超高層續(xù)建工程原有底板上澆筑超厚新底板施工技術(shù)
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張少彪1，郭其訓(xùn)1，李圣曉2，馬偉偉1，楊 陽1
（1．中國建筑第六工程局有限公司，天津 300451；2．天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程系，天津 300134）
[摘要]針對續(xù)建工程原有基礎(chǔ)底板的結(jié)構(gòu)特點，采用植筋和鋼錨板代替植筋穿孔塞焊等工藝，有效增強了新老底板間的連接能力，提高了新底板抗滑移能力。鋼柱腳下安裝鋼支撐架及設(shè)置約束定位環(huán)板，有效保證了鋼柱腳的安裝質(zhì)量和錨筋垂直度。采取多種抗裂措施，養(yǎng)護后的大體積混凝土無明顯裂縫。
[關(guān)鍵詞]混凝土；高層建筑；基礎(chǔ)底板；鋼錨板；鋼支撐架；裂縫
[中圖分類號]TU974 [文章編號]1002-8498(2016)09-0004-03
1工程概況
廈門國際中心工程為原廈門郵電通信樞紐大廈續(xù)建工程，其中地下3層，裙房4層，地上61層，總高339. 88m，總建筑面積177 739m2，其中地上建筑面積129 555m2，地下48 184m2。結(jié)構(gòu)形式為框筒結(jié)構(gòu)，外框鋼柱共16根，最大鋼柱腳外包截面尺寸為3 900mm×3 900mm，16根鋼柱腳均嵌入新底板內(nèi)1. 5m，最大鋼柱腳下設(shè)置120根ɸ40鋼筋，鋼筋均植入老底板內(nèi)1150mm，錨筋總高度達4 960mm，垂直度要求高。
原郵電大廈的地下室部分已施工及驗收完成，原結(jié)構(gòu)底板厚度為1.5~3. 5m，混凝土強度等級為C40。新底板置于原有基礎(chǔ)舊底板之上，板厚5. 21m，板長57. 5m，板寬37.7~47. 1m，混凝土強度等級C45，抗?jié)B等級P8。新底板采用HRB400級ɸ20和ɸ40兩種鋼筋，上部雙向3排，間距250mm；下部雙向4排，間距250mm；底板中部沿板厚方向間隔1 400mm設(shè)水平鋼筋網(wǎng)2道，雙向ɸ20@ 250，另板底、板局部位置需增設(shè)附加筋，整個大底板均屬大直徑鋼筋施工。
2原有底板與新底板連接工藝
2.1 原有底板剔鑿
由于場地條件、降水等對剔槽施工的影響，采取分區(qū)施工作業(yè)，共分3個區(qū)，區(qū)域之間采用磚砌圍堰進行分隔，原有底板表面剔鑿后形成縱橫向凹槽，凹槽深80mm，寬200mm，間距400mm，縱橫向凹槽的起始定位線距剪力墻外邊線100mm，如圖1所示。
2.2原有底板與新底板結(jié)合處植筋
2.2.1 新老底板結(jié)合處植筋
新老底板結(jié)合處植筋分2個區(qū)域施工，其中核心筒外為ɸ22@ 400×400，植入深度為500mm，甩出長度為600mm;核心筒內(nèi)為ɸ22@ 500×500，植入深度為500mm，甩出長度為500mm，植筋示意如圖2所示。
2.2.2鋼柱柱腳植筋
