田 記 旺

(甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730020)

蘭州中川機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建航站樓混凝土結(jié)構(gòu)工程施工

田 記 旺

(甘肅第七建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730020)

以蘭州中川機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建工程航站樓工程為例，介紹了工程概況、特點(diǎn)及難點(diǎn)，闡述了具體施工技術(shù)，重點(diǎn)對(duì)預(yù)應(yīng)力施工、鋼管柱同框架梁、自密實(shí)混凝土及施工工藝作了試配和形式鑒定，并對(duì)預(yù)應(yīng)力分區(qū)二次張拉監(jiān)測(cè)、寒旱地區(qū)混凝土配合比優(yōu)化、高支模施工等結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了介紹，以滿足施工質(zhì)量要求。

航站樓，裂縫控制，鋼管柱，自密實(shí)，預(yù)應(yīng)力，高支模

1 工程概況

蘭州中川機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建工程航站樓工程位于蘭州市永登縣中川鎮(zhèn)。該工程地下室及地上二層為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)；二層以上為鋼管柱混凝土結(jié)構(gòu)，框架高度7.80 m，主要柱網(wǎng)24(32)m×24 m，屋面為主桁架+曲面空間網(wǎng)絡(luò)體系，一、二層框架梁采用后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，樓板采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力?？偨ㄖ娣e61 100 m2，總長(zhǎng)526.9 m，總寬163.5 m，建筑高度為42.6 m?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30；主體框架結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40。設(shè)計(jì)合理使用年限50年。

2 施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

由于合同工期緊張，同時(shí)設(shè)計(jì)院遠(yuǎn)在北京，溝通不易，混凝土結(jié)構(gòu)施工分為地下、地上兩階段進(jìn)行策劃及組織施工，主要在完成深化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上以土建為主，其他工序?yàn)檩o的思路為準(zhǔn)，鋼管柱的到場(chǎng)及安裝、預(yù)應(yīng)力預(yù)埋管的鋪設(shè)整體按照統(tǒng)一安排進(jìn)行，做到整體策劃，一次到位。

2.2 深化設(shè)計(jì)

根據(jù)工程的特點(diǎn)，根據(jù)土建的總體安排，重點(diǎn)對(duì)預(yù)應(yīng)力施工、鋼管柱同框架梁、預(yù)應(yīng)力預(yù)埋管、鋼管柱連接的質(zhì)量保證等細(xì)節(jié)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)；自密實(shí)混凝土及施工工藝做試配和型式鑒定，預(yù)應(yīng)力分區(qū)二次張拉監(jiān)測(cè)的方案確認(rèn)；寒旱地區(qū)混凝土配合比優(yōu)化等進(jìn)行深入研究。

2.3 寒旱地區(qū)混凝土裂縫控制

為有效控制該工程主體結(jié)構(gòu)混凝土施工中的裂縫問(wèn)題，針對(duì)本工程所處地域情況、環(huán)境特征及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的主要原因經(jīng)深入分析及多方論證，在本工程主體結(jié)構(gòu)混凝土施工時(shí)，針對(duì)混凝土的原材料選擇、配合比優(yōu)化及施工方法和養(yǎng)護(hù)措施的改進(jìn)等方面進(jìn)行重點(diǎn)控制。組織了“主體混凝土工程控制裂縫施工技術(shù)措施”專題專家論證會(huì)，從配合比、混凝土拌合、澆筑、養(yǎng)護(hù)等方面分析裂縫產(chǎn)生的原因，并提出相對(duì)應(yīng)的防治措施。預(yù)拌混凝土在配合比上精益求精，在配料、攪拌方面嚴(yán)格控制；從澆筑、振搗、抹壓、養(yǎng)護(hù)四大方面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交底，在過(guò)程中嚴(yán)格控制標(biāo)高和平整度，梁板等水平構(gòu)件表面采用電動(dòng)抹壓機(jī)抹光壓平，覆蓋塑料薄膜和無(wú)紡布進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，由專人負(fù)責(zé)混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)，確?；炷翉?qiáng)度的增長(zhǎng)，避免了裂縫的出現(xiàn)。

