綜合體育場館底板超長混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

蔣 豐 魏愛生 劉火明

中國建筑第八工程局有限公司西南分公司 四川 成都 610041

1 工程概況

成都鳳凰山體育中心項(xiàng)目是第31屆世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會的重要賽事場館。項(xiàng)目由1座60 000座席的專業(yè)足球場、1座18 000座席的綜合體育館、配套R1綠地和商業(yè)用房組成，總建筑面積約456 000 m2，工程總投資44.9億元。

專業(yè)足球場地上6層、地下1層，共設(shè)有3層看臺。專業(yè)足球場的建筑平面投影形狀為橢圓形，南北方向總長度約281 m，東西方向總寬度約231 m。綜合體育館地上7層、地下1層，共設(shè)有4層看臺，建筑平面投影形狀為橢圓形，長軸方向總長度約175 m，短軸方向總寬度約152 m。

2 工程施工特點(diǎn)、難點(diǎn)

本工程體量大，工期異常緊張，項(xiàng)目勘察、設(shè)計(jì)、施工的總工期僅有730 d。統(tǒng)計(jì)國內(nèi)已建設(shè)的同類規(guī)模場館，本場館的工期最短。因此，混凝土結(jié)構(gòu)的施工是本工程的施工重點(diǎn)。

本工程單次混凝土澆筑量比較大（圖1），連續(xù)澆筑時(shí)間長。各段混凝土用量較大，不連續(xù)澆筑容易產(chǎn)生冷縫。因而，需對場地內(nèi)外交通進(jìn)行組織，來保障混凝土的連續(xù)澆筑。

圖1 項(xiàng)目結(jié)構(gòu)縫劃分

本工程場地地形情況復(fù)雜，澆筑施工組織難度大。施工段多為平行施工，施工機(jī)械、施工材料及作業(yè)人員調(diào)度難度比較大。為此，混凝土施工需成立專項(xiàng)管理小組，做好現(xiàn)場指揮調(diào)配，澆筑時(shí)需管理人員旁站，隨時(shí)解決現(xiàn)場問題。

混凝土原材料控制是工程中的又一難點(diǎn)。預(yù)拌混凝土由多個(gè)廠家制備，混凝土原材料質(zhì)量難以保證。因此，需要明確統(tǒng)一原材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同預(yù)拌混凝土攪拌站簽訂質(zhì)量協(xié)議書，總包安排專業(yè)人員駐站，監(jiān)督原材進(jìn)場與驗(yàn)收、原材生產(chǎn)等，每日形成日報(bào)，并接受監(jiān)理單位監(jiān)督。

同時(shí)，高耐久性補(bǔ)償收縮混凝土的配合比需進(jìn)行多次試配與試驗(yàn)。本工程底板采用C40P8高耐久性補(bǔ)償收縮混凝土，構(gòu)件對混凝土的耐久性與變形性能要求高。為此，需派專人配合預(yù)拌混凝土攪拌站進(jìn)行配合比試配與試驗(yàn)，并聘請專家論證。

此外，工程濕水養(yǎng)護(hù)要求高?；炷琉B(yǎng)護(hù)不到位將很難保證成形質(zhì)量，且極易產(chǎn)生裂縫?；炷翝仓髴?yīng)采取覆蓋薄膜、濕水養(yǎng)護(hù)等措施，使混凝土表面保持濕潤狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14 d。

3 施工方案的確定

本工程設(shè)計(jì)后澆帶交錯(cuò)復(fù)雜，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，后澆帶施工在混凝土施工完成60 d后方可進(jìn)行。如果按照此要求，工期將無法保證。

總體上將環(huán)形結(jié)構(gòu)分為長40 m左右的若干段，留設(shè)寬800～l 000 mm的后澆帶，鋼筋連續(xù)。后澆帶位置底板均設(shè)置有附加鋼筋，可以有效抵抗溫度變形和收縮徐變產(chǎn)生的裂縫。