外框鋼柱尺寸為2 700mm×2 700mm，內(nèi)部植筋為ɸ40@ 120，植入原有底板1150mm，植筋立面如圖3所示。由于鋼柱腳下錨筋密集，柱腳下局部區(qū)域植筋容易受原結(jié)構(gòu)底板豎向鋼筋影響，無法進行鉆孔。然而，為確保錨筋精度，保證柱腳的準確安裝，必須對錨筋植入段進行處理，本文采用鋼錨板與代換植筋穿孔塞焊形式進行局部處理（見圖4）。
3鋼柱腳安裝
因鋼柱腳半嵌入新底板1. 5m，與原有底板不接臨，處于懸空狀態(tài)，所以鋼柱腳須自行設(shè)計鋼支撐架，使用型鋼焊接組成，其中立桿及頂層橫桿采用H150×150 x7×10，下面兩層橫桿采用L75 x6，平臺板和鋼支撐架底板主要采用12mm厚鋼板，材質(zhì)均為Q235B。
3.1 鋼支撐架柱腳底板安裝
鋼支撐架的柱腳底板采用250mm×250mm×12mm鋼板，將ɸ22的三級鋼筋植入原有底板200mm，并與柱腳底板穿孔塞焊。柱腳底板外邊緣與支架型鋼平行對正，中心與支架型鋼中心重合。
3.2鋼支撐架安裝
鋼柱腳支撐架4個角部框架由加工廠組裝拼接完畢后運至現(xiàn)場，采用D1250 - 80塔式起重機進行安裝，4個角部的框架安裝完成后，現(xiàn)場組裝拼接角部框架間的連接桿。
3.3 鋼支撐架中部約束定位環(huán)板安裝
定位環(huán)板由2塊零件構(gòu)成，現(xiàn)場組裝拼接成整體后，置放于鋼支撐架環(huán)撐上。定位環(huán)板為12mm厚鋼板，材質(zhì)為Q235B，其外形尺寸與鋼柱腳底板尺寸相同，且環(huán)板內(nèi)開后植鋼筋約束孔洞，其組裝如圖5所示。
3.4鋼柱腳吊裝
采用D1250 - 80塔式起重機吊裝鋼柱腳，柱腳吊裝至后植鋼筋上方時，應(yīng)先懸停，將柱腳底板處的鋼筋孔與后植鋼筋對齊后，塔式起重機指揮發(fā)送緩慢降鉤信號，使鋼柱平穩(wěn)就位。鋼柱腳吊裝就位后，用纜風(fēng)繩對鋼柱腳進行加固。纜風(fēng)繩上部拉設(shè)于柱頂耳板吊裝孔內(nèi)，下部固定在預(yù)埋于原有底板上的鋼筋套環(huán)上。
4鋼筋工程
新底板分上、中、下布設(shè)鋼筋，中部沿板厚方向間隔1400mm設(shè)水平鋼筋網(wǎng)2道，另板底、板局部位置需增設(shè)附加筋，底板鋼筋下部采用100mm×100mm×100mm、強度等級C45的細石混凝土墊塊，間距1. 5m呈梅花狀布置，配筋如圖6所示。整個大底板均屬大直徑鋼筋施工，鋼筋用量大，單根下料鋼筋質(zhì)量大。
4.1 鋼筋支撐架體搭設(shè)
新底板鋼筋布設(shè)時，縱筋須精確定位，為防止鋼筋因混凝土澆筑而錯位，須搭設(shè)鋼筋支撐架體，采用ɸ48mm鋼管，鋼管內(nèi)灌注素混凝土，每根立桿下端設(shè)置細石混凝土墊塊，同時考慮到局部鋼筋卸料區(qū)域荷載集中，故在卸料區(qū)域的立桿采用槽鋼與鋼管間隔支撐，與鋼管焊接成整體，槽鋼下部設(shè)鋼板墊塊確保平整度。
4.2 鋼柱腳處鋼筋綁扎
由于鋼柱腳嵌入新底板內(nèi)1. 5m，底部、頂部鋼筋布設(shè)時，須貫穿鋼管柱，故須對底部、頂部鋼筋進行合理排布，對鋼管柱進行深化開孔，保證頂部鋼筋能順利貫穿，開孔示意如圖7所示。施工時優(yōu)先貫穿柱腳處的鋼筋，后連接柱腳之間頂部鋼筋。由于鋼柱腳外圈封閉大箍筋受到鋼支撐架的影響，須對鋼支撐架影響區(qū)域內(nèi)的箍筋下料進行分解，尺寸調(diào)整為4個L形，如圖8所示，兩兩之間采用10d(d為鋼筋直徑)單面焊。
