段 博 汪小林 韩 旭 周红兵 黄 轶
1.上海建工四建集团有限公司 上海 201103;2.上海建筑改建与持续利用工程技术研究中心 上海 201103
南京金鹰天地广场项目位于南京河西新商业中心南端,南接应天大街、北壤所街、东邻云锦路、西洽江东中路,是集高端百货、五星级酒店、智能化办公、娱乐、健身及高档公寓于一体的超大型城市综合体。项目包括3幢呈“品”字形布置的超300 m塔楼、6层高的空中平台及超大商业裙房,总建筑面积约919 000 m2,建成后将成为南京市新的商业地标建筑。
本工程基础筏板基本呈长方形,南北长约300 m,东西宽176~200 m,结构标高为-21.65 m。T1、T2和T3塔楼区域基础筏板厚度分别为5 100、3 800、3 500mm,其中T1电梯深坑处混凝土厚达11 850mm(图1)。
图1 基础筏板分区示意
筏板塔楼区混凝土强度等级C50,裙房区混凝土强度等级为C40,抗渗等级均为P10。基础筏板混凝土方量达120 000 m3,其中T1筏板需单次连续浇筑C50P10混凝土32 000 m3。
本工程具有地处闹市区、场地狭窄,基础筏板混凝土超厚、超大体积、高强度,且单次连续浇筑量大等特征,这些对混凝土生产、运输、浇筑及养护等施工组织均提出非常高的要求[1-3]。
本工程筏板基础混凝土体量大,其中T1筏板混凝土一次性连续整体浇筑量最大,施工组织难度大。为此,专门成立以项目经理为总指挥的T1筏板混凝土浇筑指挥中心,对混凝土施工的管理方式、站点分布、人员安排、生产配合比及原材料质量等关键技术进行监督控制,保证施工进度与施工质量,具体工作安排到部门,落实到个人。
2.2.1 成立混凝土供应指挥部
项目混凝土供应量大,由传统单一混凝土供应站点无法完成如此大的混凝土供应量,通过多方市场调研,项目部选取某集团作为混凝土供应商。
为保证安全、质量、连续供应,确保混凝土在规定的时间内完成供应,在搅拌站内,由混凝土供应商牵头成立混凝土供应指挥部,制订混凝土保供方案,全面负责混凝土供应过程中的生产组织、调度、质量、安全工作及一切异常情况的应急处理。
2.2.2 设备车辆投入
1)提前对生产机台、装载机、发电机、泵车、运输车进行检修、维护,确保各设备在供应期间正常运转,异常情况30 min内处置完毕。
2)根据项目部现场场地安排及大面积混凝土浇筑需要,安排13台(7台固定泵,6台汽车泵)性能优越的泵车同时进行浇筑。泵车悬挂标识牌,确保驾驶员能够按照调度指挥,准确靠泵,保障现场混凝土浇筑的均匀性、连续性,从而更好地保证混凝土的浇筑质量和施工效率,确保在60 h内完成浇筑工作。
3)为保证混凝土供应速度,使生产能力、运输能力、泵送能力等互相匹配,根据前期裙楼筏板供应的经验,安排160辆悬挂项目工程标识的混凝土搅拌车分别自3个分公司向工程现场运送混凝土,确保运输量不低于650 m3/h。此外,充分考虑高峰时期的道路情况,运用北斗监控系统进行全天24 h专人监控,适时调整运输车的数量和运输线路,保障现场不断车和不大量压车。
4)在混凝土施工全过程中,现场留置备用替换设备、现场进驻维修车辆和修理工,确保泵车遇故障后能第一时间得到解决和恢复。
2.2.3 一家总协调,多站供料
本工程筏板T1区混凝土体连续供应量大,质量要求高,周边交通复杂,为了保障现场施工需求和供应需要,混凝土供应方采用多家搅拌站同时供应的方式,并做到“统一配合比、统一原材、统一计量、统一控制、统一调度”,解决了供料大、协调难的问题。搅拌站还为项目设置了专用的仓库和机台。
混凝土供应方的3个主力分公司分别有5个机台、2个机台和3个机台同时进行生产,C50生产能力分别为440、100、110 m3/h,根据需要及体量的大小同时向工程现场供应混凝土,确保现场混凝土供应连续不断。
2.2.4 供料线路优化
根据3个混凝土供应站与本项目的距离,合理规划运输主线路、确定运输距离及运输时间。运输路线的选择也考虑了高峰期及交通拥挤情况等各方因素,以保证大体量、大体积、高性能混凝土的连续浇筑。根据平时的交通情况评估,3个混凝土供应站与项目部间均制订备用运输线路。
所有泵车(包括固定泵和汽车泵)从规定门进入施工场地,按照事先布置的位置停靠,施工结束时依次清洗后驶离施工现场。
所有搅拌车也从指定门进入施工场地,沿事先设定的线路行驶,并按照要求行车或息车,结束混凝土供应后经清洗再驶出施工现场。
