超高层建筑超厚筏板施工技术
1 工程概况
广商中心工程采用桩筏+承台基础,筏板面积约6 287.8m2,混凝土浇筑总量约13 000m3,大部分筏板厚1m。本工程采用巨型柱框架(钢管混凝土柱)-钢支撑+偏心支撑结构体系,底板4个大型承台(CT1,CT1a,CT2,CT3)上设有8根巨型钢柱,柱下筏板厚度包括4.75,5,5.75,6.05,7.8m,采用埋入式柱脚。
在超厚筏板中布置附加箍筋,将筏板面筋与底筋连为一体,共同受力,并将力均匀传至承台桩基,降低不均匀沉降的影响,附加箍筋横、纵向布置,面筋与底筋双向布置3~4排。
2 施工难点与应对措施
本工程超厚筏板施工存在以下难点:(1)施工现场场地狭小,一纵一横伸缩后浇带将筏板分为4块;(2)筏板中布置附加箍筋,钢筋排数多,安装难度大;(3)巨型钢柱尺寸大,采用埋入式柱脚设计,施工碰撞多。
为保证筏板正常施工,针对上述难点采取以下措施:(1)结合实际情况,与设计单位沟通,采用跳仓法施工,将后浇带改为施工缝进行处理;(2)突破常规钢筋安装工艺,创造性地采用逆作法进行施工,钢筋支撑胎架采用钢管脚手架;(3)筏板混凝土一次浇筑成型,制作柱脚支撑胎架,优化柱脚设计。
3 关键施工技术
3.1 跳仓法施工
跳仓法施工时间间隔为14d,分为A,B,C,D,E1,E2,E3 7块跳仓(见图1),分别浇筑2 463,1 520,4 636,2 668,423,624,512m3混凝土,根据施工缝、塔式起重机基础设置情况、施工工艺确定浇筑顺序,筏板施工前需提前施工1,6号塔式起重机基础。跳仓法施工可降低混凝土收缩、温度应力的影响,实现流水施工,避免出现渗漏等问题。
图1 分区示意
3.2 钢筋支撑胎架施工
考虑筏板厚度大、箍筋尺寸大且架立困难等问题,通过搭设钢筋支撑胎架的方式加快施工进度。支撑胎架采用扣件式钢管脚手架,厚度>5.75m的筏板支撑胎架横、纵距均为1 000mm,扫地杆距地面200mm,步距为1 200~1 500mm;厚度为5m的筏板支撑胎架横、纵距均为1 200mm,扫地杆距地面200mm,步距为1 500~1 800mm,可灵活布置。支撑胎架周围设置剪刀撑,以保证稳定性,剪刀撑宽5~8m。支撑胎架回顶至承台壁,保证不产生侧向位移。
支撑胎架立杆底部设置底托,底托立在承台底部垫层上,需满足保护层厚度要求。在顶托与立杆底部连接位置采取封堵措施,向钢管内灌注水泥砂浆,防止后期漏水。1m厚筏板采用18 HRB400马凳筋作为垂直支撑,马凳筋与钢筋采取一定绑扎措施,以保证稳定性,必要时焊接面筋与马凳筋。
3.3 附加箍筋逆作法施工
附加箍筋将面筋与底筋相连,如图2所示。常规安装工艺导致箍筋无法套入,需进行工艺改进,为此采用逆作法施工工艺,既满足设计要求,又可控制施工质量,具体工艺流程如下。
1)筏板开挖到底、浇筑垫层混凝土首先进行筏板土方开挖,开挖到底并验收合格后浇筑垫层混凝土。
2)安装面筋支撑胎架垫层混凝土强度达到要求后,需先安装面筋支撑胎架,采用钢管脚手架(钢管不能刷漆),脚手架步距结合筏板厚度确定,顶部杆件增设防滑扣件。
3)安装套入箍筋的面筋根据设计图纸附加箍筋的布置,首先安装套箍筋的面筋,并将面筋安放在支撑胎架上,未设置附加箍筋的面筋。
图2 附加箍筋设置示意
