導(dǎo)語：混凝土工程施工技術(shù)分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：金茂大廈的主樓基礎(chǔ)位于-19.6m處，基礎(chǔ)承臺(tái)長、寬各為64m，厚4m，C50混凝土，總量為13500m3。本工程設(shè)計(jì)單位美國SOM設(shè)計(jì)事務(wù)所要求將承臺(tái)分為8塊澆筑，以減少溫度應(yīng)力和控制混凝土裂縫。

關(guān)鍵詞：高層現(xiàn)場施工

1高強(qiáng)大體積混凝土施工技術(shù)

金茂大廈的主樓基礎(chǔ)位于-19.6m處，基礎(chǔ)承臺(tái)長、寬各為64m，厚4m，C50混凝土，總量為13500m3。本工程設(shè)計(jì)單位美國SOM設(shè)計(jì)事務(wù)所要求將承臺(tái)分為8塊澆筑，以減少溫度應(yīng)力和控制混凝土裂縫。但這樣既拖長了施工工期，也不利于保證混凝土工程質(zhì)量。上海建工(集團(tuán))總公司金茂大廈施工技術(shù)研究課題組組織了市建工材料三公司和市建一公司科技人員對(duì)這一分課題進(jìn)行攻關(guān)。通過周密計(jì)算、配比小試、模擬中試直至實(shí)際工程施工所進(jìn)行的大量研究、分析、比較，并認(rèn)真落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)組織措施，終于成功地實(shí)現(xiàn)了：46.5h完成13500m3、C50商品混凝土的連續(xù)澆灌任務(wù)。根據(jù)127個(gè)測溫點(diǎn)的混凝土溫度自動(dòng)測試記錄，攪拌站68組、現(xiàn)場157組混凝土強(qiáng)度測試報(bào)告以及工程中混凝土取芯試驗(yàn)報(bào)告表明該基礎(chǔ)工程質(zhì)量良好，施工全過程的組織管理是成功的。其主要技術(shù)措施如下。

1.1科研先行、優(yōu)化混凝土配合比

首先優(yōu)選原材料，其次通過3種不同外加劑、3種不同水泥及其不同用量的各種配合比組合，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)比較，取優(yōu)化后的混凝土配合比為水∶水泥∶中砂∶5～40mm碎石∶Ⅱ級(jí)粉煤灰∶EA-2(緩)=0.45∶1∶1.49∶2.50∶0.167∶0.008(每m3混凝土水泥用量為420kg)。

1.2混凝土的制備與均速、連續(xù)供應(yīng)

混凝土制備質(zhì)量和勻速連續(xù)供應(yīng)是保證大體積混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，為此上海市建筑工程材料公司組織5個(gè)混凝土攪拌站拌制混凝土(其中1個(gè)備用)，各攪拌站均采用德國產(chǎn)的ELBA-105型雙階式攪拌樓，其計(jì)量、攪拌等整個(gè)系統(tǒng)由微機(jī)全自動(dòng)控制，工藝先進(jìn)，攪拌效率高，計(jì)量精度優(yōu)于國標(biāo)要求，并具有自動(dòng)補(bǔ)償功能，確保混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定、勻質(zhì)。各攪拌站采用相同的金茂大廈專用原材料和同一配合比，且嚴(yán)格簽署混凝土生產(chǎn)供應(yīng)令制度、加強(qiáng)原材料檢驗(yàn)，在關(guān)鍵工序、崗位建立技術(shù)復(fù)驗(yàn)制度，加強(qiáng)生產(chǎn)、施工全過程的動(dòng)態(tài)控制，通過嚴(yán)密的組織體制和崗位職責(zé)，從而有力地保證混凝土質(zhì)量。同時(shí)配備100輛6m3混凝土攪拌車以保證混凝土的勻速、連續(xù)供應(yīng)。

