孔祥榮

上海浦東新區(qū)建設(shè)（集團(tuán)）有限公司 上海 200136

隨著社會(huì)發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，大型結(jié)構(gòu)諸如商業(yè)綜合體、立體停車場(chǎng)等超長混凝土結(jié)構(gòu)在我國大量興建，此類不設(shè)縫的連續(xù)體結(jié)構(gòu)，在混凝土差異收縮以及水化溫度作用下，容易產(chǎn)生大量早期裂縫[1]，從而影響結(jié)構(gòu)的質(zhì)量以及后期使用性能。早期梁板與面層的質(zhì)量控制一直是此類結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵點(diǎn)。

采用梁板結(jié)構(gòu)與面層的一次澆筑施工方法，避免豎向分層，具有整體性好以及節(jié)約施工工期的顯著優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景廣泛。然而，將結(jié)構(gòu)層與面層同步施工，增加了如上所述的開裂風(fēng)險(xiǎn)，也提高了面層平整等精度指標(biāo)的控制難度，需要重點(diǎn)研究并提出體系化的解決方案。

1 工程概況

上海曹路公交停車場(chǎng)工程，位于上海浦東新區(qū)曹路鎮(zhèn)地區(qū)上川路北約1 km，東面是中群河，西面為民安路，北側(cè)為規(guī)劃南車溝。

工程主要包含綜合管理樓、多層停車庫、綜合車間、修車庫、加油站、物業(yè)管理樓、洗車站、垃圾房、自行車棚共9個(gè)單體。項(xiàng)目占地面積為19 038 m2，基地面積為48 445 m2，總建筑面積為70 008 m2。主體設(shè)計(jì)使用年限為50 a，設(shè)防烈度為7度，安全等級(jí)為二級(jí)。

本項(xiàng)目依托的單體工程為多層停車庫，長162.05 m，寬91.40 m，建筑總面積為57 852.50 m2，采用現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)，層高有5.40 m與6.00 m共2種，其中梁板結(jié)構(gòu)層厚度為150 mm，樓面面層厚度為30～50 mm，采用C40混凝土。

2 施工難點(diǎn)及原因分析

一次澆筑的施工難點(diǎn)主要體現(xiàn)在質(zhì)量控制以及工程組織這2個(gè)層面上。

2.1 質(zhì)量控制層面

首先，在混凝土差異收縮、水化溫度、環(huán)境溫度作用下，樓板與面層將產(chǎn)生體積變形，受到已澆筑的框架體系約束，樓板與面層內(nèi)產(chǎn)生約束應(yīng)力效應(yīng)。隨著建筑面積的增大，約束效應(yīng)也就愈發(fā)顯著，面臨貫穿開裂的風(fēng)險(xiǎn)。

其次，混凝土澆筑后，表面在自然環(huán)境風(fēng)力作用下，會(huì)產(chǎn)生失水干縮，容易導(dǎo)致大面積的龜裂現(xiàn)象；連續(xù)結(jié)構(gòu)作業(yè)面增大，為養(yǎng)護(hù)帶來較大的難度，以完全無開裂控制的技術(shù)難度較大。

再次，樓板與面層的一次澆筑，將本來的兩道工序合并為一道工序，不僅需要關(guān)注混凝土品質(zhì)對(duì)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生的影響，還需要關(guān)注頂面標(biāo)高、平整度的控制精度對(duì)使用性能的影響，精度控制成為另一項(xiàng)重要挑戰(zhàn)。

此外，在質(zhì)量控制過程中，不僅需要對(duì)原材、配比、澆筑、養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行全方位考慮，還需要考慮經(jīng)濟(jì)性、可行性等方面的需求，最終提出合理的工藝方案。

2.2 施工組織層面

由于建筑面積較大，再加上將結(jié)構(gòu)層與面層的施工合并，帶來養(yǎng)護(hù)作業(yè)內(nèi)容的擴(kuò)大，進(jìn)一步增加了施工壓力，例如高峰期涉及的木工、鋼筋工、架子工、混凝土工接近300人，給施工質(zhì)量、安全管理帶來很大的困難。必須合理規(guī)劃相關(guān)工序，做到平行或交叉施工的有序進(jìn)行，以適應(yīng)全面安排、統(tǒng)籌考慮的施工需求。

3 應(yīng)對(duì)措施

為解決質(zhì)量難點(diǎn)，從設(shè)計(jì)、材料、施工和養(yǎng)護(hù)4個(gè)方面入手，建立體系化的應(yīng)對(duì)措施。

3.1 設(shè)計(jì)階段

設(shè)計(jì)階段主要對(duì)差異收縮以及水化溫度作用造成的約束應(yīng)力進(jìn)行復(fù)核，以不產(chǎn)生約束裂縫為目標(biāo)，提出了秋冬季節(jié)入模溫度≤25 ℃，絕熱溫升不大于45 K的控制指標(biāo)，以該指標(biāo)指導(dǎo)了混凝土的配合比優(yōu)化以及入模溫度控制[2-3]。

