論述底板大體積混凝土快速施工過程中技術與組織管理工作

李健強，楊 勛，程 謙，胡萌萌，王 帥

（中建三局集團有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430000）

0 引言

隨著國民經濟的發展，大型建筑工程的施工越來越多地在社會上呈現，逐步成為政府、社會的重點關注對象，大體積混凝土澆筑施工作為大型建筑工程的工序之一，政府及社會對此的要求越來越嚴格。因此，為了提高快速施工水平，同時保證施工質量，優化底板大體積混凝土施工過程中技術與組織管理工作尤為重要。

1 工程概況

武漢長江中心項目 B1 地塊基坑開挖面積約 2.72萬 m2，大面開挖深度 17.7 m，塔樓坑中坑局部區域開挖深度最深約為 29.2 m。根據結構設計圖紙，塔樓底板厚度較大且變化多，分別為 3.000、4.500、6.265、11.365、11.865 m，工程效果如圖 1 所示。

圖1 工程效果圖

2 重難點分析

從技術工作和組織管理工作兩個方面分析重難點。技術工作方面，主要存在以下幾個重難點：①圖紙對混凝土的配合比設計要求較高；②大體積混凝土澆筑供應能力、澆筑能力、運輸能力受限；③大體積混凝土澆筑過快易導致散熱不及時，混凝土易出現裂縫；④大體積混凝土養護措施；⑤大體積混凝土測溫工作。

組織管理工作方面，主要存在以下幾個重難點：①資源組織管理難度較大，各方協調工作錯綜復雜；②交通運輸能力受限，且受各方影響較大；③大體量連續澆筑工作需建立完整的組織架構及值班制度，確保工程安全性。

3 大體積混凝土澆筑技術工作

3.1 原材料選擇及配合比設計

武漢長江中心項目 B1 地塊塔樓底板大體積混凝土澆筑方量高達 2 萬m3，混凝土澆筑過程中放熱，極易產生溫度裂縫，為保障結構安全性和穩定性，首先需要從源頭進行控制，必須對混凝土原材料的選擇嚴格把關并針對該項目開展混凝土試配工作，設計出適合該項目的配合比。

為降低混凝土澆筑過程中的放熱量，在水泥材料的選擇中，采用水化熱較低的硅酸鹽水泥且水泥與外加劑之間的適應性良好，在滿足強度要求的前提下盡量采用低標號、低細度的水泥。粗骨料選用粒徑 5～31.5 mm，并應連續級配，且具有非堿活性。細骨料的粒徑應在 5 mm 以下，細度模數μf控制在 2.3～3.0 的河砂，砂的含泥量應＜3%，砂率控制在 35 %～42 %。粉煤灰采用 F 類、不低于 Ⅱ 級、需水量比＜105 %、游離氧化鈣含量≤10 %，且粉煤灰摻量不宜＞20 % 的膠凝材料用量。外加劑采用聚羧酸系高效減水劑，高效減水劑減水率應＞20 %，且收縮比應≤120 %，不應含有氯離子和氨根離子，對鋼筋應無腐蝕作用［1］。

在滿足規范的前提下，項目與商混站根據該項目實際情況對以下兩個技術路線進行混凝土試配工作。

1）降低混凝土單方用水量，控制水灰比，摻用優質粉煤灰作為摻合料，這對于控制混凝土水化熱、提高混凝土的體積穩定性具有積極的作用。

2）使用緩凝型聚羧酸高效減水劑，推遲水化熱溫升峰值的來臨，延緩水化反應的進程，控制混凝土早期的水化反應速度，從而達到控制早期水化熱溫升的目的。

3.2 大體積混凝土澆筑工效分析

大體積混凝土澆筑應連續澆筑，避免間隔時間過長導致混凝土出現冷縫，從而影響結構的安全性及質量。現場實施快速澆筑過程中，易出現混凝土供應不足、運輸能力不足及澆筑能力不足的情況，導致出現冷縫現象，因此對供應能力、運輸能力、澆筑能力的工效分析顯得尤為重要。澆筑過程中，任何一個環節出現問題便會影響整個澆筑過程，過程中不僅僅分析單個能力，需對供應能力、運輸能力、澆筑能力同時進行分析，互相滿足彼此要求，方可滿足快速施工要求，保證結構的安全性。