1.3外蓄內(nèi)散綜合養(yǎng)護(hù)措施

厚度為4m的C50混凝土基礎(chǔ)承臺(tái)，如何減少溫度應(yīng)力和控制混凝土裂縫至關(guān)重要，除了優(yōu)化混凝土配合比、降低混凝土水化熱，混凝土輸送管道全程覆蓋灑冷水，以減少混凝土在泵送過程中吸收太陽的輻射熱，最大限度地降低混凝土入模溫度以及在承臺(tái)表面增設(shè)鋼筋網(wǎng)以控制表面收縮裂縫等措施外，還采用外蓄內(nèi)散法的綜合養(yǎng)護(hù)措施。

1.4信息化自控技術(shù)

為了掌握基礎(chǔ)承臺(tái)內(nèi)部混凝土實(shí)際溫度變化，了解冷卻水的進(jìn)、出水溫，將溫度傳感器預(yù)先埋設(shè)在混凝土的內(nèi)外各測點(diǎn)處，并用“大體積混凝土溫度微機(jī)自動(dòng)測試儀”對(duì)各測點(diǎn)定時(shí)進(jìn)行即時(shí)測溫。

金茂大廈高強(qiáng)大體積混凝土基礎(chǔ)承臺(tái)施工中，由于采取了上述一系列技術(shù)組織措施，不僅保證了質(zhì)量、防止了裂縫的出現(xiàn)，而且縮短了施工周期。

2超高層泵送商品混凝土技術(shù)

金茂大廈主樓核心筒混凝土泵送高度達(dá)382.5m，如何將商品混凝土輸送至如此高度又是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題。如果采用塔吊吊運(yùn)，顯然無法滿足施工需求；如果增設(shè)接力泵采用分級(jí)泵送，則必定增加施工步驟，多用施工機(jī)械，而且排污問題很難解決；故決定采用一次泵送工藝。課題組本著利用現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，通過對(duì)原材料資源的合理選擇、復(fù)合型高性能外加劑的研制和配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)及適宜調(diào)整以及泵送設(shè)備的選配等方面進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)研究，終于攻克了一次泵送至382.5m的技術(shù)難題。

2.1原材料的選擇

水泥選用質(zhì)量穩(wěn)定的寧國525號(hào)普通硅酸鹽水泥；粗骨料選用壓碎值、空隙率、針片狀含量均較小的尖山石礦和新開元石礦的5～25mm碎石；細(xì)骨料選用九江或巴河的優(yōu)質(zhì)中砂；外加劑采用專門研制的FTH系列高性能外加劑。

2.2混凝土配合比的優(yōu)化和調(diào)整

(1)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、數(shù)量及泵送高度金茂大廈主樓從基礎(chǔ)承臺(tái)面開始以上部分混凝土總量為80715m3，其各工程部位的混凝土強(qiáng)度等級(jí)、數(shù)量及其泵送高度如表1所示。

(2)混凝土配合比課題組對(duì)各強(qiáng)度等級(jí)的混凝土配合比進(jìn)行了綜合分析和研究后認(rèn)為：C30混凝土泵送高度為333.7m問題不大，確定對(duì)C40、C50、C603個(gè)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的不同泵送高度的商品混凝土配合比進(jìn)行研究試驗(yàn)。通過調(diào)整水泥用量、外加劑品種及其摻量對(duì)3個(gè)強(qiáng)度等級(jí)的不同混凝土配合比的混凝土拌合物性能和混凝土強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析比較，從而確定各強(qiáng)度等級(jí)的混凝土配合比如表2所示。

(3)適時(shí)調(diào)整配合比本工程施工過程中的混凝土配合比調(diào)整對(duì)實(shí)現(xiàn)一次泵送工藝至關(guān)重要。當(dāng)時(shí)上海的氣溫處于高溫季節(jié)，這對(duì)商品混凝土的運(yùn)輸、泵送帶來較大困難。為了保證混凝土工程質(zhì)量，對(duì)運(yùn)送至現(xiàn)場的商品混凝土進(jìn)行全面質(zhì)量控制，不僅跟蹤檢測混凝土坍落度，而且經(jīng)常檢測混凝土的含氣量和凝結(jié)時(shí)間，并將現(xiàn)場所測得的第一手資料及時(shí)反饋至混凝土攪拌站，以適時(shí)調(diào)整混凝土配合比，滿足晴天、雨天、白天、夜晚的不同氣溫、不同道路交通狀況的泵送商品混凝土對(duì)混凝土拌合物的可泵性要求。