各施工段內(nèi)根據(jù)施工資源配置及流水情況，通過保留個(gè)別后澆帶、局部設(shè)置跳倉縫等方案，結(jié)合工期進(jìn)度實(shí)際情況，分為若干施工倉。分倉縫留設(shè)原則為：盡量保持設(shè)計(jì)后澆帶的位置不變；在避開洞口、集水坑、電梯坑、獨(dú)立基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，盡量取直；每個(gè)分區(qū)控制在1 600 m2左右，單向長度控制在40 m左右；地下室外墻分倉縫上下出口須一致。

根據(jù)本工程的混凝土結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)、難點(diǎn)，對多種施工組織方案進(jìn)行比較。若后澆帶全部保留，無論采取哪種組織方案，工期均無法保證。經(jīng)過反復(fù)研究，實(shí)行綜合治理的技術(shù)可解決由結(jié)構(gòu)超長而產(chǎn)生的裂縫問題[1-8]。

首先，通過沉降后澆帶，將專業(yè)足球場（A）、綜合體育館（B）的內(nèi)場劃分出來。其次，由于足球場、體育館上部均設(shè)有鋼結(jié)構(gòu)，在其周圍沒有施工場地，因此主場館外圍采取滯后施工方案，待鋼結(jié)構(gòu)吊裝完畢后，再施工滯后區(qū)域，這樣各個(gè)單體同時(shí)施工的平面尺寸進(jìn)一步縮??；在單體施工時(shí)，采用局部留設(shè)后澆帶、部分留設(shè)施工縫，跳倉及跳倉遞推的綜合方法來解決各項(xiàng)難題。

4 施工措施

4.1 施工區(qū)段劃分

以足球場、體育館為施工部署主線，整個(gè)工程以“突出場館，分區(qū)作業(yè)，分段穿插”為原則組織施工。各個(gè)分區(qū)根據(jù)施工先后順序或勞務(wù)組織情況分為若干小區(qū)塊（圖2）。其中：A區(qū)分為4個(gè)區(qū)；B區(qū)分為2個(gè)區(qū)。

4.2 專業(yè)足球場跳倉遞推及跳倉綜合施工

圖2 地下室底板分區(qū)及分段

A區(qū)施工進(jìn)度為本工程的關(guān)鍵線路，共計(jì)17個(gè)分倉（圖3）。保留2條馬道，將A區(qū)劃分為17個(gè)流水段，同一區(qū)段內(nèi)相鄰倉流水節(jié)拍≥8 d。2個(gè)區(qū)段間后澆帶將在兩側(cè)混凝土澆筑間歇14 d左右采用高一強(qiáng)度等級的微膨脹混凝土進(jìn)行封閉。

圖3 A區(qū)倉位施工順序

綜合分析可知，先施工倉位同后續(xù)施工倉位的混凝土施工最短間隔為8 d，能夠滿足相鄰倉位混凝土澆筑時(shí)間差大于7 d的要求。

4.3 綜合體育館跳倉遞推及跳倉綜合施工

B區(qū)施工進(jìn)度為本工程的關(guān)鍵線路，共計(jì)12個(gè)分倉（圖4）。保留3條后澆帶，將B區(qū)劃分為12個(gè)流水段，同一區(qū)段內(nèi)相鄰倉流水節(jié)拍≥8 d。2個(gè)區(qū)段間后澆帶將在兩側(cè)混凝土澆筑間歇14 d左右采用高一強(qiáng)度等級的微膨脹混凝土進(jìn)行封閉。

圖4 B區(qū)倉位施工順序

綜合分析可知，先施工倉位同后續(xù)施工倉位的混凝土施工最短間隔為8 d，能夠滿足相鄰倉位混凝土澆筑時(shí)間差大于7 d的要求。

4.4 施工縫做法

跳倉施工縫采取快易收口網(wǎng)，上下埋設(shè)φ14 mm的溫度加強(qiáng)筋，防水采用360 mm×4 mm止水鋼板（圖5）。施工縫處表面粗糙，可不鑿毛，清洗后即可進(jìn)行第2次混凝土澆筑，接縫處2次澆筑混凝土能粘接緊密。施工縫兩邊混凝土要振搗密實(shí)，每次澆筑完畢后，施工縫處寬500 mm的混凝土表面要用人工收光2遍。