2.4 高支模技術(shù)措施

1)高支模部分設(shè)計(jì)。以國(guó)家相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，以品茗施工安全設(shè)施計(jì)算軟件為依托，根據(jù)工程實(shí)際情況，綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選符合實(shí)際的施工方案。嚴(yán)格按照專項(xiàng)方案組織實(shí)施，確?；炷聊０逯喂こ贪踩尚?。綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后，梁模板采用鋼管腳手支撐架、板模板采用碗扣式鋼管腳手支撐架，梁板面板均采用12厚竹膠合板面模板系統(tǒng)。

2)模板施工工藝及技術(shù)方案。以截面尺寸最大框架梁、板為例(為確保安全起見(jiàn)，技術(shù)參數(shù)中鋼管、次楞方木規(guī)格按照實(shí)際取用)。

a.600×2 300梁底模板(扣件式)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 600×2 300梁底模板(扣件式)技術(shù)參數(shù)表

b.600×2 300梁側(cè)模板技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 600×2 300梁側(cè)模板技術(shù)參數(shù)表

3)支撐腳手架搭設(shè)。a.框架梁采用φ48×3.5鋼管腳手支撐架，立桿縱橫間距、步距按照技術(shù)參數(shù)搭設(shè)，支撐在回填土及自然地面處的立桿底部支設(shè)50厚、200寬木板。b.板采用φ48×3.5碗扣式鋼管腳手支撐架，立桿縱橫間距、步距按照技術(shù)參數(shù)搭設(shè)，支撐在回填土及自然地面處的立桿底部支設(shè)50 mm厚木板。c.框架梁鋼管支撐架與板碗扣支撐架通過(guò)鋼管扣件連接，連接必須可靠，鋼管水平及縱向間距均按照梁板兩者之間最小間距搭設(shè)。d.框架梁及梁的鋼管水平拉桿、剪刀撐應(yīng)用扣件與鋼管立柱扣牢。鋼管掃地桿、水平拉桿應(yīng)采用對(duì)接。e.碗扣架上碗扣必須鎖緊，不得出現(xiàn)松扣情況；扣件緊固力矩必須達(dá)到規(guī)范65 N·m要求。f.剪刀撐設(shè)置。根據(jù)工程設(shè)計(jì)布局，在各區(qū)段高支撐部位外圍設(shè)置豎向連續(xù)剪刀撐，寬度為4 m～6 m(本方案確定為6 m)，并在該剪刀撐部位架體頂端及掃地桿部位設(shè)置水平剪刀撐。剪刀撐底部與地面頂緊，夾角45°～60°。該工程B區(qū)，D區(qū)高支撐為8.4 m，超過(guò)8 m，因此除上述設(shè)置以外，在相鄰兩豎向連續(xù)式剪刀撐之間增加之字形斜撐，在水平剪刀撐部位，在每個(gè)剪刀撐中間位置再增加一道水平剪刀撐。剪刀撐應(yīng)采用搭接，搭接長(zhǎng)度不得小于500 mm。由于梁板立柱單獨(dú)布置，為確保安全起見(jiàn)，在1.6.1條的基礎(chǔ)上，對(duì)于高大模板支撐區(qū)域，增加沿主軸線框架梁跨度方向連續(xù)剪刀撐，剪刀撐由下至上連續(xù)設(shè)置。g.周邊拉結(jié)。為確保架體安全可靠，本工程采取豎向結(jié)構(gòu)(柱)與水平結(jié)構(gòu)分開(kāi)澆筑方式。當(dāng)框架柱模板拆除后，將架體與結(jié)構(gòu)柱進(jìn)行剛性連接，沿柱豎向間距每3 m與其設(shè)置一個(gè)點(diǎn)，水平間距為框架柱柱距,每柱均設(shè)。h.對(duì)于B區(qū)，D區(qū)板厚為140 mm及以下的樓板，施工中采取單鋼管托梁，單鋼管托梁與頂托U形槽兩側(cè)存在間隙，為保證托梁位于頂托中間，特在兩側(cè)加設(shè)25 mm厚木楔，木楔必須頂緊，防止掉落。

