劉小平（上海建通工程建設(shè)有限公司， 上海 200061）

0 引 言

自密實(shí)混凝土與普通混凝土相比較，流動(dòng)性強(qiáng)、混凝土的和易性較好且離析性適中。自密實(shí)混凝土在施工時(shí)不用任何人工振搗，就能夠在自身的重力作用下自行流動(dòng)與密實(shí)，是一種特殊性能的混凝土。自密實(shí)鋼筋混凝土最顯著的特征之一就是按試驗(yàn)室配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)的混凝土本身具有良好的施工效果和性能。自密實(shí)鋼筋混凝土的應(yīng)用場(chǎng)景較廣泛，即使是在小空間或鋼筋配箍體密集和異形構(gòu)件等大空間的情況下，僅僅依賴于鋼筋混凝土的自重而無需人工振搗，就能實(shí)現(xiàn)均勻密實(shí)的填充和成型，提高了現(xiàn)場(chǎng)的工作效率，避免了人工振搗容易發(fā)生的漏振、過振、蜂窩麻面等常規(guī)缺陷問題；同時(shí)也提高了鋼筋混凝土的澆筑質(zhì)量，改善了施工作業(yè)環(huán)境和施工組織，有利于加快施工進(jìn)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、降低工程造價(jià)。自密實(shí)混凝土因而被工程界譽(yù)為“建筑工程技術(shù)發(fā)展史中最具革命性的成果”，并且在一些重大項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行中，已經(jīng)獲得了很大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 工程概況

長沙世茂國際金融中心地下主體工程 4 層，地上主要工程裙樓 5 層，塔樓 75 層，建筑物總高度 349.8 m，總工程規(guī)劃設(shè)計(jì)建筑面積 229 223.1 m2。塔樓主體結(jié)構(gòu)框架是由塔式鋼管鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)框架+鋼筋混凝土框架核心筒+伸臂式鋼桁架的混合結(jié)構(gòu)建筑體系，外框共設(shè)置 16 根鋼管柱。其中：GKZ1 鋼管柱的尺寸由 φ2 500 mm×32 mm漸變?yōu)?φ1 100 mm×18 mm，強(qiáng)度等級(jí) Q345B， 共 8根；GKZ2 鋼管柱的尺寸由 φ1 800 mm× 25 mm 漸變?yōu)?φ900 mm×18 mm，強(qiáng)度等級(jí) Q345B， 共 8 根。鋼管柱內(nèi)的地基應(yīng)澆筑一層自密實(shí)的混凝土，26 層及以下的強(qiáng)度等級(jí)分別為 C60，27 層到 36 層之間的地基分別為C50，37 層及以上為 C40。鋼管柱每層 1 節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)層層高為 4.2 m (加強(qiáng)層為 4.5 m)。

2 自密實(shí)混凝土澆筑施工的特點(diǎn)和難點(diǎn)分析

不同于一般常規(guī)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，鋼管柱體主梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的自密實(shí)混凝土，是僅依靠鋼管柱在混凝土中的自重力作用而不需人工或機(jī)械振搗的作業(yè)，在其澆筑施工中必須具有足夠的變形能力和流動(dòng)性，能夠充分地填補(bǔ)鋼管柱內(nèi)部空間，并最終建造成密實(shí)均勻的混凝土主梁構(gòu)件。自密實(shí)混凝土澆筑施工的工作特性和關(guān)鍵參數(shù)必須滿足其間隙透過性、耐離析力(或穩(wěn)定性)和良好填充性(或流動(dòng)性) 3 個(gè)方面。

鋼管內(nèi)的混凝土具有強(qiáng)烈的不可逆轉(zhuǎn)性：混凝土一經(jīng)澆筑，外觀缺陷難以像常規(guī)混凝土那樣可以通過拆模發(fā)現(xiàn)；密實(shí)度檢查手段不夠成熟，也難以進(jìn)行缺陷處理。自密實(shí)混凝土具有技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性：除了可大大減少由于施工人員振搗不到位造成的質(zhì)量缺陷之外；更重要的是可以保證結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋼管構(gòu)件內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)能充盈密實(shí)的混凝土，確保了工程質(zhì)量的可靠性。

