中国尊大厦位于北京市朝阳区CBD核心区Z15地块, 主体结构高528m。工程底板施工总面积约1.1万m² (136m×84m) , 开挖深度37.8m, 其中塔楼底板厚6.5m, 纯地下室底板厚2.5m, 两者之间过渡区底板厚4.5m。底板混凝土量约63 000m³, 混凝土强度等级C50, 抗渗等级P12。分2次浇筑东西两侧纯地下室底板, 塔楼及过渡区底板最后浇筑, 浇筑量为56 000m³。

大体积底板混凝土性能要求高, 采用正交试验法对各家搅拌站不同配合比混凝土进行4轮比选, 最终选定低热、低收缩、高抗裂性的单掺粉煤灰混凝土。现场浇筑采用溜槽、串管、车载泵结合工艺和斜面分层浇筑法, 通过严格的质量控制和现场组织管理, 顺利完成一次性浇筑56 000m³底板混凝土施工。

为确保塔楼区域56 000m³底板一次性浇筑成功, 在达到强度要求前提下, 配制的混凝土应具有低绝热温升、高抗裂等特性。

1) 为控制绝热温升, 除采用低水化热水泥外, 还应确保混凝土中水泥 (含粉煤灰) 用量介于400～500kg/m³, 水灰比<0.45并掺加高效减水剂和缓凝剂。

2) 利用正交试验测试各配合比下混凝土性能, 确定最佳配合比。

3) 通过现场布置测温点和先浇筑的东西两侧纯地下室底板, 确定底板温度变化情况, 与试验结果对比, 指导塔楼区域混凝土施工。

2013年10月开始混凝土试配和材料比选, 至正式浇筑历时6个月。配合比设计流程如图1所示。

通过组织大体积混凝土底板施工方案专家论证会, 最终确定采用大掺量粉煤灰 (单掺) 混凝土, 使用60d标准养护强度进行评定。各家搅拌站统一配合比, 水泥品牌, 砂石、粉煤灰产地, 外加剂品牌。配合比 (kg/m³) 为P·O42.5水泥∶中砂∶机碎石∶粉煤灰∶水=230∶650∶1 060∶230∶165。材料产地均位于北京及河北地区, 保证原材储备充足。

因采用溜槽、串管与车载泵结合的施工工艺, 混凝土性能需满足: (1) 坍落度 (220±20) mm; (2) 初凝时间≥16h, 终凝时间≤24h。

由于项目地处CBD核心区且场地狭小, 由于交通压力、场地布置、控制基底回弹等原因, 基础底板混凝土采用分段跳仓法施工, 分1, 2, 3段依次浇筑 (见图2) 。其中第1, 2段为东、西两侧2.5m厚底板, 浇筑量为3 680m³, 各使用4台车载泵进行浇筑。东侧 (第1段) 底板浇筑用时39h;西侧 (第2段) 底板浇筑用时30h。第3段6.5m厚底板 (含过渡区4.5m厚底板) , 56 000m³混凝土浇筑为施工重点, 以溜槽结合车载泵浇筑, 采用“斜向分层、由南向北、水平推进、一次到顶”的方式一次浇筑成型, 用时93h。

由于场地狭小, 塔楼底板浇筑时, 为提高混凝土浇筑速度, 在基坑南侧布置4排溜槽和2个串管, 另在基坑4周布置16台车载泵, 溜槽和车载泵布置如图3所示。

溜槽坡度约1∶2.5, 坡度过大易造成混凝土离析, 坡度过小对混凝土坍落度要求大, 影响浇筑速度。溜槽下每隔8.4m设置串筒。溜槽脚手架横距1.2m, 纵距0.9m (溜槽安放位置纵距0.6m) , 步距1.2m, 使用放置在底板钢筋顶铁的[8作为垫块。为保证架体稳定, 根据现场实际情况设置剪刀撑, 溜槽脚手架如图4所示。

