尹衛(wèi)華

上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200080

1 項(xiàng)目概況

加蓬?yuàn)W耶姆體育場項(xiàng)目坐落于西非國家加蓬的奧耶姆市郊，是為加蓬共和國舉辦2017年非洲杯足球賽而設(shè)計(jì)建造的20 000座體育場，總建筑面積24 000 m2，高度34 m，外形為橢圓形。工程采用條形基礎(chǔ)，上部3層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)屋蓋。南北向長軸約210 m，東西向短軸約195 m。樓板厚度120 mm，梁板柱混凝土強(qiáng)度為C35，工程環(huán)向最大長度為638 m。

2 工程施工特點(diǎn)、難點(diǎn)

1）工程量大，工期緊。項(xiàng)目從場地平整到竣工的施工周期為18個(gè)月，非洲地區(qū)每年有約5個(gè)月的雨季時(shí)間嚴(yán)重影響施工效率，因此要在這么短的時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)項(xiàng)目施工難度非常大。

2）為確保體育場鋼筋混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)整體受力性能良好，減少不均勻沉降，方便施工，保證外形美觀，控制工程造價(jià)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用無永久縫的整體結(jié)構(gòu)形式。無永久縫結(jié)構(gòu)的施工需選擇合適的施工方式以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體性。

3）當(dāng)?shù)亟ㄖ袌鲚^為落后，建筑材料和建筑資源的供應(yīng)嚴(yán)重不足，原材料質(zhì)量不穩(wěn)定等因素需要采取技術(shù)措施加以克服。

3 永久無縫結(jié)構(gòu)施工方案的確定

1）超長無縫現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工可采用設(shè)置后澆帶或者分塊跳倉的方法進(jìn)行施工。

2）在境外施工此類型的結(jié)構(gòu)，尤其在受資源、勞動(dòng)力、環(huán)境等限制較多的地區(qū)，主要考慮在滿足結(jié)構(gòu)安全的條件下盡量方便施工、加快施工速度。

3）由于本工程施工周期短，包括結(jié)構(gòu)施工周轉(zhuǎn)材料在內(nèi)的資源供應(yīng)有一定困難，因此選擇設(shè)置后澆帶的方法較為合理?？傮w上將環(huán)形結(jié)構(gòu)分為長30～40 m的若干段，留設(shè)800～1 000 mm的后澆帶，鋼筋連續(xù)；后澆帶位置樓板、梁均設(shè)置有附加鋼筋，可以有效抵抗溫度變形和收縮徐變產(chǎn)生的裂縫。

4 施工措施

在施工中，從合理設(shè)置后澆帶、優(yōu)化混凝土的配合比和采取有效施工措施入手，減少鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)收縮產(chǎn)生的影響和環(huán)境溫度對結(jié)構(gòu)的影響，確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全。

4.1 后澆帶設(shè)置及施工

4.1.1 后澆帶設(shè)置

加蓬?yuàn)W耶姆體育場處在加蓬北部的奧耶姆省，屬于熱帶雨林氣候，常年平均溫度為22～24 ℃，最高溫度30 ℃，最低17 ℃。考慮到工期原因和現(xiàn)場實(shí)際施工條件，依據(jù)后澆帶的設(shè)置規(guī)范，后澆帶實(shí)際按以下設(shè)置（圖1）：

圖1 基礎(chǔ)、主體1、2層后澆帶布置示意

1）基礎(chǔ)、主體1層、2層各設(shè)14道后澆帶。其中，第3、7、10、14道設(shè)置在分隔東、西、南、北區(qū)之間的入場通道處；第4、6、11、13道設(shè)置在東、西區(qū)3層結(jié)構(gòu)與2層結(jié)構(gòu)交界處；東、西區(qū)主體3層各設(shè)1道后澆帶，設(shè)置在東、西區(qū)3層跨中位置。通過后澆帶把東、西、南、北區(qū)分別分開，同時(shí)把3層結(jié)構(gòu)和2層結(jié)構(gòu)區(qū)域分開。

2）后澆帶留設(shè)間距（結(jié)構(gòu)外環(huán)長度）為34～43 m，其中東、西區(qū)3層后澆帶留設(shè)距離為43 m，其他區(qū)域?yàn)?4～38 m。后澆帶寬度按1 000 mm設(shè)置。

