中國建筑第八工程局有限公司總承包公司 上海 200135
中國博覽會會展綜合體項目(北塊)位于上海市虹橋商務(wù)區(qū),總建筑面積約147 萬m2,其中地上建筑面積127 萬m2、地下建筑面積20 萬m2,建筑高度43 m。其中,C1區(qū)為展廳部分,建筑面積逾20 萬m2,展廳區(qū)2 層,2層為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),屋面為鋼結(jié)構(gòu)三角形管桁架結(jié)構(gòu)(圖1)。
圖1 工程效果圖
雙層展廳層高16 m,樓面為超大面積預(yù)應(yīng)力梁板結(jié)構(gòu),展廳x方向長度300 m、跨度36 m,y方向長度330 m、跨度27 m,總面積約86 773 m2。預(yù)應(yīng)力框架梁截面尺寸1 800 mm×2 650 mm,一級次梁截面預(yù)應(yīng)力井字梁截面尺寸600 mm×2 500 mm,間距9 m,預(yù)應(yīng)力小次梁截面尺寸300 mm×900 mm,間距9 m;樓板板厚180 mm。2層展廳樓板原設(shè)計圖紙共留設(shè)5 條后澆帶,其中x方向3 條,y方向2 條,后澆帶寬1 m。后澆帶分隔最大尺寸102 m×85 m。
(a)超大面積預(yù)應(yīng)力梁板分倉遞推流水施工技術(shù)可以縮短施工工期,并具有顯著經(jīng)濟效益。
(b)可取消溫度后澆帶,同時避免混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫。
(c)注重通過合理安排混凝土結(jié)構(gòu)各施工工序,實現(xiàn)無溫度后澆帶時混凝土結(jié)構(gòu)的流水施工。
(d)技術(shù)要點是分倉尺寸、澆筑間隔、流水順序與控制裂縫綜合方法。
對于框架結(jié)構(gòu)混凝土樓板而言,由于所受外約束較小,從裂縫控制角度分析,分倉的大小控制在40~60 m。用有限元計算軟件對單塊進(jìn)行施工階段的收縮應(yīng)力計算,并對整個工況進(jìn)行模擬,確認(rèn)單倉尺寸在70 m范圍內(nèi),不會出現(xiàn)裂縫。同時分倉時還需要考慮:
(a)分倉縫一般設(shè)在結(jié)構(gòu)剪力最小處,施工縫宜留設(shè)在梁板結(jié)構(gòu)跨中1/3處;
(b)根據(jù)現(xiàn)場混凝土一次性澆筑能力,分倉面積不宜過大,一次澆筑施工的時間不宜大于24 h,避免因疲勞影響工人的施工質(zhì)量;
(c)分倉時宜考慮模板、腳手架等周轉(zhuǎn)材料的使用周轉(zhuǎn)情況。
綜合考慮上述因素,中國博覽會會展綜合體項目C1區(qū)展廳分倉共38 塊,最大分塊面積3 450 m2,橫向尺寸60 m,縱向尺寸57.9 m,最大分倉長度為63.7 m。
分倉遞推流水施工取消溫度后澆帶,由于控制裂縫的要求,相鄰倉混凝土的澆筑工序間必須有一個“間隔”時間,“間隔”時間的作用主要是釋放部分混凝土結(jié)構(gòu)早期的收縮變形。
考慮框架樓板所受的外約束較小,在間隔時間內(nèi)無需釋放掉全部的體積變形,故參照相關(guān)規(guī)范,跳倉間隔施工的時間不宜小于7 d。且根據(jù)工程的施工難度及合理的施工組織,模板支架搭設(shè)及鋼筋安裝等每一倉施工的時間在7 d以上。同時經(jīng)Midas有限元分析,間隔時間>7 d,即不會出現(xiàn)裂縫。
綜合考慮上述因素,中國博覽會會展綜合體項目確定混凝土澆筑時間為7 d。
超大面積混凝土結(jié)構(gòu)分倉遞推流水施工,要求所有倉混凝土結(jié)構(gòu)的施工過程按總體設(shè)定的施工次序依次進(jìn)行。中國博覽會會展綜合體項目為實現(xiàn)流水施工,便于鋼結(jié)構(gòu)屋蓋吊裝及早插入,確定展廳流水施工順序為自西向東進(jìn)行。即按從1→8的施工順序進(jìn)行施工。施工順序如圖2所示。
圖2 分倉遞推流水施工順序
在預(yù)應(yīng)力樓板施工過程中,預(yù)應(yīng)力束一部分在混凝土內(nèi),一部分在混凝土外,若后續(xù)梁模板未鋪設(shè)或梁鋼筋箍筋未放置,而預(yù)應(yīng)力束甩出長度過長,則會給后續(xù)施工帶來不便。故施工過程中后一段梁模板、鋼筋需前一段混凝土澆筑前施工完畢。同時項目利用BIM技術(shù)對預(yù)應(yīng)力鋼筋和梁鋼筋進(jìn)行節(jié)點位置深化,確保預(yù)應(yīng)力筋安裝。深化節(jié)點如圖3所示。
中國博覽會會展綜合體項目框架主梁截面尺寸1 800 mm×2 650 mm,針對高2 650 mm的梁施工縫處需使用快易收口網(wǎng)并加焊Φ14 mm@200 mm鋼筋進(jìn)行加固,防止漏漿??蚣芰菏┕たp留設(shè)如圖4所示。同時在施工縫一側(cè)梁底留一缺口,避免漿液流入梁底、附近柱內(nèi)無法清理,影響二次澆注質(zhì)量。
使用快易收口網(wǎng)需在混凝土澆筑1 d后鑿除澆筑倉邊沿的快易收口網(wǎng),澆筑相鄰倉時需對施工縫進(jìn)行鑿毛并澆水潤濕,方可進(jìn)行第2次混凝土澆筑,從而保證新老混凝土的粘接。
圖3 預(yù)應(yīng)力鋼筋安裝節(jié)點深化
圖4 框架梁施工縫加固
在相同溫度時間段內(nèi),選取典型框架梁進(jìn)行測溫。1 800 mm×2 650 mm框架梁,使用無線測溫系統(tǒng)對梁截面不同點的溫度進(jìn)行測量。
混凝土澆筑初凝后,使用1 層薄膜+1 層草袋保溫、保濕灑水養(yǎng)護(hù)15 d,薄膜起覆蓋保濕作用,草袋起遮陽、蓄水作用。灑水養(yǎng)護(hù)15 d后,掀除覆蓋的草袋,但薄膜盡量一直保留,以減少后期干燥收縮的發(fā)展。混凝土澆筑完畢的24 h以前,可限于做測量、定位、彈線等準(zhǔn)備工作,最多只允許暗柱鋼筋焊接工作,不允許吊卸大宗材料,避免沖擊振動。第3天方可開始吊卸鋼管等大宗材料以及正常支模施工。
中國博覽會會展綜合體項目超大面積預(yù)應(yīng)力梁板采用分倉遞推流水施工,取消了原設(shè)計溫度后澆帶。比原工期共提前2 個月。鋼結(jié)構(gòu)塔吊的提前切入也節(jié)約了10 臺原土建塔吊2 個月的租賃費用。取得了良好的經(jīng)濟效益和工期效益,為同類工程提供可借鑒的經(jīng)驗和方法。