空間異形拱腳大體積混凝土施工方法

邱 峰, 林其雙, 張 磊

(中國建筑第八工程局有限公司西南分公司, 四川成都 610000)

空間異形拱腳大體積混凝土施工方法

邱 峰, 林其雙, 張 磊

(中國建筑第八工程局有限公司西南分公司, 四川成都 610000)

某體育場工程鋼結構拱腳支墩設計為空間異性六面體支墩，屬大體積混凝土，且各面均為異形斜面。文中主要講述空間異形拱腳大體積混凝土的模板支設及采用自密實混凝土澆筑的施工方法。

空間異性大體積混凝土; 斜面; 模板; 自密實混凝土

1 工程概況

黃岡市體育中心一期-主體育場工程，總建筑面積為21 964m2，地上2層，鋼結構罩棚跨度280m，兩端支撐鋼罩棚的支墩屬于空間異形六面體，除三側立面外，其余三面均為斜面。支墩為底面積105m2、高6.5m的椎體，內部鋼筋密集，且與上部鋼罩棚連接的鋼結構埋件鋼管直徑大、支管多，大體積混凝土澆筑質量的控制是工程的難點(圖1～圖4)。在施工前項目部多次與設計、業主、監理共同研究、討論，最終形成了空間異形拱腳大體積混凝土施工技術，解決了空間異形拱腳大體積混凝土施工難題，在此基礎上，經進一步提煉，形成本方法。

圖1 鋼結構罩棚模型示意

圖2 拱腳支墩空間定位編號

圖3 異形拱腳鋼結構埋件(內拱)示意

圖4 異形拱腳鋼結構埋件(外拱)示意

2 施工難點

(1)斜面大體積混凝土澆筑需一次成型，不允許留置冷縫或施工縫。

(2)支墩內部鋼筋密集，且有大型鋼結構預埋件，振搗困難，混凝土密實度難以保證。

(3)支墩混凝土斷面尺寸大，易因內外溫差較大出現溫度裂縫。

3 施工方案的確定

(1)通過運用整體封閉式模板，解決了各斜面混凝土澆筑難題。

(2)通過在各斜面留設下料孔和振搗孔，確保了混凝土密實度。

(3)采用自密實混凝土，解決了鋼結構埋件周邊混凝土不密實的難題。

(4)通過優化配合比，內埋置測溫點，外部覆蓋養護，解決了大體積混凝土因溫差過大產生有害裂縫的問題。

4 工藝原理

(1)空間異形結構封閉模板由15mm厚膠合木模板、50×100mm木枋、φ48×3.5鋼管、φ14對拉螺桿、山形卡、螺帽等組成，采用螺桿與主筋焊接代替對拉螺桿(圖5)。

圖5 異形拱腳加固示意

(2)由于斜面處不易振搗，在支設模板時留設300 mm×300 mm下料孔及100 mm×100 mm振搗孔(水平間距1 000 mm×1 000 mm)，混凝土澆筑至孔底標高，用模板將孔封閉，木枋及鋼管固定(圖6)。

圖6 斜面振搗孔留設示意

(3)采用自密實混凝土，在保證混凝土質量的前提下，控制混凝土坍落度不小于220 mm，確保混凝土能夠充實封閉拱腳各個角落及鋼結構埋件周邊。

(4)大體積混凝土覆蓋養護。采用大體積混凝土熱工計算，通過外部保溫及濕水養護能夠滿足要求。模板拆除前采用模板保溫，混凝土模板拆除后，混凝土表面及時覆蓋50 mm厚養護毯保溫，并保持模板及養護毯處于濕潤狀態。

5 施工工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

模板封閉、加固并驗收合格→布置混凝土汽車泵→ 混凝土供貨驗收 → 開機、泵送砂漿、潤管→鋪墊50 mm厚同水灰比水泥砂漿→分層澆筑混凝土→混凝土表面趕平、壓實、抹光→混凝土及時覆蓋、濕水養護(混凝土測溫監控)。

5.2 操作要點

5.2.1 模板封閉、加固

(1) 根據方案要求，使用合格的模板、木枋、鋼管、對拉螺桿進行加固模板。

(2) 木枋、鋼管、對拉螺桿間距滿足方案要求。

(3) 模板表面涂刷水性脫模劑，模板拼縫密封膠條，確保拼縫嚴密不漏漿。

(4) 按方案要求留設下料孔及振搗孔。

(5) 雙鋼管主楞在各面交界處采用旋轉扣件十字連接或焊接連接，防止出現漲模。

5.2.2 混凝土供貨

(1) 根據配合比報告對混凝土原材進行復查，確保滿足自密實混凝土要求。

(2) 對混凝土擴展度及擴展時間進行開盤復查，確保自密實混凝土工作性能。

(3) 每車混凝土運送時間一般控制不得超過1 h。

(4) 在混凝土運送過程中，攪拌筒應低速以2～4 r/min的轉速轉動。到達工地后，攪拌筒應以 8～12 r/min的轉速轉動 2～3 min。待攪拌筒停轉后，再使筒反轉卸料。