由于本工程是當(dāng)?shù)亟ㄖ叨茸罡叩慕ㄖ?，且提供鋼管自密?shí)混凝土的當(dāng)?shù)厣虡I(yè)混凝土公司經(jīng)驗(yàn)不足。為了確?；炷临|(zhì)量，監(jiān)理單位多次組織建設(shè)單位、施工單位技術(shù)人員到混凝土公司考察和洽商。通過對(duì)比企業(yè)規(guī)模、生產(chǎn)能力、技術(shù)能力、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試塊檢驗(yàn)等，最終擇優(yōu)選定了混凝土公司。

3 自密實(shí)混凝土的配合比及性能

自密實(shí)混凝土的原材料組成必須具有如下特點(diǎn)：粗骨料體積含量明顯減少，漿體體積含量明顯增加，粉體含量較高，水粉比較低，外加劑種類及摻量增加(可能包括增稠劑)。

根據(jù)試驗(yàn)室的試配和檢驗(yàn)，并結(jié)合施工采購的原材料情況，選定的配合比如表 1 所示。

表1 本工程自密實(shí)混凝土配合比

采用 P.O 42.5 普通硅酸鹽水泥，Ⅱ級(jí)粉煤灰，細(xì)度模數(shù)為 2.4 的河砂，5～16 的連續(xù)級(jí)配合格的碎石，砂石均經(jīng)水沖洗后使用，采用 CR-P200-35 聚酸減水劑。

在自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)和試配過程中，自密實(shí)混凝土拌和物性能的目標(biāo)塌落拓展度選定為（600±30）mm。對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)每輛汽車的商品混凝土料筒進(jìn)行塌落度和坍落拓展度檢測(cè)，并嚴(yán)格控制商品混凝土從出廠到澆筑的時(shí)間不可能超過 120 min ；在自密實(shí)商品混凝土的運(yùn)輸工作過程中，攪拌機(jī)和汽車的料筒應(yīng)始終保持均勻的速度旋轉(zhuǎn)，正常速度控制為 3 r/min～5 r/min；嚴(yán)禁擅自在運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)的混凝土車內(nèi)加水，對(duì)運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)檢查合格的混凝土方能同意進(jìn)場(chǎng)使用。

4 自密實(shí)混凝土樣板柱施工引路

在商品混凝土公司安排技術(shù)人員監(jiān)控自密實(shí)混凝土生產(chǎn)設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，特別是對(duì)露天儲(chǔ)存的砂、石等原材料的含水量進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控，并嚴(yán)格按取樣要求測(cè)定粗細(xì)骨料堆場(chǎng)中的外層和內(nèi)層砂、碎石含水量。首先以所測(cè)砂、碎石最大含水量，并通過混凝土設(shè)計(jì)配合比用水量換算確定自密實(shí)混凝土拌合物生產(chǎn)時(shí)的外加水量，并按試驗(yàn)室的配合比采取一次性加足減水劑的使用量，然后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)定的混凝土工作性能測(cè)試結(jié)果，再適當(dāng)調(diào)整每批次料的加水量，直到得到滿足施工需要的工作性能的混凝土拌合物。并對(duì)原材料的最高輸送入機(jī)溫度做了規(guī)定，要求混凝土和碎石砂最高溫度不可能超過 60 ℃、碎石和砂子的最高溫度不可能超過 30 ℃、混凝土中的最高溫度不可能超過25 ℃、粉煤灰等摻合料的最高溫度不可能超過 60 ℃。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，骨料露天堆放溫度超過 30 ℃，立即采取了要求骨料堆場(chǎng)增加遮陽網(wǎng)的措施，增加遮陽網(wǎng)后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定溫度符合要求。為了進(jìn)一步驗(yàn)證確認(rèn)鋼筋在現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)施工工藝試驗(yàn)條件和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)檢驗(yàn)工藝下，自密實(shí)后的鋼筋混凝土應(yīng)力拌合物的穩(wěn)定工作性和鋼筋硬化后的高強(qiáng)度應(yīng)力波動(dòng)性和強(qiáng)度可控性，現(xiàn)場(chǎng)澆筑 2 個(gè)樣板柱(如圖 1 所示)和取芯樣品（如圖 2 所示）。澆筑的過程中要測(cè)試其塌落度和塌落拓展度，塌落拓展至 500 mm 所需時(shí)間(T500)，分析拌合物的抗離析性能。每批次留置 150 mm 立方體試件，檢測(cè)其 28 d 強(qiáng)度，均符合要求。