2.3泵送設(shè)備的配置

超高層泵送混凝土能否順利進(jìn)行，除了混凝土拌合物必須具有良好的可泵性外，還與混凝土泵的選配、泵管的布置以及混凝土泵的操作人員技術(shù)水平等相關(guān)。金茂大廈主樓混凝土泵選用德國生產(chǎn)的普茨曼BSA-2100HD固定泵并配有備泵。其次，在泵管布置中，盡量增長水平硬管、減少彎管、錐形管；遇有90°彎管時(shí)，盡量采用大彎管，并以最大限度地降低泵送管道的總阻力。混凝土泵操作人員應(yīng)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，防止空氣吸入泵管而增大阻力，以防止混凝土拌合物離析和堵管。

2.4嚴(yán)密的施工組織體系

超高層泵送商品混凝土是一個(gè)系統(tǒng)工程。在混凝土拌制、運(yùn)輸及泵送的整個(gè)過程中，若有一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，即會(huì)造成堵泵，這不僅影響進(jìn)度而且影響混凝土工程質(zhì)量，故從商品混凝土攪拌站到施工現(xiàn)場的全過程要全方位嚴(yán)格管理、嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范、規(guī)程和各項(xiàng)特定的技術(shù)措施，保證混凝土拌合物質(zhì)量均勻、運(yùn)量適當(dāng)。凡不符合要求的混凝土拌合物堅(jiān)決不予入泵，混凝土泵操作人員必須有熟練的操作技能，只有這樣才能順利完成每一次泵送全過程。

由于采取了上述一系列有效措施，成功地將C40商品混凝土一次泵送到382.5m的高度，創(chuàng)造了世界之最。

表1混凝土強(qiáng)度等級(jí)和泵送高度

強(qiáng)度

等級(jí)

混凝土量

(m3)

核心筒

巨型柱

樓面

層次

泵送高度

(m)

層次

泵送高度

(m)

層次

泵送高度

(m)

C60

32558

B3～A55

-15.0～229.7

B3～A42

-15.0～173.55

C50

11810

A56～A65

229.7～264.9

A43～A65

173.55～264.9

C40

23335

A66～A88

264.9～340.1

A66～A88

264.9～340.1

A88～A92

340.1～382.5

C30

13012

B2～A87

-10.0～333.7

小計(jì)

80715

表2混凝土配合比

序號(hào)

混凝土

強(qiáng)度

等級(jí)

混凝土配合比

水泥

用量

(kg/m3)

最大泵

送高度

(m)

備注

水

泥

水

中砂

5～25

碎石

粉煤灰

外加劑

品種

摻量(%)

1

C60

1

0.353

1.142

1.879

0.075

FTH-2E

2.36

530

173.55

加助泵劑

2

C50

1

0.483

1.862

2.033

0.167

FTH-2G

3.5

420

264.9

加助泵劑

3

C40

1

0.495

1.878

2.024

0.195

FTH-2P

3.2

410

382.5

加人工砂

加助泵劑

3混凝土拌合物性能及硬化后混凝土抗壓強(qiáng)度

金茂大廈基礎(chǔ)承臺(tái)混凝土和主樓混凝土拌合物性能如表3所示。從表3看出，商品混凝土拌合物經(jīng)時(shí)坍落度損失能得到較好控制、滿足施工需要；其次含氣量控制在2%～3%時(shí)可泵性較好，而＜2%時(shí)則較差。

金茂大廈基礎(chǔ)承臺(tái)及主樓混凝土的抗壓強(qiáng)度(施工現(xiàn)場制作試件的強(qiáng)度)按《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ107-87)進(jìn)行，評(píng)定結(jié)果如表4所示。