5 大體積混凝土澆筑
5.1 大體積混凝土澆筑
采用軟管將混凝土自泵管出口送至作業(yè)面，以減小自由落差，防止混凝土離析、分層。進行上層鋼筋綁扎時，預(yù)先將軟管位置留出，保證軟管能夠下放。澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進行，如必須間歇，其間歇時間應(yīng)盡量縮短，并應(yīng)在前層混凝土初凝之前，將次層混凝土澆筑完畢。
5.2混凝土養(yǎng)護
混凝土澆筑完畢后，在壓光后表面反復(fù)壓實，初凝前噴霧養(yǎng)護，終凝前用塑料薄膜覆蓋，鋪棉氈，表面再覆蓋2層塑料薄膜進行保濕保溫養(yǎng)護。
5.3 裂縫控制措施
5.3.1 優(yōu)化配合比
選用低水化熱硅酸鹽水泥，同時在混凝土中摻入粉煤灰，其強度增加（包括早期強度），密實度增加，收縮變形幅度降低，泌水量下降，坍落度損失減少，達到降低水灰比，減少水泥漿量，延緩水化熱峰值出現(xiàn)時間，降低溫度峰值及收縮變形減小的效果。采用阻銹劑、粉煤灰外加劑，摻加具有緩凝作用的泵送劑，一方面可以防止地下水的侵蝕，另一方面提高了混凝土的抗?jié)B性能，改善了混凝土的泵送性能。配合比( kg/m3)為：P．042.5水泥：粉煤灰：礦粉：中砂：5～25mm石子：16~ 31. 5mm石子：拌合水：高效減水劑：阻銹劑= 260: 99: 51: 733: 844: 211.160:4.22: 12.6.
5.3.2溫度控制
碎石入庫前采用地下水噴淋降溫；增加水泥倒庫次數(shù)，控制使用溫度在50℃以內(nèi)；控制混凝土出機溫度和澆筑溫度；控制混凝土內(nèi)部溫度與外表溫度之差≤25℃；控制出罐溫度≤30℃。
5.3.3采用分層澆筑
底板采用整體分層一次性澆筑的方案，控制4臺天泵澆筑推進方向，采用推移式連續(xù)澆筑施工，斜面由泵送混凝土自然流淌而成，坡度控制為1：14，振搗工作從澆筑層的底層開始逐漸上移，以保證分層混凝土間的施工質(zhì)量。上層混凝土澆筑前，使下層混凝土的熱量盡可能多地散發(fā)，降低混凝土的升溫值，縮小混凝土內(nèi)外溫差及溫度應(yīng)力。
5.3.4表面泌水、浮漿處理
澆筑時可根據(jù)泌水匯聚的位置，在側(cè)模對應(yīng)處開設(shè)排水孔，泌水流至原結(jié)構(gòu)底板低洼處，然后利用潛水泵抽排，局部少量泌水采用海綿吸除處理，以提高混凝土質(zhì)量，減少表面裂縫。若澆筑完成后混凝土表面泌水較多，采用同強度干拌混凝土均勻撒入已澆筑混凝土表層并壓實抹平，避免風(fēng)干裂縫的產(chǎn)生。
6結(jié)語
1)通過對原結(jié)構(gòu)底板剔鑿、植筋及鋼錨板代換植筋穿孔塞焊等工藝，有效地增強了新老底板間的連接能力，同時也提高了新底板抗滑移能力。
2)對于半嵌入式的鋼柱腳，在其下安裝鋼支撐架，起到支撐柱腳的作用，同時在植筋中部設(shè)置約束定位環(huán)板，有效地保證錨筋的垂直度。
3)通過搭設(shè)鋼筋支撐架體、柱腳穿孔、大箍筋分解4個L形鋼筋等工藝措施，有效地解決了新底板鋼筋密集、柱腳穿插施工等技術(shù)難題。
4)采取了多種抗裂縫措施，養(yǎng)護后的大體積混凝土無明顯裂縫，提高了新底板混凝土質(zhì)量。
