天津高銀117大廈混凝土剪力墻冬期施工關(guān)鍵技術(shù)
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張植偉1，張鳳超1，葉 建1，賴國梁1，袁啟濤2
（1．中建三局集團(tuán)有限公司工程總承包公司，湖北 武漢 430064；2．中建商品混凝土天津有限公司，天津 300450）
[摘要]冬期施工中，混凝土結(jié)構(gòu)容易受低溫環(huán)境條件影響產(chǎn)生開裂、強(qiáng)度折減等損害，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量及結(jié)構(gòu)安全。這一問題在北方寒冷地區(qū)超高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)冬期施工中更為嚴(yán)峻�；谔旖蚋咩y117大廈核心筒混凝土剪力墻冬期施工實(shí)際，通過優(yōu)化混凝土配合比、泵送模擬試驗(yàn)、泵管電伴熱、補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)膜、擋風(fēng)保溫簾等技術(shù)措施，較好地完成了50C~ 150C條件下，350及500m高度時(shí)核心筒剪力墻的冬期施工，實(shí)施效果良好。
[關(guān)鍵詞]高層建筑；混凝土；剪力墻；冬期施工；超高泵送；養(yǎng)護(hù)
[中圖分類號(hào)]TU758[文章編號(hào)]1002-8498( 2016)07-0001-02
1工程概況
天津高銀1 17大廈位于天津高新區(qū)軟件和服務(wù)外包基地綜合配套區(qū)中央商務(wù)區(qū)，結(jié)構(gòu)總高度596. 5m，建筑高度597m，是1幢集高檔商場(chǎng)、甲級(jí)寫字樓、商務(wù)公寓和六星級(jí)酒店于一體的特大型超高層建筑。大廈主體結(jié)構(gòu)采用巨型框架+鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系，核心筒剪力墻(標(biāo)高為0. 550~ 596. 500m)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60，采用模塊化低位頂升鋼平臺(tái)施工，跨越2013，2014年2個(gè)冬期施工。為滿足總體工期要求，冬期施工進(jìn)度須達(dá)到6～7d/層，由此對(duì)混凝土冬期施工質(zhì)量提出了極高要求。
2 混凝土配合比設(shè)計(jì)
2.1 膠凝材料體系
混凝土膠凝材料采用C +FA +SL +SF（水泥+粉煤灰+礦粉+硅灰）體系，較微珠體系其具有以下優(yōu)點(diǎn)。
1)硅灰C60混凝土黏度高于微珠C60混凝土，不易發(fā)生離析泌水。
2)硅灰C60混凝土對(duì)外加劑敏感性低。
3)硅灰C60混凝土早期強(qiáng)度優(yōu)于微珠C60混凝土早期強(qiáng)度，如表1所示。
2.2 防凍劑
防凍劑的選擇應(yīng)滿足3個(gè)條件：①保證混凝土受凍前達(dá)到臨界強(qiáng)度，防止混凝土凍害；②混凝土早期強(qiáng)度達(dá)到模架頂升時(shí)的強(qiáng)度要求，保證施工進(jìn)度；③保證混凝土600℃．d強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)、規(guī)范要求。
結(jié)合天津地區(qū)氣候環(huán)境，選擇適用于- 15℃環(huán)境溫度下的混凝土防凍劑進(jìn)行配合比模擬試驗(yàn)，在確定防凍劑組分及摻量后，調(diào)整混凝土其他組分，保證混凝土的可泵性能、力學(xué)性能及耐久性。
3 超高泵送關(guān)鍵技術(shù)
3.1 混凝土人泵溫度控制
為確保混凝土施工質(zhì)量，根據(jù)往年冬期施工經(jīng)驗(yàn)，通過熱工計(jì)算確定出機(jī)溫度需為15℃。針對(duì)環(huán)境溫度低于- 10℃等惡劣天氣情況的出現(xiàn)，在做好熱水?dāng)嚢琛⒐摅w保溫等措施基礎(chǔ)上，對(duì)攪拌站專用料倉進(jìn)行了改造，增加了料倉加熱的相關(guān)措施。
1)料倉底部鋪設(shè)加熱管道，并與市政供熱系統(tǒng)接駁，如圖1所示。
2)料倉外壁鋪設(shè)加熱帶。
3)料倉上部采用腳手架搭設(shè)保溫棚，使用熱鼓風(fēng)機(jī)通風(fēng)。
此外，混凝土入泵料斗處采取封閉措施，大風(fēng)天氣時(shí)使用擋風(fēng)帆布將料斗四周封閉，起到了很好的保溫效果，同時(shí)也為工人提供了良好的工作環(huán)境。
3.2 泵管電伴熱保溫
天津高銀117大廈單根泵管長(zhǎng)度達(dá)600m，混凝土輸送過程中的溫度損失影響巨大，是泵送能否成功的關(guān)鍵因素。針對(duì)這一施工難題，項(xiàng)目技術(shù)人員組織技術(shù)攻關(guān)，發(fā)明并應(yīng)用了一種泵管智能溫控電伴熱裝置，通過在管體上纏繞電加熱帶，外側(cè)使用橡塑海綿包裹，攻克了泵管的加熱保溫難題。
在該裝置的驗(yàn)證試驗(yàn)中，采用加熱帶與泵管平行綁扎的方法，選用5根加熱線平行綁扎，加熱帶工作電壓為36V，環(huán)境溫度-15℃，采用溫度控制箱控制泵管溫度保持在設(shè)定值( 20℃)，管壁、管中心溫升速率如表2所示。