4.1.2 主體結(jié)構(gòu)后澆帶樓板支撐

后澆帶的模板支撐設(shè)計(jì)如下：后澆帶采用φ48 mm×3.5 mm＠300 mm×300 mm的碗扣腳手架，范圍為后澆帶所處的結(jié)構(gòu)梁、板單跨范圍內(nèi)每層均搭設(shè)，支設(shè)高度為基礎(chǔ)梁頂至2層或3層頂板。后澆帶混凝土澆筑的順序是從基礎(chǔ)層至結(jié)構(gòu)頂層，依次按設(shè)計(jì)要求的時(shí)間順序澆筑。待后澆帶混凝土澆筑完畢，并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后方可拆除低層的支撐架（圖2）。

圖2 支撐架搭設(shè)體系

4.1.3 后澆帶施工

后澆帶澆筑時(shí)應(yīng)先進(jìn)行鑿毛、清理處理，澆筑前灑水濕潤，以確保接縫嚴(yán)密，防止漏水。后澆帶混凝土的澆筑時(shí)間為同層結(jié)構(gòu)混凝土澆筑60 d后，采用比結(jié)構(gòu)混凝土高一級的C40混凝土進(jìn)行澆筑。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)從結(jié)構(gòu)低層逐層向上層推進(jìn)，并進(jìn)行灑水保溫保濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少15 d，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)方可拆除模板和支撐體系。

另外，為達(dá)到接槎平直、嚴(yán)密等要求，后澆帶混凝土模板支撐體系在混凝土澆筑前應(yīng)進(jìn)行二次加固，確保達(dá)到要求。

4.2 優(yōu)化混凝土配合比

作為超長結(jié)構(gòu)混凝土，為了控制或減少混凝土的徐變、干縮和施工期間的水泥水化熱應(yīng)力，即控制結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，需要根據(jù)當(dāng)?shù)卦牧系男阅茉O(shè)計(jì)和優(yōu)化混凝土配比。

1）水泥：選擇水化熱小、強(qiáng)度高的水泥，在當(dāng)?shù)貎?yōu)先選用P.O 42.5N水泥（當(dāng)?shù)貙?shí)際就只有這一種水泥可用）。

2）骨料：由于當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的骨料不太理想，特別是砂含泥量較大。先對當(dāng)?shù)厣白舆M(jìn)行清洗，再采用從鄰國赤道幾內(nèi)亞采購的砂子和當(dāng)?shù)厣鞍幢壤旌系姆绞?，既可改善骨料性能又可確保供應(yīng)。

3）減水劑：摻加減水劑有利于控制混凝土早期水化熱，避免因澆筑速度、天氣等原因形成的施工冷縫，而且可緩和溫度升高引起的混凝土強(qiáng)度變化。

4）優(yōu)化配合比：通過現(xiàn)場多次實(shí)際配比試驗(yàn)，最終確定混凝土的配合比。

4.3 混凝土施工要點(diǎn)

本項(xiàng)目位于加蓬?yuàn)W耶姆省，建筑施工行業(yè)落后，沒有預(yù)拌混凝土市場，也無汽車泵等可靠的混凝土輸送工具，自拌混凝土、固定泵輸送為本項(xiàng)目混凝土施工的最佳方案。現(xiàn)場共采用4臺(tái)JS750強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)，同時(shí)配備2套PL1200計(jì)量設(shè)備，分南、北2個(gè)攪拌站，分別對體育場南、北2段的混凝土進(jìn)行攪拌；另采用1臺(tái)HBT80混凝土固定泵進(jìn)行混凝土的水平和垂直輸送。

4.3.1 混凝土的攪拌

1）攪拌前根據(jù)混凝土配合比對JS750計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)，保證混凝土各種用料計(jì)量準(zhǔn)確。

2）上料順序依次按石子、水泥、外加劑、砂子倒入上料斗中，然后再由攪拌機(jī)提升裝置將料送入機(jī)內(nèi)攪拌，最后推動(dòng)計(jì)秒水泵進(jìn)水。攪拌機(jī)一般攪拌2 min左右，待混凝土拌和物攪拌均勻，即可出料。