2个串管分别布置在塔楼东南角和西南角, 串管分上下2段, 中间以小溜槽连接 (见图5) 。

塔楼及过渡区混凝土采用斜向分层方式由南向北浇筑, 分层厚度为500mm。浇筑分2个阶段, 第1阶段使用1～12号车载泵、溜槽和串管浇筑南侧底板;第2阶段浇筑北侧底板, 此时溜槽及串管停止使用, 按浇筑位置逐步拆除1～12号车载泵的泵管, 并启用13～16号车载泵 (其泵管布置在溜槽架体上) , 13～16号车载泵为定点泵, 在出灰口结合布料机进行混凝土浇筑。

在底板6.5m错台区域及4.5m错台区域的侧面钢筋上各预留2个下人孔。洞口钢筋采用直螺纹连接方式封闭, 施工时部分竖向钢筋根据现场情况可延迟绑扎以减少接头数量。

混凝土表面压平后, 覆盖1层塑料薄膜、2层塑料布、3层草帘被 (厚12cm) 进行保温养护。通过计算机监测混凝土温度、温差、应力变化, 并根据现场实测温度进行调整, 当混凝土内外温差超过25℃及时加盖保温层, 禁止洒水养护。

底板测温采用无线温度监测系统。该系统具有少布线、免供电、多模块多通道同步采集、导线误差修正、数据实时储存分析、数据可视化、超限报警等功能, 可靠性高、安装方便、精度高、实时性好。

通过采取溜槽、串管和车载泵联合浇筑的施工工艺, 塔楼6.5m厚及过渡区4.5m厚底板一次性浇筑混凝土量56 000m³, 采用4排溜槽、2个串管和16台车载泵同时进行, 计划平均浇筑量为560m³/h, 实际约600m³/h, 高峰时段达740m³/h。

经留置试块和取芯检测, 底板混凝土60d强度平均值超过强度标准值的120%。混凝土表面平整, 结构致密, 无可见裂缝。

1) 优选搅拌站项目部提前半年组织参与竞标的混凝土搅拌站进行试配试验, 耗时5个月, 通过4轮试验结果比选, 选定4家搅拌站作为基础底板混凝土供应单位。搅拌站提前准备充足的材料和罐车, 现场24h配备调度员和试块制作人员。

2) 现场人员组织管理人员152人, 按2个大班换班作业。

3) 交通组织为保证浇筑顺利进行, 项目对周边交通情况进行调查, 制定可靠交通方案。

1) 通过4轮试验结果对比, 确定基准配合比。

2) 通过组织专家论证, 确定底板大体积混凝土最终配合比。

3) 浇筑前, 技术人员到搅拌站查看原材储备及质量情况;浇筑时, 驻搅拌站技术人员通过坍落度试验控制混凝土出厂质量。

1) 每个溜槽、串管和车载泵配备3名管理人员, 分别记录混凝土出车坍落扩展度、已浇筑混凝土方量及在基坑内检查混凝土入模质量, 确保混凝土浇筑的一致性。

2) 在钢筋下人孔各设置2名管理人员, 1名对温度筋位置的振捣手进行编号, 对每名振捣手进出下人孔进行登记, 另1名在温度筋上指挥工人振捣混凝土。

3) 在罐车临时停靠位置、光华路2个掉头位置、现场大门位置和连廊入口位置, 均设管理人员引导罐车进入指定位置。

4) 指挥人员与搅拌站驻站人员联系, 控制混凝土罐车出厂数量, 保证下层混凝土在上层混凝土初凝前浇筑, 避免产生冷缝。

本工程在进行多次试配和专家论证的基础上, 采用溜槽、串管、车载泵结合工艺和斜面分层浇筑法, 对塔楼6.5m厚和过渡区4.5m厚底板进行一次性浇筑, 浇筑量达56 000m³, 高峰期浇筑速度>700m³/h, 比计划提前7h完成浇筑。通过现场严格的质量控制和精细的组织管理, 保证了浇筑连续性, 工程整体质量良好。