由表2可知，當(dāng)環(huán)境溫度為- 15℃時(shí)，泵管加熱至20℃只需2h，中心與管壁溫度基本同步持平，通過該裝置的溫控控制器可以很好地將泵管溫度維持在設(shè)定溫度(20℃)，從而保證混凝土正常施工。
3.3冬期泵送模擬試驗(yàn)
為保證泵送過程的順利進(jìn)行，項(xiàng)目技術(shù)人員聯(lián)合混凝土供應(yīng)單位，專門制作了由14組排管、28個(gè)彎頭連接組成的總長(zhǎng)800m的水平盤管進(jìn)行泵送模擬試驗(yàn)，以驗(yàn)證預(yù)定方案的可行性。泵管布置如圖2所示。
通過檢測(cè)進(jìn)料口、出料口處混凝土物理性能、流變特性數(shù)據(jù)，總結(jié)不同泵送高度、不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)及環(huán)境溫度條件下混凝土性能與泵送性能的關(guān)系；通過壓力傳感器檢測(cè)混凝土沿程壓力損失，滑管儀檢測(cè)混凝土黏滯阻力，總結(jié)分析后為項(xiàng)目混凝土超高泵送施工提供理論依據(jù)。
4冬期養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵技術(shù)
4.1帶模養(yǎng)護(hù)
混凝土在5℃以下早期強(qiáng)度形成非常緩慢，早強(qiáng)劑或防凍劑的添加只能起到降低冰點(diǎn)的作用，并不能提供水化熱量。因此，帶模蓄熱養(yǎng)護(hù)對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展影響至關(guān)重要。天津高銀117項(xiàng)目核心筒模板采用鋼框木模體系，方鋼背楞之間的空隙為填充保溫材料提供了空間。經(jīng)熱工計(jì)算，項(xiàng)目部采用100mm厚擠塑板作為保溫材料，接縫處使用發(fā)泡膠填充密實(shí)�？紤]由此帶來的消防安全隱患，保溫層外側(cè)用1.5 mm厚鍍鋅鐵皮覆蓋，并用自攻螺釘與模板背楞固定牢固。
實(shí)踐證明，寒冷地區(qū)超高層建筑混凝土冬期帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間宜≥48h，拆模前先采用回彈儀對(duì)局部剪力墻面進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)，驗(yàn)證是否滿足拆模條件，并應(yīng)及時(shí)做好后續(xù)保溫措施。
4.2補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)
模板拆除后，大風(fēng)天氣導(dǎo)致混凝土表面失水過快造成混凝土結(jié)構(gòu)表面強(qiáng)度低，產(chǎn)生收縮裂縫，從而影響結(jié)構(gòu)安全和耐久性。天津高銀117項(xiàng)目應(yīng)用一種節(jié)水保濕養(yǎng)護(hù)膜技術(shù)，較好地解決了上述問題。該養(yǎng)護(hù)膜以塑料薄膜為載體，內(nèi)壁一側(cè)粘貼有高分子顆粒材料，可吸收混凝土表面蒸發(fā)的水分，形成飽和的固態(tài)狀附著在結(jié)構(gòu)表面，后期通過毛細(xì)作用將水分反補(bǔ)結(jié)構(gòu)。
該養(yǎng)護(hù)膜施工時(shí)，首先在結(jié)構(gòu)表面涂刷黏結(jié)劑，將養(yǎng)護(hù)膜內(nèi)壁整體粘貼在結(jié)構(gòu)表面，接縫處用膠帶連接，并用滾輪壓實(shí)，不得空鋪，粘貼的養(yǎng)護(hù)膜可在混凝土早期水化熱的影響下與結(jié)構(gòu)基層緊密結(jié)合。粘貼時(shí)應(yīng)注意選用界面友好型黏結(jié)劑，避免對(duì)后期裝飾裝修作業(yè)產(chǎn)生影響。
4.3擋風(fēng)保溫簾
為實(shí)現(xiàn)蓄熱養(yǎng)護(hù)效果，在剪力墻外側(cè)懸掛了50mm厚巖棉被作為擋風(fēng)保溫簾，巖棉被外側(cè)采用防火油布進(jìn)行包裹。巖棉被上端懸掛在大模板底部的掛鉤上，下部使用鋼絲與對(duì)拉螺栓孔固定。在不影響模板安裝的前提下，起到了很好的擋風(fēng)保溫作用。
5 結(jié)語
天津高銀117大廈核心筒剪力墻厚度大、內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜、混凝土強(qiáng)度等級(jí)高，冬期施工時(shí)混凝土質(zhì)量受大風(fēng)、低溫等惡劣養(yǎng)護(hù)環(huán)境影響巨大。項(xiàng)目技術(shù)人員通過科技攻關(guān)，研發(fā)了一系列冬期混凝土施工技術(shù)措施，保證了核心筒剪力墻7d/層的施工進(jìn)度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)回彈檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，剪力墻混凝土7d強(qiáng)度可達(dá)50%以上，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求，且結(jié)構(gòu)表觀質(zhì)量良好，受到業(yè)主、監(jiān)理等單位的一致好評(píng)。