3.2 混凝土配比優(yōu)化

主體結(jié)構(gòu)使用預(yù)拌混凝土，為減小混凝土的絕熱溫升，并且提高混凝土的品質(zhì)，對(duì)配比進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)原材料進(jìn)行控制，關(guān)鍵指標(biāo)如下。

3.2.1 采用雙摻料降低混凝土絕熱溫升

摻料占膠凝材料總量的30%，其中粉煤灰的摻量為14%，礦粉的摻量為16%。粉煤灰宜采用Ⅱ級(jí)以上細(xì)磨粉煤灰，其質(zhì)量符合DG/TJ 08-230—2006《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)要求。

3.2.2 控制混凝土水灰比及坍落度

混凝土水灰比與坍落度大小成正比，坍落度大的混凝土在運(yùn)輸中砂漿與石子容易離析，澆筑過程中不易控制其均勻性，易造成混凝土泌水現(xiàn)象[4]。樓板表層析出的水無法及時(shí)排除，影響后續(xù)壓光施工時(shí)間，泌水現(xiàn)象還影響混凝土表面強(qiáng)度，造成以后樓面起砂、起灰。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，提出將水灰比控制在0.45以內(nèi)，坍落度控制在120 mm±30 mm以內(nèi)的指標(biāo)。本項(xiàng)目等效水灰比控制在0.40。

3.2.3 控制砂石級(jí)配中含泥量

含泥量極大的影響混凝土的微觀性能，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)提出砂子含泥量＜3%，石子含泥量＜1%的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 混凝土澆筑

混凝土由預(yù)拌混凝土供應(yīng)中心制備和運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，外圍汽車泵、布料管接長泵管等來完成其水平和垂直輸送。混凝土澆筑的控制要點(diǎn)如下。

3.3.1 控制混凝土入模溫度

混凝土澆搗時(shí)間為秋、冬季，對(duì)入模溫度控制有利，按前文提到的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。若出現(xiàn)異常高溫天氣，現(xiàn)場(chǎng)工作面需采取適量灑水降溫。

3.3.2 控制混凝土初、終凝時(shí)間

混凝土初、終凝時(shí)間通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)確定，現(xiàn)場(chǎng)將一塊30 m×30 m的排架地坪作為試驗(yàn)塊，按同等工藝進(jìn)行混凝土的澆筑與振搗，記錄初凝、終凝的時(shí)間及表面壓光的最佳時(shí)間。由于實(shí)際梁板澆筑時(shí)氣溫可能產(chǎn)生差異，需要根據(jù)實(shí)測(cè)氣溫對(duì)試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行微調(diào)。

3.3.3 控制梁板澆筑順序

應(yīng)從每段流水段的兩邊對(duì)稱澆筑，以一跨作為一個(gè)流水段。先澆筑主梁的1/2，再澆筑主梁的上部混凝土及次梁的混凝土，最后澆筑樓板混凝土。不允許主梁一次澆到樓面，這樣會(huì)出現(xiàn)樓面收水時(shí)間不一致的情況，影響收光質(zhì)量。

梁板混凝土同時(shí)澆筑，由一端開始，采用“趕漿法”施工。先將梁的混凝土分層澆筑，成階梯狀向前推進(jìn)，當(dāng)混凝土達(dá)到板底位置時(shí)再與板本身的混凝土一起澆筑，梁板混凝土連續(xù)向前推進(jìn)，直至完成。

3.3.4 控制振搗

澆筑與振搗緊密配合，第1層下料宜慢，在梁底充分振實(shí)后再下第2層料。梁底和梁幫部位要充分振實(shí)，并避免碰動(dòng)鋼筋?；炷翝仓^程中，操作人員要控制好澆搗時(shí)間，以防過振產(chǎn)生離析、泌水，混凝土澆搗時(shí)務(wù)必均勻，保證上下層之間不形成硬縫（圖1）。

圖1 混凝土澆筑

3.4 裂縫控制

裂縫控制主要從受力、特殊孔洞處理、混凝土品質(zhì)等方面入手：

1）鋼筋安裝過程中，采取措施保證上層鋼筋的位置，防止因鋼筋的面筋下沉、保護(hù)層增大而出現(xiàn)面層裂縫的現(xiàn)象。

2）開孔位置增加抗裂鋼筋網(wǎng)，特別是2#、3#塔身穿越樓層及3、4層梯面預(yù)留的排架模板設(shè)施吊運(yùn)預(yù)留洞，板平面上增加分布筋和附加筋，梁高度上增加加強(qiáng)筋。

