2010年建筑师考试：某建筑大厦混凝土工程施工技术

摘要：金茂大厦的主楼基础位于-19.6m处，基础承台长、宽各为64m，厚4m，C50混凝土，总量为13500m3.本工程设计单位美国SOM设计事务所要求将承台分为8块浇筑，以减少温度应力和控制混凝土裂缝。
    关键词：高层现场施工
    1　高强大体积混凝土施工技术金茂大厦的主楼基础位于-19.6m处，基础承台长、宽各为64m，厚4m，C50混凝土，总量为13500m3.本工程设计单位美国SOM设计事务所要求将承台分为8块浇筑，以减少温度应力和控制混凝土裂缝。但这样既拖长了施工工期，也不利于保证混凝土工程质量。上海建工（集团）总公司金茂大厦施工技术研究课题组组织了市建工材料三公司和市建一公司科技人员对这一分课题进行攻关。通过周密计算、配比小试、模拟中试直至实际工程施工所进行的大量研究、分析、比较，并认真落实各项技术组织措施，终于成功地实现了：46.5h完成13500m3、C50商品混凝土的连续浇灌任务。根据127个测温点的混凝土温度自动测试记录，搅拌站68组、现场157组混凝土强度测试报告以及工程中混凝土取芯试验报告表明该基础工程质量良好，施工全过程的组织管理是成功的。其主要技术措施如下。
    1.1　科研先行、优化混凝土配合比首先优选原材料，其次通过3种不同外加剂、3种不同水泥及其不同用量的各种配合比组合，经过反复试验比较，取优化后的混凝土配合比为水∶水泥∶中砂∶5～40mm碎石∶Ⅱ级粉煤灰∶EA-2（缓）=0.45∶1∶1.49∶2.50∶0.167∶0.008（每m3混凝土水泥用量为420kg）。
    1.2　混凝土的制备与均速、连续供应混凝土制备质量和匀速连续供应是保证大体积混凝土质量的关键，为此上海市建筑工程材料公司组织5个混凝土搅拌站拌制混凝土（其中1个备用），各搅拌站均采用德国产的ELBA-105型双阶式搅拌楼，其计量、搅拌等整个系统由微机全自动控制，工艺先进，搅拌效率高，计量精度优于国标要求，并具有自动补偿功能，确保混凝土质量的稳定、匀质。各搅拌站采用相同的金茂大厦专用原材料和同一配合比，且严格签署混凝土生产供应令制度、加强原材料检验，在关键工序、岗位建立技术复验制度，加强生产、施工全过程的动态控制，通过严密的组织体制和岗位职责，从而有力地保证混凝土质量。同时配备100辆6m3混凝土搅拌车以保证混凝土的匀速、连续供应。
    1.3　外蓄内散综合养护措施厚度为4m的C50混凝土基础承台，如何减少温度应力和控制混凝土裂缝至关重要，除了优化混凝土配合比、降低混凝土水化热，混凝土输送管道全程覆盖洒冷水，以减少混凝土在泵送过程中吸收太阳的辐射热，最大限度地降低混凝土入模温度以及在承台表面增设钢筋网以控制表面收缩裂缝等措施外，还采用外蓄内散法的综合养护措施。
    1.4　信息化自控技术为了掌握基础承台内部混凝土实际温度变化，了解冷却水的进、出水温，将温度传感器预先埋设在混凝土的内外各测点处，并用“大体积混凝土温度微机自动测试仪”对各测点定时进行即时测温。
    金茂大厦高强大体积混凝土基础承台施工中，由于采取了上述一系列技术组织措施，不仅保证了质量、防止了裂缝的出现，而且缩短了施工周期。
    2　超高层泵送商品混凝土技术金茂大厦主楼核心筒混凝土泵送高度达382.5m，如何将商品混凝土输送至如此高度又是一个关键的技术难题。如果采用塔吊吊运，显然无法满足施工需求；如果增设接力泵采用分级泵送，则必定增加施工步骤，多用施工机械，而且排污问题很难解决；故决定采用一次泵送工艺。课题组本着利用现有的生产工艺，通过对原材料资源的合理选择、复合型高性能外加剂的研制和配合比的优化设计及适宜调整以及泵送设备的选配等方面进行了反复试验研究，终于攻克了一次泵送至 382.5m的技术难题。
    2.1　原材料的选择水泥选用质量稳定的宁国525号普通硅酸盐水泥；粗骨料选用压碎值、空隙率、针片状含量均较小的尖山石矿和新开元石矿的5～25mm碎石；细骨料选用九江或巴河的优质中砂；外加剂采用专门研制的FTH系列高性能外加剂。

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