(5) 反轉卸料速度為 6～8 r/min。在出料及卸料部位附近工作時，應特別注意安全，以免發生意外。對粘在進料斗、攪拌洞口、攪拌筒拖輪等處的混凝土應及時沖洗干凈。在鏟除混凝土結塊時，必須發動機熄火，停止攪拌筒轉動。

5.2.3 混凝土澆筑

(1) 先通過預設的下料口澆筑混凝土，泵管由下料口伸入澆筑點，混凝土出料口距離澆筑點垂直高度不超過2 m。分層厚度按照1 m進行澆筑，振搗插入下層混凝土5 cm。

(2) 混凝土在振搗過程中宜將振動棒上下略有抽動，使上下混凝土振動均勻，每次振搗時間以20～30 s 為宜(混凝土表面不再出現氣泡、泛出灰漿為準)。振搗時要避免碰撞鋼結構預埋件等。振搗棒插點采用行列式的次序移動，每次移動距離不超過混凝土振搗棒的有效作用半徑的1.25倍，振動棒的作用半徑為30～40 cm。振搗操作要“快插慢拔”，防止混凝土內部振搗不實；要“先振低處，后振高處”，防止高低坡面處混凝土出現振搗“松頂”現象。

(3) 對于埋件部位，特別是鋼管下部及鋼管之間，預留斜向振搗通道，采用φ100PVC管斜向伸入鋼管下部，再振搗密實(圖7)。

圖7 鋼管周邊留設振搗孔布置

5.2.4 混凝土養護

(1) 混凝土養護在混凝土澆筑中起著重要的作用。本工程混凝土施工采用綜合蓄熱法。模板拆除前采用模板保溫，混凝土模板拆除后，混凝土表面及時覆蓋50 mm厚養護毯保溫，并保持模板、養護毯一直處于濕潤狀態。

(2) 混凝土澆筑時，由于水泥凝結過程中產生大量水化熱，因而易形成較大的內外溫差，每隔6 h進行測溫。當中心與上部溫差大于25℃或上部與表面溫差大于20℃時，混凝土易產生溫度裂縫。為防止混凝土產生危害裂縫，采用如下措施：①選用水化熱較低水泥，摻加緩凝型減水劑，控制水泥用量，以減少水化熱。②采用合理的養護和表面溫度控制方法，減小大體積混凝土的內外溫度差。

(3) 大體積混凝土養護時間不得少于14 d。

5.2.5 試塊留置

(1) 試塊制作必須設標養試塊以及同條件養護試塊，試 塊按照超過1000m3連續供應的大體積混凝土，每200m3制作一組標養試塊。具體試塊留置方法執行《混凝土結構工程施工質量驗收規范(GB50204-2002)》(2011版)第7.4.1要求規定。

(2) 混凝土試塊100%為見證試塊，澆筑前書面通知監理工程師配合做好見證試塊。試塊制作后，初期在現場標養室養護2～3d后，轉交試驗室標養。標養室溫度為20±2℃，相對濕度為95%以上。同條件試塊應鎖在現場鋼筋籠中，放在現場與結構位置同條件養護。

6 實施效果

黃岡市體育中心一期主體育場工程是黃岡市單體建筑面積最大的建筑，也是黃岡市的標志性建筑，得到黃岡市各級領導的高度重視，工程具有極其深遠的政治意義。

本工程4個拱腳施工采用了空間異形拱腳大體積混凝土施工，結果各面尺寸準確，混凝土外光內實，無蜂窩、麻面，視覺效果良好，一次性通過了甲方、監理、設計院、質監站的驗收，受到各方的一致好評。

[1] 《建筑施工手冊》編委會.建筑施工手冊[M].5版. 北京:中國建筑工業出版社,2012.

[2] 王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京: 中國建筑工業出版社,1997.

[3] 混凝土質量專業委員會. 鋼筋混凝土結構裂縫控制指南[M].北京:化學工業出版社,2004.

邱峰，男，大學，工程師。

TU755.6+

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[定稿日期]2015-11-30