4)套箍筋将加工完成的箍筋吊至作业区,将箍筋套入面筋。箍筋套入一定数量后,按设计间距散开,箍筋与面筋交接点暂不固定。
5)安装底筋将加工完成的底筋吊至作业区进行双向安装,设置附加箍筋时,需将底筋按箍筋走向穿入,然后绑扎固定。绑扎时需调整箍筋间距,确保符合设计图纸要求。底筋采用机械连接,扭紧到位。
6)安装剩余面筋底筋安装完成后,将箍筋与面筋交接点绑扎固定,然后安装筏板剩余面筋。
7)浇筑筏板混凝土完成筏板钢筋安装,箍筋间距、位置复核,验收合格后,进行筏板混凝土浇筑。由于箍筋与面筋、底筋已绑扎固定,混凝土浇筑与振捣不会造成箍筋移位,可满足设计要求。
3.4 柱脚预埋件安装
筏板共有22个预埋柱脚,部分柱脚超大,截面尺寸达3 100mm×5 100mm。考虑筏板混凝土不能分层浇筑,需一次浇筑至顶,为此,巨型钢柱安装时需预先安装柱脚支撑胎架。为保证施工安全及胎架安装精度,同时方便调节钢筋网片,完成胎架焊接及首节钢柱安装后再绑扎底筋。柱脚支撑胎架采用H100×100×6×8,底筋间距为100mm。柱脚根部设有外环板,用于支撑承台面筋,面筋直接与外环板搭接。
垫层混凝土浇筑完成后,首先拼装并放置预埋件支架,然后安装下层基板与角钢,最后安装柱脚节与锚栓,如图3所示。柱脚预埋件支架强度须满足承载力要求,预埋件与柱脚节吊装就位后,在承台混凝土浇筑前须进行复测,并使用油纸或胶带对露出的螺丝进行成品保护,承台混凝土浇筑完成后再进行复测,如有偏差及时调整。
3.5 混凝土浇筑
混凝土性能、强度、耐久性、耐腐蚀性等须满足设计要求,进行大体积混凝土试配,并根据施工环境优化配合比,降低大体积混凝土水化热,保证混凝土施工质量。本工程基坑较深,且受基坑内支撑影响,混凝土正式浇筑前宜进行现场试浇筑,以确定混凝土输送泵车实际最大覆盖范围,便于做出及时调整。
图3 柱脚安装
根据施工流水段的划分,将筏板大体积混凝土分为7个区域,使用跳仓法施工时需留施工缝,首先预留垂直于施工缝方向的水平钢筋,并与另一区域筏板钢筋通过套筒连接。底筋预留稍长,防止被混凝土覆盖。使用快易收口网拦截筏板侧面混凝土,并与竖向拉结钢筋绑扎牢固。中部安装止水钢板,纵向轴线处开洞,拉结钢筋从中穿过,洞口位置与拉结钢筋满焊,防止漏水。同时,使用2根钢筋在止水钢板侧面进行固定,防止止水钢板因混凝土浇筑出现偏位,如图4所示。
图4 施工缝设置
混凝土下料前,须对坍落度进行检测,满足设计要求后进行浇筑。需注意,湿润管道的水、水泥浆或砂浆须排到结构外,与混凝土配合比相同的石、水泥、砂浆可分散利用或进行其他处理,不允许集中下至筏板内。承台基坑垂直下料高度≤3m,需分层下料,每层高度<500mm。混凝土导管不得直冲模板,浇筑过程中及浇筑完成后,密切关注混凝土表面裂缝情况,如果混凝土终凝前表面出现龟裂现象,应立即搓平裂缝部位,直至裂缝完全消失。混凝土硬化初期产生的收缩裂缝在塑性阶段予以封闭填补,以控制表面龟裂。
4 结语
以广商中心工程为依托,对超高层建筑超厚筏板施工技术进行研究。针对该工程施工场地狭小、独特的附加箍筋设计、采用埋入式柱脚等情况,进行跳仓法分块施工。筏板内复杂钢筋采用逆作法安装,柱脚一次安装到位,筏板混凝土一次浇筑成型,加快了施工进度,保证了施工质量。
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