3）嚴(yán)格控制混凝土坍落度，設(shè)專人測(cè)試，最終將坍落度控制在120 mm±30 mm范圍內(nèi)。

4）針對(duì)泌水現(xiàn)象，要采取措施排出離析水，同時(shí)在面層撒同種1∶1水泥砂拌和干料，以增加面層混凝土強(qiáng)度。

3.5 表面平整度控制

表面平整度控制難度較大，采用了標(biāo)尺找平、壓漿、機(jī)械磨光等多道工序方法予以保障，制訂標(biāo)準(zhǔn)化的工序流程為：鋼筋、模板隱蔽驗(yàn)收→標(biāo)尺鋪設(shè)、標(biāo)高復(fù)核→混凝土澆筑、振搗→6 m標(biāo)尺初找平→標(biāo)尺拆卸→3 m括尺二次找平→圓盤機(jī)械壓漿，邊角人工第1次壓漿→圓盤機(jī)械二次壓漿，邊角人工第2次壓漿→鏝刀機(jī)械初磨、邊角人工第3次收光→鏝刀機(jī)械精磨→覆蓋保護(hù)→成品保護(hù)。

本工程共使用長6 m及長3 m鋁合金括尺的標(biāo)尺為基準(zhǔn)對(duì)混凝土表面進(jìn)行括平。若出現(xiàn)低凹，則盡可能采用同種混凝土補(bǔ)平，不能用周圍混凝土浮漿填補(bǔ)。雖然預(yù)先通過試驗(yàn)得到了一些參數(shù)，但在實(shí)際操作時(shí)，操作人員必須在現(xiàn)場(chǎng)守候，在最佳時(shí)間進(jìn)行圓盤壓實(shí)提漿、人工輔助收光、抹光機(jī)械初磨、細(xì)磨的壓光等工序的實(shí)施。

3.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

3.6.1 表面養(yǎng)護(hù)，提高混凝土質(zhì)量

混凝土表面硬化之前，應(yīng)避免雨水沖刷和陽光暴曬。尤其是摻有粉煤灰或礦渣的混凝土，早期養(yǎng)護(hù)不充分會(huì)導(dǎo)致表層混凝土強(qiáng)度偏低，結(jié)構(gòu)松散。因此，在壓光數(shù)小時(shí)后及時(shí)采用土工布及薄膜對(duì)表面進(jìn)行覆蓋，及時(shí)補(bǔ)充水分進(jìn)行養(yǎng)護(hù)[5]，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為14 d。

3.6.2 表面防護(hù)，避免損傷

考慮到樓面上部繼續(xù)施工，需在已經(jīng)實(shí)施的面層上搭設(shè)支架，為避免過大的荷載損傷已有面層，采用廢舊模板滿鋪分力的方式，避免表面產(chǎn)生損傷（圖2）。

圖2 表面覆蓋養(yǎng)護(hù)

4 工藝成果

曹路公交停車場(chǎng)混凝土梁板自2014年9月15日開始實(shí)施，到2014年12月20日為止，共施工第2、3、4層共24個(gè)流水段，工程效率得到極大提升。按每一個(gè)流水段作為一個(gè)質(zhì)量檢驗(yàn)批，經(jīng)檢測(cè)，混凝土強(qiáng)度均達(dá)到C40設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。

此外，樓面表面潔凈、光滑、平整，未發(fā)現(xiàn)開裂、空鼓、脫皮、麻面、起砂等缺陷?；炷疗焚|(zhì)及平整度控制均達(dá)到優(yōu)良等級(jí)（圖3）。

圖3 表面平整度檢驗(yàn)

5 結(jié)語

連續(xù)框架結(jié)構(gòu)受差異收縮、水化溫度、環(huán)境溫度以及干縮影響，極易產(chǎn)生開裂等質(zhì)量問題[6-8]，本工藝從設(shè)計(jì)、材料、施工和養(yǎng)護(hù)4個(gè)方面出發(fā)，提出了梁板與樓面面層一次性澆筑的體系化解決方案：設(shè)計(jì)方面，要對(duì)連續(xù)框架結(jié)構(gòu)的約束效應(yīng)進(jìn)行預(yù)控；材料方面，要滿足混凝土性能和溫度指標(biāo)的要求；施工方案要針對(duì)具體結(jié)構(gòu)做適應(yīng)性調(diào)整，通過合理規(guī)劃澆筑順序、加強(qiáng)振搗，保障混凝土品質(zhì)，通過多次收光、磨平保障頂面平整度；養(yǎng)護(hù)方面注重面層防護(hù)與保濕養(yǎng)護(hù)。

工程實(shí)踐表明，本文提出的一次性澆筑工藝，提高了施工效率，解決了裂縫以及平整度等質(zhì)量難題，對(duì)于此類連續(xù)框架結(jié)構(gòu)的施工具有較好的借鑒意義。