多制约条件下基础底板混凝土“串槽”浇筑工艺
2022-01-25周冠酋上海建工四建集团有限公司上海201103
周冠酋(上海建工四建集团有限公司,上海 201103)
1 工程概况
1.1 周边环境
浦东花木行政文化中心十号地块商办项目,西侧为杨高南路、东侧为丁香路及锦康路、南侧为张家浜、北侧为在建上海博物馆东馆新建工程项目。
项目西、南、东三侧基坑边线距离围墙(红线)最近处不足 3 m,仅在基坑北侧存在一条宽约 5 m 的施工便道。仅西侧存在 2 扇施工大门。
1.2 围护概况
基坑面积 36600 m2。分坑施工(I 区、II 区),其中 I区基坑面积 24600 m2。裙房区域大面挖深 15.45 m,主楼区域大面挖深 16.25~16.75 m。
在首道支撑上设置栈桥,栈桥宽度 14 m,I 区栈桥通往西侧两扇门。
1.3 工期概况
施工工期极为紧张,各工序搭接施工。I 区土方开挖施工时,II 区进行围护施工。I 区施工底板时,II 区进行第一道支撑及栈桥施工。
1.4 基础底板概况
分裙房区域及主楼区域。裙房区域:采用承台+筏板基础,底板厚度 1000 mm, 混凝土 C35P8(R60);主楼区域:采用桩筏基础,底板厚度 2300 mm、2800 mm, 混凝土 C45 P8(R60)。
底板共分 20 块进行浇筑,单次混凝土浇筑量 600~11000 m³ 不等。
2 基础底板大体积混凝土浇筑时面临难点
2.1 施工工期紧张,需加快浇筑速度
项目整体施工工期紧张,对每个施工阶段均有明确的节点工期要求,底板浇筑位于关键路线上。且 I 区底板施工时,正值高考前夕,若不在特定时间内浇筑完毕,将面临 7 d 左右的工期延误。
2.2 底板一次浇筑量大
基础底板厚度大,单块浇筑量大。尤其,主楼区域混凝土(除电梯井先行浇筑外)一次浇筑完成,单次浇筑混凝土量 11000m³。
2.3 场地内平面布置及交通组织极其困难
建筑红线紧靠围护结构边线。周边道路无法环通。基坑周边布置的材料堆场及加工场难以满足基坑、基础阶段施工需要。且由于 I 区、II 区的施工工况,两区基本独立存在,能互相提供的场地有限。项目材料加工场及堆场、材料水平运输通道、施工机械(土方、混凝土等)停靠场地均需设置在栈桥上。
底板浇筑时,一旦汽车泵在栈桥上就位,就位处断路无法避免。部分栈桥另需作混凝土运输车歇车场地用,极容易造成堵车瘫痪。
2.4 质量标准高
合同约定质量标准为:确保上海市优质结构、确保“鲁班奖”。
底板混凝土应杜绝渗水现象,对底板混凝土要求高。需保证底板混凝土和易性,严禁离析,同时做到浇筑无冷缝,振捣到位。
3 应对对策及方案确定
需采用新工艺技术,同时具有如下优点:①浇筑速度快;②节约空间;③不影响混凝土质量;④安拆、移机简单;⑤成本低。
最终决定采用“串槽”浇筑技术,该技术结合“溜槽”及“串筒”的优点。
4 工艺流程及操作要点
4.1 施工工艺流程
施工工艺流程如图 1 所示。
图1 工艺流程示意图
4.2 串槽组成
(1)固定支架。采用 16 槽钢制作固定支架(主要由 2 根悬挑钢梁+水平连杆组成),用于放置上部、下部钢料斗,根据钢料斗大小适当加设加固钢构件,保证固定支架稳固性。
(2)上部、下部料斗。成品钢料斗,上进料口0.5 m×0.5 m,下出料口 0.2 m×0.2 m,壁厚 3 mm,可焊接,顶部、底部、变截面处加厚处理。
(3)上部转换口。负责将混凝土料从料斗转换输送至串筒,现场制作,为棱台设计。棱台上口尺寸≥500 mm×500 mm,下口尺寸≤250 mm×250 mm。因经常受到混凝土料撞击,壁厚加厚,需>6 mm。
(4)串筒。考虑到施工质量、操作安全、便于搬运、重量较轻、采购成本等因素,采用串筒连接。串筒之间使用采用锰钢链条+卸扣的形式连接。串筒尺寸:上口 Φ 350 mm,下口 Φ 250mm,标准壁厚 3 mm,单个 1~1.5 m 长。
(5)Ф 21.7 mm保险钢丝绳。在串筒上方设置 1 道保险用钢丝绳,正常使用时此类钢丝绳不紧绷,不参与受力,防止主要受力的钢丝绳破损或断裂时串筒坠落。
(6)Ф 21.7 mm牵引钢丝绳。在串筒上方主要受力钢丝绳下挂多道钢丝绳固定于串筒耳板上,用于控制串筒的空中姿态。