2.5 鋼管混凝土柱施工

2.5.1 自密實(shí)混凝土配置

自密實(shí)混凝土在施工中要求有較高的流動(dòng)性和較小的粘度，針對(duì)這一關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了大量關(guān)于外加劑與水泥、摻合料的試驗(yàn)，專門配置專用外加劑，根據(jù)配合比設(shè)計(jì)的思路，考察省外工程，借鑒先進(jìn)技術(shù)，采用“雙摻”技術(shù)，通過(guò)多次正交試驗(yàn)優(yōu)化出最佳配合比，最終確定了施工配合比。試配性能指標(biāo)如表3所示。

表3 試配性能指標(biāo)表

2.5.2 混凝土的溫度控制及養(yǎng)護(hù)

1)大體積混凝土的熱工計(jì)算。水泥為甘肅祁連山水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P.O52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，鋼管柱直徑在1.2 m～2.0 m?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C60,混凝土澆筑3 d后為水化熱高峰期,計(jì)算混凝土內(nèi)部中心溫度，由此判斷混凝土出現(xiàn)溫度裂縫的可能性。a.最大絕熱升溫。Th=(Mc+K·F)Q/C·P=76 ℃。b.混凝土中心溫度。T1(3)=Tj+Th·ξ(3)=64 ℃。c.混凝土表層(表面下50 mm～100 mm處)溫度。采用外包鋼板養(yǎng)護(hù)：hw=x·M(Tmax-T2)Kb·λw/(700Tj+0.28mc·Q)=0.084 m。混凝土表面保溫層的傳熱系數(shù)：β=1/[∑δi/λi+1/βq]=4.5。混凝土虛厚度：h′=k·λ/β=0.345 m?；炷劣?jì)算厚度:H=h+2h′=2.69 m?；炷帘韺訙囟?T2(t)=Tq+4·h′(H-h′)[T1(t)-Tq]/H2=42.44 ℃。d.混凝土內(nèi)平均溫度:Tm(t)=[T1(3)+T2(t)]/2=53.22 ℃。e.混凝土內(nèi)部中心溫度與表面溫度差ΔT(t)1、混凝土表面溫度與大氣溫度差ΔT(t)2:ΔT(t)1=T1(3)-T2(t)=21.56 ℃；ΔT(t)2=T2(t)-Tq=17.44 ℃。由此可見(jiàn)混凝土內(nèi)部中心溫度與混凝土表面溫度差異、混凝土表面溫度與大氣溫度差異沒(méi)有高出不安全溫差25 ℃的界限。

2)鋼管柱混凝土的養(yǎng)護(hù)。鋼管柱混凝土澆筑后基本與外界隔絕了濕交換，除了頂升完成初凝后，即在混凝土的頂部表面蓄水養(yǎng)護(hù)，在蓄水時(shí)不應(yīng)對(duì)表面產(chǎn)生沖刷，應(yīng)將養(yǎng)護(hù)用水緩慢地倒在混凝土的表面，及時(shí)對(duì)養(yǎng)護(hù)用水更換，并記錄其溫度的變換。在柱核心、距柱外皮50 mm以內(nèi)、柱頂2 m以下設(shè)置一組測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)溫線從柱頂留出，按照大體積混凝土的測(cè)溫要求測(cè)溫并作好記錄，以控制和驗(yàn)證混凝土溫度變化。由于鋼管的約束及隔絕了濕交換，采用了自密實(shí)混凝土，大體積混凝土的溫度應(yīng)力及自收縮得到了控制，所以這部分混凝土的溫度控制只控制溫度下降的速度，根據(jù)測(cè)溫的情況，如果溫度降溫速度大于2 ℃/d，則采用對(duì)鋼管柱包棉毯的辦法，以控制鋼管柱內(nèi)混凝土的溫度變化。

