3#樓距基坑邊水平距離60 m（圖6），傳輸距離遠(yuǎn)，且存在孤島形式的限制，故采用接力式澆筑混凝土的施工技術(shù)。

圖6 混凝土澆筑平面布置示意

4.2 混凝土配合比

對(duì)混凝土先進(jìn)行適配，開始時(shí)將坍落度控制在170 mm左右，但現(xiàn)場(chǎng)澆筑不成功，容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。于是將坍落度調(diào)整到190 mm，但到作業(yè)面時(shí)混凝土流動(dòng)性太差，隨后又進(jìn)行多次適配，最終調(diào)整坍落度到210 mm，可保證澆筑順利進(jìn)行。

4.3 混凝土流速

澆筑過程中嚴(yán)格控制混凝土流速，防止混凝土流速過快發(fā)生離析，而且必須保證天泵和地泵的傳輸速度相同。經(jīng)過計(jì)算，2種混凝土流速如表1所示。

表1 C30和C60混凝土流速

4.4 坍落度監(jiān)測(cè)

在現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑過程中，嚴(yán)格控制混凝土坍落度。對(duì)混凝土出罐時(shí)、出天泵時(shí)、出地泵時(shí)這3個(gè)時(shí)間的坍落度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，計(jì)算其損失值，若損失過大，則對(duì)混凝土的配合比和流速進(jìn)行調(diào)整，以保證混凝土的質(zhì)量。

根據(jù)實(shí)測(cè)值，C30混凝土經(jīng)過天泵的坍落度損失值在25 mm左右，經(jīng)過地泵的損失值在35 mm左右，整體損失值大約為60 mm；而C60混凝土經(jīng)過天泵的坍落度損失值在40 mm左右，經(jīng)過地泵的損失值在50 mm左右，整體損失值大約為90 mm。由于混凝土傳輸距離遠(yuǎn)，坍落度損失值大一些。C60混凝土強(qiáng)度等級(jí)高、粒徑大、黏度高，所以對(duì)其配合比和坍落度更要嚴(yán)格控制。

4.5 混凝土振搗

在混凝土澆筑過程中，邊澆筑邊振搗。振搗遵循的原則是快插慢拔，必須保證振搗密實(shí)，防止拆模后存在氣泡。采用大鋼模技術(shù)加固的墻體在拆模后必須達(dá)到清水混凝土要求。在第1次澆筑混凝土達(dá)到初凝前進(jìn)行第2次澆筑，防止冷縫產(chǎn)生。

5 結(jié)語

本工程擁有4棟超高層，外加3層地下室和4層地上裙房，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工過程中存在很多困難。這就需要我們提前發(fā)現(xiàn)問題、提出解決方案，并向設(shè)計(jì)單位、建設(shè)單位反饋，最終優(yōu)化施工。若無接力式澆筑混凝土技術(shù)，主樓只能面臨停工，將嚴(yán)重拖慢施工進(jìn)度；成功應(yīng)用接力式澆筑混凝土技術(shù)，不僅節(jié)約了工期，加快施工進(jìn)度，同時(shí)為后續(xù)類似工程提供并積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。