武漢長江中心項目 B1 地塊塔樓底板大體積混凝土澆筑高峰期選擇 6 家商混站同時供應混凝土，150 輛混凝土運輸車進行運輸，采用 9 臺天泵、3 套溜槽同時澆筑。

本項目計劃于 48 h 內完成 2 萬 m3混凝土澆筑，混凝土澆筑前，對工效進行工效分析。

選擇 6 家商混站供應，商混站每天供應量為12 000 m3，48 h 內最大可供應 2.4 萬 m3混凝土，滿足澆筑要求。

選擇 150 輛混凝土運輸車進行運輸，由于各地區限行政策不同，不同時間段所需車輛不同，選擇高峰期分析所需車輛見式（1）。

式中：N為混凝土攪拌運輸車臺數（臺），N取150臺；Q1為混凝土泵及溜槽的實際總輸出量，m3/h，取64h 6+100h 3=684 m3/h；V為每臺混凝土攪拌運輸車的容量，m3，取15 m3；L為混凝土攪拌運輸車往返運距，km；S為攪拌運輸車平均行車速度，km/h；Tt為每臺混凝土攪拌運輸車總計停歇時間，h，取 1.5 h。

高峰期澆筑階段，選擇 6 臺天泵、3 個溜槽同時澆筑，混凝土澆筑前，每臺天泵工效按 64 m3/h 分析，每個溜槽按 100 m3/h 分析。根據現場實施情況分析，每臺天泵效率基本一致，約為 80 m3/h，3 個溜槽由于搭設坡度不同，澆筑速度差異較大，其中1#溜槽坡度約為 1∶2，澆筑速度約為 80 m3/h，2 # 溜槽坡度約為 2∶3，澆筑速度 120 m3/h，3 # 溜槽坡度約為 1∶1，澆筑速度 150 m3/h，其中 1 # 溜槽坡度過緩，3 # 溜槽坡度過陡，澆筑下落速度過快，易出現離析現象，2 # 溜槽速度適中，滿足現場施工要求。

結合武漢長江中心項目 B1 地塊塔樓底板大體積混凝土澆筑實施情況可知，工效分析需對混凝土澆筑的全部工序進行分析，任何一道工序均會對最終結果產生影響。其中供應能力主要由商混站生產能力控制，運輸能力主要受到當地政策、路程、運輸車數量、交通狀況、天氣等等影響，澆筑能力主要受到澆筑設備及數量的影響。

3.3 大體積混凝土澆筑分層工況

底板大體積混凝土快速施工時，往往由于澆筑厚度過大且速度過快而導致混凝土內部散熱不充分，內部溫度較高，與外界形成較大溫差，從而導致結構表面出現不同程度的裂縫現象。為有效控制溫差過大問題，混凝土澆筑選擇分層澆筑，因此混凝土澆筑前，對澆筑分層工況做技術分析尤為重要。

分層澆筑最為常用的主要有兩種，分別為全面分層法、分塊分層法。武漢長江中心項目 B1 地塊塔樓底板大體積混凝土采用全面分層法和分塊分層法結合澆筑。

1）階段一。將 3 個坑中坑區域（A、B、C）混凝土統一澆筑至 -21.635 m 標高，該階段采用分塊分層澆筑，平面圖如圖 2 所示。

圖2 階段一平面示意圖

2）階段二。將 A、B、C、D 區域混凝土統一澆筑至 -20.135 m 標高，該階段采用全面分層澆筑，平面圖如圖 3 所示。

圖3 階段二平面示意圖

3）階段三。將 A、B、C、D、E 區域混凝土統一澆筑至 -17.135 m 標高，并對局部進行收面，該階段采用全面分層澆筑，平面圖如圖 4 所示。

圖4 階段三平面示意圖

分層澆筑是建筑工程大體積混凝土快速施工常用的澆筑方法，本工程通過全面分層法和分塊分層法澆筑混凝土，不僅有利于快速施工，而且能有效控制混凝土內外溫差，保證底板大體積混凝土的施工質量。

3.4 大體積混凝土養護措施

大體積混凝土的養護是建筑工程施工環節中非常重要的一項工作，大體積混凝土澆筑后出現裂縫的原因是養護措施不到位，導致混凝土內外溫差過大，出現裂縫?；炷琉B護工作主要控制以下幾點：①混凝土的中心溫度和表層溫度的差值不能＞20 ℃；②表層溫度與大氣溫度的差值≤25 ℃。不同工程采取的養護措施不同，主要有以下兩種方法［2］。