表3、4闡明采用一系列技術(shù)措施以后，利用現(xiàn)有生產(chǎn)工藝制備、運(yùn)輸泵送的商品混凝土，不僅能滿足一次泵送至382.5m高度的可泵性要求，而且其抗壓強(qiáng)度完全符合設(shè)計(jì)所要求的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。

表3混凝土拌合物性能

序號(hào)

結(jié)構(gòu)部位

混凝土

強(qiáng)度等級(jí)

(56d)

澆灌日期

混凝土拌合物性能

攪拌站測

得坍落度

(mm)

施工現(xiàn)場測試結(jié)果

坍落度

(mm)

含氣量

(%)

初凝

(h：min)

終凝

(h：min)

泵壓

(MPa)

和易

性

1

基礎(chǔ)承臺(tái)

C50

19950918～0919

120～155

100～140

1.6

13：00

14：17

8～10

良好

2

主樓

核心

筒及巨型柱

-5.5～0.075m

C60

19951122

205

170

2.6

9：57

11：12

16～18

良好

3

56.80～60.8m

C60

1996410

170

1.2

19～21

較粘

4

205.8～209.8m

C60

19961212

230

210

2.4

10：50

12：20

20～22

良好

5

264.9～268.1m

C40

1997314

205

2.6

20～22

良好

6

296.9～300.1m

C40

199749

230

215

1.0

22～24

較粘

7

306.5～309.7m

C40

1997420

205

2.7

20～22

良好

8

316.10～319.3m

C40

1997428

230

220

2.0

20～22

良好

9

382.5m

C40

1997826

230

3.2

22～23

良好

表4混凝土強(qiáng)度評(píng)定

序號(hào)

結(jié)構(gòu)部位

混凝土

強(qiáng)度

等級(jí)

試塊

組數(shù)

(n)

抗壓

強(qiáng)度

標(biāo)準(zhǔn)值

fcu,k

(MPa)

抗壓強(qiáng)度數(shù)量統(tǒng)計(jì)

合格評(píng)定

強(qiáng)度

均值

mfcu,k

(MPa)

強(qiáng)度

最小值

fcu,min

(MPa)

強(qiáng)度

標(biāo)準(zhǔn)值

sfcu,k

(MPa)

變異

系數(shù)

Cv

(%)

判定系數(shù)

評(píng)定

結(jié)論

λ1

λ2

1

基礎(chǔ)承臺(tái)

(56d)

C50

157

(56d)

50

56.2

53.8

4.35

7.75

1.60

0.85

合格

2

主樓核心筒

-15.0～133.55m

145.55～225.8m

C60

254

60

70

64.4

2.93

4.19

1.60

0.85

合格

3

133.55～145.55m

C50

12

50

59.5

57.9

1.08

1.82

1.70

0.90

合格

4

225.8～261.7m

C50

24

50

57.5

53.7

2.34

4.07

1.65

0.85

合格

5

261.7～333.7m

C40

42

40

47.6

41.1

3.3

6.93

1.60

0.85

合格

6

主樓

巨型

柱

-15.0～177.5m

C60

149

60

68.8

63.7

2.36

3.43

1.60

0.85

合格

7

177.5～264.9m

C50

59

50

58.2

54.0

2.67

4.59

1.60

0.85

合格

8

264.9～333.7m

C40

24

40

46.7

42.8

3.05

6.53

1.60

0.85

合格

46.5h連續(xù)澆筑完成C50大體積混凝土基礎(chǔ)承臺(tái)和一次泵送C40商品混凝土至382.5m高度的工程實(shí)踐證明，上述一系列技術(shù)組織措施是有效的，它不僅使混凝土工程施工技術(shù)有所創(chuàng)新，有所發(fā)展；而且為加快金茂大廈工程建設(shè)、創(chuàng)造高強(qiáng)度等級(jí)大體積混凝土基礎(chǔ)承臺(tái)一次連續(xù)澆筑以及1個(gè)月施工13層的超高層建筑施工新速度提供了保證。