圖1 同條件澆筑自密實(shí)混凝土樣板柱

圖2 同條件自密實(shí)混凝土芯樣

5 自密實(shí)混凝土的現(xiàn)場(chǎng)施工

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，混凝土采用塔吊調(diào)運(yùn)方法進(jìn)行澆筑，在料斗下安裝一定長度的柔性軟管，使自密實(shí)混凝土自由塌落高度不大于 300 mm。

每次混凝土澆筑至離鋼管柱頂面 500 mm 左右，一方面便于鋼管柱的焊接，同時(shí)便于對(duì)混凝土表面浮漿進(jìn)行及時(shí)清理。同時(shí)在離鋼管柱上口 500 mm 處預(yù)留 3 個(gè) φ10 排水口(間距 30 mm)，便于及時(shí)排除管內(nèi)集聚的雨水。在混凝土澆筑過程派專人敲擊鋼管外壁，檢查密實(shí)度情況。發(fā)現(xiàn)有空洞及時(shí)采取振動(dòng)棒振搗?；炷翝仓?24 h 后，巡查鋼管外壁有無空鼓現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取注漿處理(可采用結(jié)構(gòu)灌縫膠)。每次澆筑混凝土自由傾落高度嚴(yán)格控制在9 m 以內(nèi)；超過 9 m 的，現(xiàn)場(chǎng)使用 HDPE 塑料管串筒配合澆筑，防止混凝土離析。

鋼管柱深化設(shè)計(jì)時(shí)，為了確?；炷恋臐仓拿軐?shí)度，我們大部分采用一層一節(jié)式，雖然加大了現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量，但減少了混凝土的自由塌落高度，確保了混凝土質(zhì)量。同時(shí)我們征得設(shè)計(jì)同意，將鋼管柱內(nèi)原有的栓釘優(yōu)化為豎向肋板，在不減少與混凝土的接觸面的情況下，確保了混凝土的密實(shí)度。

在確定了自密實(shí)鋼管混凝土施工方案的情況下，項(xiàng)目嚴(yán)格按批準(zhǔn)的方案進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)澆筑工藝試驗(yàn)，確保自密實(shí)混凝土的工作性能及施工性能。經(jīng)過各方的不懈努力，本工程自密實(shí)混凝土現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)段順利完成；養(yǎng)護(hù)期后，質(zhì)量經(jīng)超聲波檢測(cè)均合格，滿足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié) 語

自密實(shí)混凝土施工要取得成功，需要各方的共同努力，需要一個(gè)優(yōu)良的管理團(tuán)隊(duì)，需要團(tuán)隊(duì)為共同的質(zhì)量目標(biāo)落實(shí)，技術(shù)上要勇于創(chuàng)新和實(shí)踐。

（1）各施工單位對(duì)自密實(shí)混凝土施工的問題應(yīng)予以高度重視，要制定切實(shí)可行的解決辦法。一般來說，采用頂升工藝，混凝土密實(shí)度會(huì)更好，但工藝較復(fù)雜，需經(jīng)過試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。監(jiān)理單位應(yīng)嚴(yán)格審查自密實(shí)混凝土澆筑專項(xiàng)施工方案的可行性、針對(duì)性及現(xiàn)場(chǎng)的可操作性，確保方案能指導(dǎo)施工。

（2）加強(qiáng)對(duì)商品混凝土公司的考察。應(yīng)對(duì)商品混凝土公司材料來源、過程管理制度、攪拌站機(jī)械設(shè)備、管理人員配備等方面進(jìn)行考核。商品混凝土公司應(yīng)具備相應(yīng)工程經(jīng)驗(yàn)，或現(xiàn)場(chǎng)采用同條件模擬試驗(yàn)。澆筑過程中進(jìn)行坍落度和拓展度的隨機(jī)抽查，嚴(yán)格控制混凝土出廠至現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)間；嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)擅自加水。要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，既要保證混凝土的流動(dòng)性，又要確?；炷恋膹?qiáng)度。

（3）在現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工過程中，要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡查，避免雨天作業(yè)。有條件的話，應(yīng)盡可能采用泵送，在混凝土澆筑完成要做好養(yǎng)護(hù)工作。