接力式浇筑大体积混凝土施工技术
2018-09-06赵子武
赵子武 杜 萱 李 毅
中建三局集团有限公司 陕西 西安 710065
随着社会经济和科学技术的发展，城市超高层建筑越来越多。但超高层建筑节点复杂，在地下室施工至土方回填之间的时间段内，易受场地及道路的限制，致混凝土浇筑存在很大困难。为此，通过应用接力式浇筑混凝土技术，有效地解决了混凝土浇筑难题，而且加快了施工速度，降低了混凝土坍落度损失，提高了工作效率，节省了施工成本，是促进建筑发展的一项重要新技术[1-5]。
1 工程概况
兰州·名城广场工程（图1）的总建筑面积为583 993.77 m2，地上建筑面积为451 401.18 m2，地下132 592.59 m2。本工程地下建筑3层，地上裙楼4层，建筑高度23.85 m，1#楼地上建筑60层，建筑高度为249.65 m，2#、3#楼地上建筑38层，建筑高度为195.55 m，4#楼地上建筑47层，建筑高度为196.85 m。1#、4#楼采用框架-核心筒结构体系，2#、3#楼采用剪力墙结构体系。裙房采用框架-剪力墙结构体系。本工程设计年限为50 a，抗震设防烈度为8度。随着地下室结构的进行，基坑内再无运输道路，远离基坑北侧道路的结构混凝土浇筑也越来越困难，鉴于此，采用了接力式浇筑混凝土技术进行施工。
图1 兰州·名城广场效果图
2 施工难点
1）靠基坑南侧地下室已出±0.00 m，基坑北侧地下室开始施工。由于基坑未回填，基坑南侧未形成施工道路。地泵可以从北侧的下坑坡道倒车进入坡底平台，混凝土罐车下去无法掉头，倒车下去危险性较大。只凭借天泵或地泵无法把混凝土输送到南侧作业面上，存在很大的施工困难。
2）现主体塔楼已施工至3层以上，需浇筑部位距基坑底垂直距离33 m以上，距地泵支设位置水平距离60 m，基坑上天泵和基坑下地泵垂直距离达15 m，混凝土传输距离远。
3）由于预留裙楼区域筏板开始施工，导致3#主楼成为孤岛形式，原有基坑内混凝土浇筑点已拆除，主楼混凝土浇筑存在较大困难。
4）本工程结构混凝土最大强度等级为C60，其粗骨料粒径大，黏度高。浇筑路线长时坍落度损失大，为防止发生堵管或产生冷缝，浇筑时必须保证连续性。
3 运用原理
接力式浇筑混凝土是一种天泵和地泵混合式浇筑混凝土的技术，主要是先通过罐车放料到基坑上天泵，再由天泵传输到基坑底地泵，最后由地泵通过泵管传输到作业面。过程中必须保证天泵和地泵的混凝土传输速度相同，防止出现堵管或空管现象，而且必须要控制混凝土坍落度，防止传输过程中坍落度损失过大对工程质量产生影响（图2～图5）。
图2 混凝土出罐
图3 天泵转地泵
图4 地泵接布料机
图5 施工全景
4 现场施工
4.1 施工部位
现场需浇筑的部位包括主楼梁板、楼梯、剪力墙、柱。由于3#楼距基坑边水平距离60 m（图6），传输距离远，且存在孤岛形式的限制，故采用接力式浇筑混凝土的施工技术。
图6 混凝土浇筑平面布置示意
4.2 混凝土配合比
对混凝土先进行适配，开始时将坍落度控制在170 mm左右，但现场浇筑不成功，容易发生堵管现象。于是将坍落度调整到190 mm，但到作业面时混凝土流动性太差，随后又进行多次适配，最终调整坍落度到210 mm，可保证浇筑顺利进行。
4.3 混凝土流速
浇筑过程中严格控制混凝土流速，防止混凝土流速过快发生离析，而且必须保证天泵和地泵的传输速度相同。经过计算，2种混凝土流速如表1所示。
表1 C30和C60混凝土流速
4.4 坍落度监测
在现场混凝土浇筑过程中，严格控制混凝土坍落度。对混凝土出罐时、出天泵时、出地泵时这3个时间的坍落度进行监测，计算其损失值，若损失过大，则对混凝土的配合比和流速进行调整，以保证混凝土的质量。
根据实测值，C30混凝土经过天泵的坍落度损失值在25 mm左右，经过地泵的损失值在35 mm左右，整体损失值大约为60 mm；而C60混凝土经过天泵的坍落度损失值在40 mm左右，经过地泵的损失值在50 mm左右，整体损失值大约为90 mm。由于混凝土传输距离远，坍落度损失值大一些。C60混凝土强度等级高、粒径大、黏度高，所以对其配合比和坍落度更要严格控制。
4.5 混凝土振捣
在混凝土浇筑过程中，边浇筑边振捣。振捣遵循的原则是快插慢拔，必须保证振捣密实，防止拆模后存在气泡。采用大钢模技术加固的墙体在拆模后必须达到清水混凝土要求。在第1次浇筑混凝土达到初凝前进行第2次浇筑，防止冷缝产生。
5 结语
本工程拥有4栋超高层，外加3层地下室和4层地上裙房，结构复杂，施工过程中存在很多困难。这就需要我们提前发现问题、提出解决方案，并向设计单位、建设单位反馈，最终优化施工。若无接力式浇筑混凝土技术，主楼只能面临停工，将严重拖慢施工进度；成功应用接力式浇筑混凝土技术，不仅节约了工期，加快施工进度，同时为后续类似工程提供并积累了实践经验。