2.5.3 頂升澆筑施工

首先要確定混凝土攪拌運(yùn)輸車輛的重量，保證混凝土供應(yīng)連續(xù)不斷。然后進(jìn)行逆止閥的安裝，鋼管柱頂端排氣、溢流孔開(kāi)設(shè)及溢流管安裝，最后進(jìn)行混凝土的頂升施工，頂升施工按正常工序進(jìn)行，在頂升過(guò)程中，采用小型監(jiān)視器從柱頂部伸入柱內(nèi)進(jìn)行觀察，隨時(shí)掌握泵送頂升的全過(guò)程。

2.5.4 柱端細(xì)部施工技術(shù)

依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)深化后的要求，柱端由8塊-25×430×754Q345C隔板形成8個(gè)空腔，如何充分有效的完成這部分的混凝土澆筑，是鋼管柱混凝土澆筑的關(guān)鍵和最大的難點(diǎn)，具體施工步驟如下：

1)從正截面的φ50中注意觀察，當(dāng)有混凝土漿液從空腔底部流出時(shí)，減慢澆筑速度，緩緩澆筑，待混凝土充盈整個(gè)空格，在這個(gè)過(guò)程中，剖面的φ20所在空格應(yīng)從空腔隔板所留孔中流入直到完全充盈。自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度試配達(dá)到了680 mm,可滿足空格的要求；2)澆筑時(shí)，通過(guò)上下貫通的φ186導(dǎo)入混凝土；3)利用小振動(dòng)棒通過(guò)正截面中的φ50孔加以振搗，也可通過(guò)該位置導(dǎo)入混凝土，以滿足要求；4)澆筑完畢后，清除表面的浮漿，直到孔中露出石子;5)覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)。

2.6 預(yù)應(yīng)力施工控制

2.6.1 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)體系

本工程部分框架梁中采用了后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力，板采用無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力筋采用直徑φs15.2 mm、極限強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值1 860 MPa的低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，錨具采用QM系列夾片錨具，固定端采用QMJ15-1型擠壓錨(無(wú)粘結(jié)錨固端)，有粘結(jié)固定端采用壓花錨(有粘結(jié)錨固端)。由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件荷載較大，施工質(zhì)量的好壞直接影響到整體結(jié)構(gòu)的安全，在預(yù)應(yīng)力施工中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求完成各工序工作，確保質(zhì)量。

2.6.2 梁預(yù)應(yīng)力筋鋪放施工

預(yù)應(yīng)力施工必須與主體施工密切配合，主體綁扎鋼筋的流水分段，必須要考慮預(yù)應(yīng)力筋的分段與搭接位置，提供土建單位，并在土建施工前交底明確。預(yù)應(yīng)力施工中預(yù)應(yīng)力筋的鋪設(shè)屬主導(dǎo)工序，需要單獨(dú)占用一定施工時(shí)間，但可通過(guò)施工段上預(yù)應(yīng)力梁的流水作業(yè)組織統(tǒng)籌作業(yè)，避開(kāi)普通鋼筋綁扎與預(yù)應(yīng)力束鋪設(shè)的時(shí)間，從而保證總體施工進(jìn)度。其余工序可穿插進(jìn)行，一般不占用主導(dǎo)工序的時(shí)間。每一施工段預(yù)應(yīng)力普通鋼筋綁扎流水作業(yè)要求總包在鋼筋綁扎時(shí)應(yīng)依次進(jìn)行，即應(yīng)集中人工依次完成連續(xù)數(shù)跨的普通鋼筋綁扎；每完成一批普通鋼筋綁扎即可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋鋪放作業(yè)，而同時(shí)總包可進(jìn)行下一批鋼筋綁扎。故要求總包在普通鋼筋綁扎時(shí)不宜在整個(gè)施工段全面鋪開(kāi)進(jìn)行，而應(yīng)集中分塊進(jìn)行。按每段、區(qū)從一端向另一端展開(kāi)較為合理。預(yù)應(yīng)力筋的矢高即預(yù)應(yīng)力筋在板和梁中的位置，直接關(guān)系到預(yù)應(yīng)力的承載力和抗裂的效率。預(yù)應(yīng)力筋的矢高、上下位置及水平位置必須準(zhǔn)確控制。本工程預(yù)應(yīng)力筋，必須按照深化圖紙要求及現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況正確處理矢高的上下關(guān)系，支架鋼筋規(guī)格使用φ12焊接，矢高控制鋼筋的間距不大于1 200 mm。