內外溫差法，主要通過在混凝土內部預先放入水管，在水冷卻的條件下降低混凝土內部的最高溫度，從而達到降低內外溫差的目的。

圖5 現場覆蓋保溫養護實況圖

保溫法，在混凝土澆筑完成后，及時在混凝土表面覆蓋保溫層，達到緩慢散熱的目的，使內外溫差得以控制。不同工程采用的保溫材料及覆蓋厚度不同，需通過大體積混凝土熱工計算來確定，以武漢長江中心項目 B1 地塊塔樓底板大體積混凝土澆筑為例，通過熱工計算，確定以保溫棉氈為保溫材料，覆蓋厚度為 5 cm，該工程實施此保溫措施后，混凝土內外溫差控制較好，結構表面無裂縫。

3.5 大體積混凝土測溫工作

要想及時了解混凝土內外溫度情況，出現異常情況及時采取措施，從而減少溫度裂縫問題的出現，測溫工作是必不可缺的。施工人員應當對混凝土溫度變化進行及時記錄，通過記錄的數據判斷溫差是否符合要求，結構是否存在出現裂縫的風險，并及時采取措施。記錄溫度變化的作業時，首先應當選擇合適的測溫點，不同板厚區域設置的水平測溫點及豎向測溫點不同。測點布置應符合以下要求：＜2.5 m 厚的結構布置 3 層測點，2.5～5 m 布置 5 層測點，5 m 以上另行增設測點。以武漢長江中心項目 B1 地塊塔樓底板大體積混凝土澆筑為例，底板存在 3.000、4.500、6.265、11.365、11.865 m 5 個板厚區域，測點布置情況如表 1 所示。

測點需布置在底板典型位置，方能代表和判斷整個底板溫度情況，傳感器應與鋼筋固定牢固，但不得與鋼筋直接接觸。測溫過程中要保證整個測溫的連續性，且一定要如實記錄，根據實際情況，分析混凝土溫升情況，并采取對應措施，確?；炷两Y構的安全性。

4 大體積混凝土澆筑組織管理工作

4.1 資源組織管理

根據以往類似超大方量的工程經驗，大體積混凝土澆筑的資源組織管理極大程度地影響了澆筑效率以及澆筑質量。在混凝土快速施工過程中，資源組織管理好，則澆筑過程順利，冷縫少，最終混凝土成型質量較好。反之，冷縫位置多，表面易出現裂縫，混凝土質量差，安全性能低。資源組織管理主要通過以下三個方面來管理控制：人、材料、機械設備。

武漢長江中心項目 B1 地塊塔樓底板大體積混凝土施工量高達 2 萬 m3，計劃于 48 h 內完成澆筑，澆筑面大，澆筑時間短，投入勞動力及管理人員較多，人員組織工作尤為重要，主要通過以下幾個方面來組織全體人員。①項目部全體管理人員分為白班組、夜班組，由于泵點位置較多，每個組分為 4 個小組，分別負責東、南、西、北四個方位的泵點，每個小組有專人分別負責交通協調、現場技術、質量檢測、機電安裝、安全管理、測量定位、后勤保障等工作。②項目部成立塔樓底板大體積混凝土澆筑指揮部，項目經理直接擔任總指揮，負責施工過程的總指揮與總協調，執行經理擔任副總指揮，白班組及夜班組分別設置一位生產經理作為指揮，每個小組單獨設置一名工長作為小組組長，每個小組組長配備一臺對講機。③現場選擇一間辦公室作為指揮中心，指揮中心通過對講機下達指令后，由上至下依次通過組長、小組組長、組員傳達至施工作業人員并處理，出現問題后由下至上反饋至指揮中心。④商混站及勞務隊伍對應項目部設置類似組織架構，每個時間段、泵點、專業分別有管理人員與項目部對接，協調解決現場問題，避免出現落實不到位的情況。