为便于混凝土浇筑时施工的流水线作业,每个泵车均设置搅拌车息车区域,同时做好现场布置以应对交通拥挤时的协调问题。
为了预防突发事件的发生,在生产组织的策划过程中制订了安全应急预案、设备故障应急预案、紧急停电供电应急预案、混凝土保供应急预案,确保施工生产过程中的堵泵、爆管、设备故障等情况均能在最短时间内得到有效解决,使整个生产组织过程有序、有力、有度,有效保障了筏板混凝土的成功浇筑。
结合施工现场实际情况及浇筑时间等要求,共布置13台泵车在T1筏板的周围栈桥上以及邻近工地上(图2)。
图2 T1区域筏板混凝土浇筑泵布置
按图5划分区域向2个方向完成A、B区混凝土浇筑,A区5台泵,B区8台泵,总耗时近50 h。
1)混凝土浇筑流向均为沿结构一端向另一端或者由中间向两端的方向。浇筑过程中控制好各泵协同推进速度,使浇筑的混凝土成弧形向前推进,以便泌水能及时向两侧流淌排出。
2)在每台泵车供应的混凝土浇筑范围内应布置3~4台振动机进行振捣,重视浇筑带坡顶和坡脚2道振动器的振动,确保上、下部钢筋密集部位混凝土振实。振捣时严格控制振捣时间、移动间距和插入深度。
3)混凝土表面处理做到“三压三平”。首先按面标高用煤撬拍板压实,长刮尺刮平;初凝前用铁滚筒数遍碾压、滚平;终凝前,用木蟹打磨压实、整平,以闭合混凝土收水裂缝。
4)混凝土泵送应连续进行。如须中断,中断时间均不得超过混凝土从搅拌至浇筑完毕所允许的初凝时间。
在生产前2 d,项目部技术部门牵头联合混凝土供应商对备好的材料进行取样,对其主要技术指标进行检测,严格把控原材料的质量。
筏板混凝土以设计强度要求为主,同时兼顾混凝土工作性能,配合比设计经过反复“试配—试验—优化—试验”的过程,最终确定了筏板C50P10的配合比方案(表1)。
表1 C50P10混凝土单位体积配合比
为验证材料供应商提供C50P10预拌混凝土的质量及工作性能,在项目基础筏板正式浇筑之前,项目部联合混凝土供应商实施了T1筏板厚度方向的足尺混凝土模型试验,并对混凝土块强度、应力及内部温度等进行了监测与分析,验证了C50P10混凝土配合比的合理性,给C50P10混凝土大生产提供了强有力的施工及技术支撑。
4.4.1 混凝土温度控制
从混凝土材料备料、入模、现场养护、温度实时测量与反馈等方面入手,严控混凝土温度。其中筏板混凝土浇筑体入模温度不宜大于30 ℃,最大绝热温升不宜大于50 K,筏板混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0 K/d,浇筑体表面与大气温差不应大于20 K。每隔3 h,随机抽取3处泵管出料口,测量混凝土入模温度并做好记录。
考虑T1筏板浇筑时正值夏天,采取测出入模温度,并灵活采用洒水、拌冰块等措施对混凝土原材料进行降温,确保将入模温度控制在30 ℃以下。此外,通过实时监控大体积混凝土内部温度的变化情况,对混凝土表面实施相应的降温或保温措施。
4.4.2 混凝土质量控制
2)按“试块制作计划”和相关规范标准进行试件制作和坍落度试验。每车混凝土靠泵车后进行坍落度测试,若不符合180mm±20mm的要求,则立即上报项目负责人及搅拌站专管人员。
4.4.3 混凝土养护
混凝土在整个升温过程中,同一轴线的内外温差应控制在25 K以内。混凝土浇筑完毕,在混凝土表面收水搓平扫毛后,应及时覆盖2层薄膜和1层麻袋,薄膜错缝贴合(图3)。
图3 T1塔楼区域筏板混凝土现场养护
根据前期中试试验结果及以往经验[4-5],需保温养护时间长达14 d,14 d后根据测温情况以及混凝土里表温差决定是否撤去保温材料,并采用有线、无线相结合的测温方式实时监测基础筏板内大体积混凝土的温升变化,并根据内部温升和内外温差变化,灵活增减保温材料,避免因水化热过大引起筏板内部温度应力过大而导致开裂[6-7]。
经过前期对筏板混凝土配合比优化和一系列试验,最终确定C50P10混凝土的配合比,通过在实际大生产过程中对原材料的严格把关,项目部发动全员精心策划,合理组织施工,携手混凝土供应商的3家分公司的10个机台同时拌料供应,配备160余辆搅拌车发料和13台泵车浇筑,历经近50 h,一次性连续浇筑约32 000 m3超大体积C50P10混凝土。最终筏板混凝土强度合格、温控措施到位、无大面积贯穿性裂缝,取得良好的实施效果,为以后类似的超大体积混凝土施工组织提供了参考。