2.6.3 施工材料、勞動(dòng)力配置要求高

本工程預(yù)應(yīng)力工程數(shù)量大，施工時(shí)間集中，因此施工前必須仔細(xì)規(guī)劃好材料的品種和進(jìn)場(chǎng)時(shí)間。另外，必須認(rèn)真規(guī)劃好鋼絞線、錨具、錨墊板等主要材料的訂購(gòu)、進(jìn)場(chǎng)、檢驗(yàn)問(wèn)題，同時(shí)要根據(jù)施工情況，準(zhǔn)備有一定的余量，在雨季施工還要做好切實(shí)有效的防雨措施，準(zhǔn)備足夠的防雨塑料布對(duì)各種原材料進(jìn)行保護(hù)避免生銹腐蝕，以滿足工程進(jìn)度的要求。由于每個(gè)施工段預(yù)應(yīng)力工程量較為集中，施工時(shí)必須根據(jù)總進(jìn)度要求，切實(shí)安排好技術(shù)工人和一般勞動(dòng)力的配置，以確?，F(xiàn)場(chǎng)施工的順利進(jìn)行。

2.6.4 預(yù)應(yīng)力區(qū)段大，需二次張拉

預(yù)應(yīng)力梁、板構(gòu)件采用兩次張拉成型工藝，在第二階段張拉時(shí)，后澆帶兩側(cè)的每片梁均受到二次張拉鋼束對(duì)其施加的拉應(yīng)力，造成第一次張拉引起的壓應(yīng)力減少，拉應(yīng)力增大，可能會(huì)造成拉應(yīng)力區(qū)在二次張拉時(shí)產(chǎn)生裂縫以及由于壓應(yīng)力區(qū)應(yīng)力減小造成承載力下降，控制監(jiān)測(cè)難度大。選取其中的兩片連續(xù)梁(軸、軸)，每片連續(xù)梁選取后澆帶左右兩側(cè)的兩個(gè)施工梁段(～段和～段)進(jìn)行全截面應(yīng)力監(jiān)控，以便定量分析二次張拉對(duì)前次張拉引起的應(yīng)力變化。 在張拉前、第一次張拉后、第二次張拉前、第二次張拉后、拆模前、拆模后進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控。

3 結(jié)語(yǔ)

該工程于2012年3月15日開(kāi)工，2012年11月16日框架結(jié)構(gòu)封頂，2012年11月20日地基與基礎(chǔ)分部驗(yàn)收，2013年10月16日主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)收，蘭州中川機(jī)場(chǎng)二期擴(kuò)建工程航站樓工程的混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工質(zhì)量完全滿足設(shè)計(jì)文件及相關(guān)驗(yàn)收規(guī)范的有關(guān)要求。

[1] GB 50010—2001，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] 吳慧娟.建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)(2010)應(yīng)用指南[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[3] 劉 暉.太原武宿國(guó)際機(jī)場(chǎng)新航站樓鋼管混凝土柱施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2010，346(40)：27-29.

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[5] 朱春暉.高層現(xiàn)澆鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)[J].吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，244(26)：139-141.

Construction of concrete structure engineering of Zhongchuan airport Ⅱ expansion terminal in Lanzhou

Tian Jiwang

(Gansu7thConstructionGroupCo.,Ltd,Lanzhou730020,China)

Taking Zhongchuan airport Ⅱ expansion terminal engineering in Lanzhou as an example, the paper introduces engineering conditions, features and difficulties, describes specific construction technologies, mainly carries out trial fitting and style identification from aspects of prestressed construction, steel pipe column frame beam, self-compaction concrete and construction technology, and illustrates critical construction technologies of district prestress secondary monitoring, concrete mixing proportion optimization in cold and dry region, and high-formwork system construction, in order to meet engineering construction quality demands.

airport terminal, crack control, steel pipe column, self-compaction, prestress, high-formwork system

2015-01-07

田記旺(1972- )，男，工程師

1009-6825(2015)08-0126-03

TU755

A