材料需求量大是底板大體積混凝土快速施工的顯著特點，本工程由商混站 6 家站點在 48 h 內提供 2 萬 m3混凝土，根據設計配合比可知，需提前準備水泥 5 500 t、粉煤灰 2 860 t、礦粉 2 310 t、砂 17 160 t、石 22 440 t、減水劑 220 t，所需原材料量較大。為確保商混站能保質保量的提供混凝土，在混凝土澆筑前，項目部應對各家商混站站點的各類原材料產量進行摸排，站內材料總量不足時，應在站點臨近存儲倉預先儲存原材。同時，項目部安排專人進行駐站，隨時查看站點備料情況，并及時反饋，確?；炷翝仓^程中不會出現斷供情況。

混凝土澆筑整個階段，共采用 3 套溜槽及 9 臺天泵，另配 2 臺天泵備用，防止出現泵管堵塞的情況。根據對混凝土澆筑的工效分析，需要混凝土攪拌運輸車 150 輛。每臺天泵配備 5 個振搗棒，每個溜槽配備 10 個振搗棒，共配備 75 個振搗棒。澆筑過程所需機械設備較多，應對所有機械設備均提前摸排并登記，確保機械設備各項性能良好、無任何故障且在澆筑期間僅供本項目使用。白天、夜間現場澆筑實況圖如圖 6、圖 7 所示。

圖6 夜間現場澆筑實況圖

圖7 白天現場澆筑實況圖

4.2 交通運輸組織

類似本項目超大方量大體積混凝土澆筑的工程在交通運輸組織方面都有一定的難度，混凝土是否澆筑順利在一定程度上取決于交通運輸組織，交通運輸組織主要分為場內交通運輸組織和場外交通運輸組織來控制。

場內交通組織主要通過以下幾點來控制。①大體積混凝土澆筑期間，對場內大門的功能做硬性規定，只進、只出或可進可出，且嚴禁閑雜車輛隨意出入。②提前規劃好所有大門進出的混凝土罐車的行車路線及對應的澆筑點，避免車輛進入現場后隨意行車導致道路擁堵。③現場各個道路口設立顯著的交通標識牌，各泵點設置標識牌，并對司機組織交底，發放場內泵點定位示意圖，便于混凝土罐車司機快速準確地找到對應的澆筑點。④現場設置專用洗泵點，洗泵點位于混凝土罐車出場路線上，安排專人對出廠罐車進行清洗。⑤現場設置專用位置作為混凝土罐車澆筑等待區域，供進入現場的混凝土罐車排隊等待澆筑，確保高峰期混凝土不間斷澆筑，避免出現冷縫，對結構安全產生影響。⑥現場道路及岔路口均安排專人負責交通協調，現場指揮司機行車，并負責解決道路堵塞問題［3］。

場外交通組織主要通過以下幾點來控制，①根據混凝土罐車的行車路線，提前與政府相關部門進行溝通，確保在混凝土澆筑期間，車輛能夠順利通行。②商混站及項目部安排專人負責溝通混凝土罐車運輸情況，將每輛車的早晚班司機的聯系方式做好通訊錄，并發給雙方。車上裝載 GPS 和對講機，可實時觀測車輛動態位置，并根據實際情況隨時增減車輛或者改變路線，以確保混凝土供應的連續性。

4.3 人員組織架構及值班制度

根據項目部人員組織管理分工建立由上至下的人員組織架構，形成完整的指揮體系，建立明確的值班制度。主要有以下幾點。

1）設置值班表，明確各個時間段、各個泵點澆筑區域、各部門的管理人員，管理人員根據分工細則來對現場進行協調、管理。

2）制定交接班制度，并嚴格按照交接班制度，詳細填寫交接班記錄，避免出現無人管理空檔時間段。

3）為確保出現意外情況時能及時聯系管理人員處理，所有值班人員必須保證手機 24 h 暢通，發現異常情況時及時通知指揮中心，按照指揮中心下達的指示處理。

只有建立完整的制度，明確每個值班人員的時間、分工，方能做好整個澆筑期間對人員的組織管理，使指揮中心的命令得以落實，最終圓滿順利地完成超大方量的大體積混凝土快速施工。

5 結語

本文依托武漢長江中心項目 B1 地塊塔樓底板大體積混凝土澆筑快速施工，主要針對快速施工過程中技術工作和組織管理工作，結合規范要求和以往類似工程的經驗，并且考慮本項目實際特色，綜合闡述了大體積混凝土快速施工過程中技術工作和組織管理工作的管控要點。Q