综合体育场馆底板超长混凝土结构施工技术

蒋 丰 魏爱生 刘火明

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司 四川 成都 610041

1 工程概况

成都凤凰山体育中心项目是第31届世界大学生运动会的重要赛事场馆。项目由1座60 000座席的专业足球场、1座18 000座席的综合体育馆、配套R1绿地和商业用房组成，总建筑面积约456 000 m2，工程总投资44.9亿元。

专业足球场地上6层、地下1层，共设有3层看台。专业足球场的建筑平面投影形状为椭圆形，南北方向总长度约281 m，东西方向总宽度约231 m。综合体育馆地上7层、地下1层，共设有4层看台，建筑平面投影形状为椭圆形，长轴方向总长度约175 m，短轴方向总宽度约152 m。

2 工程施工特点、难点

本工程体量大，工期异常紧张，项目勘察、设计、施工的总工期仅有730 d。统计国内已建设的同类规模场馆，本场馆的工期最短。因此，混凝土结构的施工是本工程的施工重点。

本工程单次混凝土浇筑量比较大（图1），连续浇筑时间长。各段混凝土用量较大，不连续浇筑容易产生冷缝。因而，需对场地内外交通进行组织，来保障混凝土的连续浇筑。

图1 项目结构缝划分

本工程场地地形情况复杂，浇筑施工组织难度大。施工段多为平行施工，施工机械、施工材料及作业人员调度难度比较大。为此，混凝土施工需成立专项管理小组，做好现场指挥调配，浇筑时需管理人员旁站，随时解决现场问题。

混凝土原材料控制是工程中的又一难点。预拌混凝土由多个厂家制备，混凝土原材料质量难以保证。因此，需要明确统一原材料质量标准，同预拌混凝土搅拌站签订质量协议书，总包安排专业人员驻站，监督原材进场与验收、原材生产等，每日形成日报，并接受监理单位监督。

同时，高耐久性补偿收缩混凝土的配合比需进行多次试配与试验。本工程底板采用C40P8高耐久性补偿收缩混凝土，构件对混凝土的耐久性与变形性能要求高。为此，需派专人配合预拌混凝土搅拌站进行配合比试配与试验，并聘请专家论证。

此外，工程湿水养护要求高。混凝土养护不到位将很难保证成形质量，且极易产生裂缝。混凝土浇筑后应采取覆盖薄膜、湿水养护等措施，使混凝土表面保持湿润状态，养护时间不得少于14 d。

3 施工方案的确定

本工程设计后浇带交错复杂，根据设计要求，后浇带施工在混凝土施工完成60 d后方可进行。如果按照此要求，工期将无法保证。

总体上将环形结构分为长40 m左右的若干段，留设宽800～l 000 mm的后浇带，钢筋连续。后浇带位置底板均设置有附加钢筋，可以有效抵抗温度变形和收缩徐变产生的裂缝。

各施工段内根据施工资源配置及流水情况，通过保留个别后浇带、局部设置跳仓缝等方案，结合工期进度实际情况，分为若干施工仓。分仓缝留设原则为：尽量保持设计后浇带的位置不变；在避开洞口、集水坑、电梯坑、独立基础的基础上，尽量取直；每个分区控制在1 600 m2左右，单向长度控制在40 m左右；地下室外墙分仓缝上下出口须一致。

根据本工程的混凝土结构施工特点、难点，对多种施工组织方案进行比较。若后浇带全部保留，无论采取哪种组织方案，工期均无法保证。经过反复研究，实行综合治理的技术可解决由结构超长而产生的裂缝问题[1-8]。

首先，通过沉降后浇带，将专业足球场（A）、综合体育馆（B）的内场划分出来。其次，由于足球场、体育馆上部均设有钢结构，在其周围没有施工场地，因此主场馆外围采取滞后施工方案，待钢结构吊装完毕后，再施工滞后区域，这样各个单体同时施工的平面尺寸进一步缩小；在单体施工时，采用局部留设后浇带、部分留设施工缝，跳仓及跳仓递推的综合方法来解决各项难题。

4 施工措施

4.1 施工区段划分

以足球场、体育馆为施工部署主线，整个工程以“突出场馆，分区作业，分段穿插”为原则组织施工。各个分区根据施工先后顺序或劳务组织情况分为若干小区块（图2）。其中：A区分为4个区；B区分为2个区。