(7)橡皮管。接在下部转换口底部,连接转换口底部至底板,做布料使用。
4.3 串槽就位
将料斗与固定支架采用角焊缝焊接固定,并将料斗与上部转换口采用锰钢链条+卸扣的形式连接。将上部转换口与串筒、串筒之间采用锰钢链条+卸扣的形式连接,保证连接稳固的同时,兼顾了串槽的弯曲灵活性。
在拟设置串槽的栈桥位置设置埋件(150 mm×150 mm×10 mm 钢板+4Ф10 mm 锚脚)/化学锚板(150 mm×150 mm×10 mm钢板+4Ф10 mm 化学锚栓)。采用吊车将已拼接完成的串槽吊运至设计位置。将固定支架与埋件/化学锚板采用角焊缝固定。
上下部料斗均采用上述方式固定。采用吊车辅助将串槽姿态用 Ф 21.7 mm 钢丝绳固定与稳定支座上(支撑梁、围护格构柱)上。并设置保险钢丝绳,避免串槽使用过程中意外断裂。
安装完成后,从上部料斗采用小骨料(碎石)做浇筑试验,若碎石可极为通畅地到达浇筑点,则可安排进行混凝土浇捣施工。在串槽位置 1 范围内混凝土浇筑完成后,采用吊车辅助将串槽移位至位置 2,重复上述步骤,进行串槽位置2 范围内的混凝土浇筑。串槽未能覆盖位置采用汽车泵/固定泵进行布料。
5 相应措施
5.1 质量控制要求
认真进行准备,所有进场材料均需尺寸、截面等均需达到相应设计、规范要求,且需有对应的合格证书,对未达到要求的材料,坚决不予以使用。
各部件与混凝土结构连接时,采用化学锚栓连接的,需出具相应的拉拔试验报告;在使用前及使用后,均需对各部件进行检查,防止产生缺陷,造成安全隐患。较长时间不使用该套设备时,应安排专人定期对设备进行检修、保养;结合现场实际情况及施工特点编制技术交底,在作业前向工人交底;严格执行规范和施工工艺标准要求,做好各工种的自检,各工序的交接检验;做好施工的中间检查,保证施工各项工作的成果达到要求;混凝土泵送前,用同成分水泥砂浆润滑管道。
安排专人负责振动机的振捣。竖向结构采用插入式振动机由底部向上振捣,振捣间距 ≤500 mm,并确保角部不漏振。混凝土分层浇筑厚度 ≤400 mm,插振时应插入下层50 mm 以消除两层间的接缝。对钢筋密集部位,事先用撬棒分开以便振动棒插入。
5.2 安全措施
串槽使用时,应设置醒目的围栏标识,防止人员受到伤害;串槽设置在支撑栈桥上,该位置原有护栏需先行拆除,待串槽安装完成后,需及时修补;混凝土浇捣过程中,底部安排专人监护,混凝土浇捣人员不能出现在串槽正下方,防止串筒坠落伤人;串槽移位时应特别注意,严禁影响范围内出现工人作业;作业时应注意周边情况,保护自身不受到伤害。
5.3 环保措施
遇混凝土浇捣等特殊工艺需夜间施工时,除按规定办理好夜间施工许可证,张贴夜间施工告示外,在施工过程还需尽量降低施工所产生的噪音。
教育、督促工人在施工中做到轻提轻放,严禁随便乱捆、乱敲工具和材料,杜绝不必要的噪声产生。加强现场噪声控制,及时对噪声超标因素调整。
混凝土浇捣时,要加强对混凝土运输车辆的调度、指挥。保持现场施工道路畅通。
6 效果分析
(1)浇筑速度。利用混凝土自身重力进行混凝土布料,浇筑速度等同于混凝土运输车自卸。3 块≥10000 m³的混凝土分区浇筑时间均在 30 h 以内(布置 4~5 套)。浇筑速度极快。
(2)占用空间。一套串槽占用的栈桥空间约 1~2 m2,不占路、不断路。节约了大量栈桥空间,供混凝土运输车歇车、行进使用。
(3)混凝土质量。混凝土料在串筒中下落时自然旋转翻滚;同时串筒间为柔性连接,浇筑过程中自由晃动,起到搅拌与防止离析的效果。同时底板浇筑时间受控,避免了造成冷缝的情况,从而保证了底板的完整性,达到了结构自防水的目的,提高了基础底板质量。
(4)安拆、移机时间。安拆方便,可在 1 d 内完成安装/拆除工作。移机(串槽位置 1 移动至串槽位置 2)方便,有吊车配合的情况下,可在 2 h 内完成移机。
(5)成本。所用材料均可在市场直接采购,价格低廉。同时利用混凝土重力布料,节约了汽车泵/固定泵的投入,节约了机械台班费。取得的经济效益极为明显。
7 结 语
浦东花木行政文化中心十号地块商办项目基础底板大体积混凝土施工过程中通过合理规划,采用“串槽”技术,成功解决了众多难题,以极小的费用支出顺利推进了工程的进展,完成了预定目标。可供类似工程参考。