圖5 跳倉施工縫構(gòu)造

4.5 優(yōu)化混凝土配合比

作為超長結(jié)構(gòu)混凝土，為控制或減少混凝土的徐變、干縮和施工期間的水泥水化熱應(yīng)力，控制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，根據(jù)當(dāng)?shù)卦牧闲阅茉O(shè)計(jì)和優(yōu)化混凝土配合比。

在對配合比進(jìn)行大量試配的基礎(chǔ)上，采用性能匹配的混凝土配合比。選用低水化熱水泥以降低水化熱，摻入礦粉、粉煤灰等活性材料以減少水泥用量，摻加高性能減水劑以減少混凝土用水量，摻加YZ-G型膨脹劑補(bǔ)償混凝土的干縮、凝縮和溫縮變形，摻加抗裂防水劑、聚丙烯纖維，增強(qiáng)混凝土的自身抗拉強(qiáng)度。

通過現(xiàn)場多次實(shí)際配比試驗(yàn)，最終確定混凝土的原料質(zhì)量配合比為：水∶水泥∶粉煤灰∶礦粉∶細(xì)骨料∶粗骨料∶減水劑∶聚丙烯纖維∶防水劑∶膨脹劑=158∶305∶70∶65∶672∶1 085∶9.2∶1.0∶26.4∶35.2。

4.6 混凝土施工

1）大型基礎(chǔ)底板或整個(gè)設(shè)備基礎(chǔ)的高度一般在1 m以上，應(yīng)采用分層振搗，一次完成高度、大推進(jìn)的辦法，坡度為1∶（6～7）。

2）混凝土澆筑時(shí)，分層布料、分層振搗、斜坡推進(jìn)。

3）振搗時(shí)布設(shè)3道振搗點(diǎn)，分別在混凝土的坡腳、坡道中間和表面。振搗必須充分，每個(gè)點(diǎn)振搗時(shí)間控制在10 s左右并及時(shí)排出泌水。

4）混凝土澆筑采用二次振搗、二次抹面技術(shù)， 以排出泌水和混凝土內(nèi)部的水分與氣泡。

4.7 混凝土養(yǎng)護(hù)

為防止底板混凝土升降溫速度過快形成溫度收縮裂縫和早期脫水造成表面干縮裂縫，本工程采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑完成達(dá)到終凝后，在表面鋪設(shè)塑料薄膜，并澆水養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓曜畛? d，白天應(yīng)每2 h澆水一次，夜間至少澆水2次。在以后的養(yǎng)護(hù)中，每晝夜至少澆水4次。干燥和陰雨天氣應(yīng)適當(dāng)增減澆水次數(shù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d，每天澆水2次。

4.8 混凝土測溫

底板按倉塊及要求進(jìn)行溫度監(jiān)測與控制。超長無縫結(jié)構(gòu)混凝土溫度控制主要包括混凝土內(nèi)外溫差、預(yù)測預(yù)警界限溫度、最高溫度波動(dòng)率、截面溫度梯度和模具溫度等。

5 結(jié)語

在環(huán)形超長混凝土結(jié)構(gòu)中，通過合理設(shè)置后澆帶，優(yōu)化配合比，采取后澆帶、跳倉法及跳倉遞推綜合施工技術(shù)，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)，能有效約束超長結(jié)構(gòu)的變形，提高了混凝土結(jié)構(gòu)抵抗溫度變化的能力，從而能夠有效地減少結(jié)構(gòu)因溫度和收縮引起的變形并抑制結(jié)構(gòu)的開裂，加快工程施工進(jìn)度，縮短項(xiàng)目工期，實(shí)現(xiàn)快速建造[9-12]。本施工技術(shù)在成都鳳凰山體育中心項(xiàng)目結(jié)構(gòu)中的成功應(yīng)用，可為今后類似大型綜合體育場館項(xiàng)目的混凝土底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工提供參考。