4.2 专业足球场跳仓递推及跳仓综合施工

图2 地下室底板分区及分段

A区施工进度为本工程的关键线路，共计17个分仓（图3）。保留2条马道，将A区划分为17个流水段，同一区段内相邻仓流水节拍≥8 d。2个区段间后浇带将在两侧混凝土浇筑间歇14 d左右采用高一强度等级的微膨胀混凝土进行封闭。

图3 A区仓位施工顺序

综合分析可知，先施工仓位同后续施工仓位的混凝土施工最短间隔为8 d，能够满足相邻仓位混凝土浇筑时间差大于7 d的要求。

4.3 综合体育馆跳仓递推及跳仓综合施工

B区施工进度为本工程的关键线路，共计12个分仓（图4）。保留3条后浇带，将B区划分为12个流水段，同一区段内相邻仓流水节拍≥8 d。2个区段间后浇带将在两侧混凝土浇筑间歇14 d左右采用高一强度等级的微膨胀混凝土进行封闭。

图4 B区仓位施工顺序

综合分析可知，先施工仓位同后续施工仓位的混凝土施工最短间隔为8 d，能够满足相邻仓位混凝土浇筑时间差大于7 d的要求。

4.4 施工缝做法

跳仓施工缝采取快易收口网，上下埋设φ14 mm的温度加强筋，防水采用360 mm×4 mm止水钢板（图5）。施工缝处表面粗糙，可不凿毛，清洗后即可进行第2次混凝土浇筑，接缝处2次浇筑混凝土能粘接紧密。施工缝两边混凝土要振捣密实，每次浇筑完毕后，施工缝处宽500 mm的混凝土表面要用人工收光2遍。

图5 跳仓施工缝构造

4.5 优化混凝土配合比

作为超长结构混凝土，为控制或减少混凝土的徐变、干缩和施工期间的水泥水化热应力，控制裂缝的产生和发展，根据当地原材料性能设计和优化混凝土配合比。

在对配合比进行大量试配的基础上，采用性能匹配的混凝土配合比。选用低水化热水泥以降低水化热，掺入矿粉、粉煤灰等活性材料以减少水泥用量，掺加高性能减水剂以减少混凝土用水量，掺加YZ-G型膨胀剂补偿混凝土的干缩、凝缩和温缩变形，掺加抗裂防水剂、聚丙烯纤维，增强混凝土的自身抗拉强度。

通过现场多次实际配比试验，最终确定混凝土的原料质量配合比为：水∶水泥∶粉煤灰∶矿粉∶细骨料∶粗骨料∶减水剂∶聚丙烯纤维∶防水剂∶膨胀剂=158∶305∶70∶65∶672∶1 085∶9.2∶1.0∶26.4∶35.2。

4.6 混凝土施工

1）大型基础底板或整个设备基础的高度一般在1 m以上，应采用分层振捣，一次完成高度、大推进的办法，坡度为1∶（6～7）。

2）混凝土浇筑时，分层布料、分层振捣、斜坡推进。

3）振捣时布设3道振捣点，分别在混凝土的坡脚、坡道中间和表面。振捣必须充分，每个点振捣时间控制在10 s左右并及时排出泌水。

4）混凝土浇筑采用二次振捣、二次抹面技术， 以排出泌水和混凝土内部的水分与气泡。

4.7 混凝土养护

为防止底板混凝土升降温速度过快形成温度收缩裂缝和早期脱水造成表面干缩裂缝，本工程采取保温保湿养护。在混凝土浇筑完成达到终凝后，在表面铺设塑料薄膜，并浇水养护。混凝土浇筑完最初3 d，白天应每2 h浇水一次，夜间至少浇水2次。在以后的养护中，每昼夜至少浇水4次。干燥和阴雨天气应适当增减浇水次数。养护时间不少于14 d，每天浇水2次。

4.8 混凝土测温

底板按仓块及要求进行温度监测与控制。超长无缝结构混凝土温度控制主要包括混凝土内外温差、预测预警界限温度、最高温度波动率、截面温度梯度和模具温度等。

5 结语

在环形超长混凝土结构中，通过合理设置后浇带，优化配合比，采取后浇带、跳仓法及跳仓递推综合施工技术，做好混凝土的养护，能有效约束超长结构的变形，提高了混凝土结构抵抗温度变化的能力，从而能够有效地减少结构因温度和收缩引起的变形并抑制结构的开裂，加快工程施工进度，缩短项目工期，实现快速建造[9-12]。本施工技术在成都凤凰山体育中心项目结构中的成功应用，可为今后类似大型综合体育场馆项目的混凝土底板结构设计与施工提供参考。