3）混凝土攪拌過程中嚴(yán)格控制混凝土的水灰比和坍落度，未經(jīng)試驗(yàn)人員同意嚴(yán)禁隨意加減用水量。

4.3.2 混凝土的輸送

1）混凝土通過固定泵輸送到達(dá)使用現(xiàn)場，混凝土輸送泵管水平最長距離230 m，最高18 m，為防止出現(xiàn)堵泵現(xiàn)象，第1盤料采用砂漿，先將泵管濕潤、潤滑。

2）泵送混凝土?xí)r勻速泵送，為避免出現(xiàn)泵送中斷，我們采用了2臺(tái)攪拌機(jī)2個(gè)溜槽同時(shí)伸入1臺(tái)固定泵中。為保證在停泵后不出現(xiàn)堵泵現(xiàn)象，現(xiàn)場在等待混凝土?xí)r每隔10～15 min開泵1次，同時(shí)開動(dòng)固定泵中的攪拌器不停地?cái)噭?dòng)以防止混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。

3）每盤混凝土攪拌完成后，均需在60 min內(nèi)完成澆筑。

4.3.3 混凝土澆筑

1）以后澆帶作為混凝土水平方向的施工縫，盡量做到不留設(shè)其他施工縫，如必須單獨(dú)留設(shè)施工縫時(shí)，應(yīng)將其設(shè)置在受力較小部位。

2）澆筑前將混凝土泵管接至最遠(yuǎn)處，泵管所過之處做好泵管支架，不能直接擺放在鋼筋上，防止鋼筋被破壞，同時(shí)加強(qiáng)模板支撐體系的加固工作。根據(jù)泵管方向混凝土由遠(yuǎn)到近，邊澆邊退進(jìn)行澆筑，混凝土間隔時(shí)間不能超過混凝土初凝時(shí)間。

3）澆筑混凝土前先對模板進(jìn)行灑水濕潤，柱底先鋪厚2 cm的接頭砂漿，柱、梁、板均采用插入式振動(dòng)器振搗混凝土。

4）混凝土澆筑采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

5）避免在雨中或大風(fēng)中澆筑混凝土。

4.3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

為防止底板混凝土升降溫速度過快形成溫度收縮裂縫和早期脫水造成表面干縮裂縫，本工程采取保溫保濕養(yǎng)護(hù)。在混凝土澆筑完成達(dá)到終凝后，在表面鋪設(shè)塑料薄膜，并澆水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d，每天澆水2次。

5 實(shí)施的效果

1）在南、北區(qū)2層看臺(tái)每個(gè)疏散通道處邊緣的結(jié)構(gòu)次梁各有1～2道0.10～0.15 mm的裂縫，其他區(qū)域均沒有發(fā)現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，通過多次觀測比較，裂縫沒有擴(kuò)大或增加，能夠滿足結(jié)構(gòu)安全要求，達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2）留設(shè)后澆帶，可以根據(jù)工程實(shí)際情況，合理劃分施工段，減少人員、機(jī)械、周轉(zhuǎn)材料的重復(fù)配置，加快施工速度，控制了工程成本。

3）環(huán)形超長結(jié)構(gòu)采用后澆帶施工方法代替結(jié)構(gòu)留設(shè)永久沉降縫和伸縮縫，外形美觀，同時(shí)也避免了因?yàn)樯炜s縫年久失修造成漏水等常見問題，使建筑物的耐久性更好。

6 結(jié)語

在超長混凝土結(jié)構(gòu)中，通過合理設(shè)置后澆帶，優(yōu)化配合比，制訂合理的施工順序和施工時(shí)間，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)，能有效約束超長結(jié)構(gòu)的變形，提高了混凝土結(jié)構(gòu)抵抗溫度變化的能力，從而能夠有效地減少結(jié)構(gòu)因溫度和收縮引起的變形并抑制結(jié)構(gòu)的開裂。本施工技術(shù)在加蓬?yuàn)W耶姆體育場項(xiàng)目結(jié)構(gòu)中的成功應(yīng)用，可為今后類似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)施工提供參考。