綜合體育場館底板超長混凝土結構施工技術

蔣 豐 魏愛生 劉火明

中國建筑第八工程局有限公司西南分公司 四川 成都 610041

1 工程概況

成都鳳凰山體育中心項目是第31屆世界大學生運動會的重要賽事場館。項目由1座60 000座席的專業足球場、1座18 000座席的綜合體育館、配套R1綠地和商業用房組成，總建筑面積約456 000 m2，工程總投資44.9億元。

專業足球場地上6層、地下1層，共設有3層看臺。專業足球場的建筑平面投影形狀為橢圓形，南北方向總長度約281 m，東西方向總寬度約231 m。綜合體育館地上7層、地下1層，共設有4層看臺，建筑平面投影形狀為橢圓形，長軸方向總長度約175 m，短軸方向總寬度約152 m。

2 工程施工特點、難點

本工程體量大，工期異常緊張，項目勘察、設計、施工的總工期僅有730 d。統計國內已建設的同類規模場館，本場館的工期最短。因此，混凝土結構的施工是本工程的施工重點。

本工程單次混凝土澆筑量比較大（圖1），連續澆筑時間長。各段混凝土用量較大，不連續澆筑容易產生冷縫。因而，需對場地內外交通進行組織，來保障混凝土的連續澆筑。

圖1 項目結構縫劃分

本工程場地地形情況復雜，澆筑施工組織難度大。施工段多為平行施工，施工機械、施工材料及作業人員調度難度比較大。為此，混凝土施工需成立專項管理小組，做好現場指揮調配，澆筑時需管理人員旁站，隨時解決現場問題。

混凝土原材料控制是工程中的又一難點。預拌混凝土由多個廠家制備，混凝土原材料質量難以保證。因此，需要明確統一原材料質量標準，同預拌混凝土攪拌站簽訂質量協議書，總包安排專業人員駐站，監督原材進場與驗收、原材生產等，每日形成日報，并接受監理單位監督。

同時，高耐久性補償收縮混凝土的配合比需進行多次試配與試驗。本工程底板采用C40P8高耐久性補償收縮混凝土，構件對混凝土的耐久性與變形性能要求高。為此，需派專人配合預拌混凝土攪拌站進行配合比試配與試驗，并聘請專家論證。

此外，工程濕水養護要求高。混凝土養護不到位將很難保證成形質量，且極易產生裂縫。混凝土澆筑后應采取覆蓋薄膜、濕水養護等措施，使混凝土表面保持濕潤狀態，養護時間不得少于14 d。

3 施工方案的確定

本工程設計后澆帶交錯復雜，根據設計要求，后澆帶施工在混凝土施工完成60 d后方可進行。如果按照此要求，工期將無法保證。

總體上將環形結構分為長40 m左右的若干段，留設寬800～l 000 mm的后澆帶，鋼筋連續。后澆帶位置底板均設置有附加鋼筋，可以有效抵抗溫度變形和收縮徐變產生的裂縫。

各施工段內根據施工資源配置及流水情況，通過保留個別后澆帶、局部設置跳倉縫等方案，結合工期進度實際情況，分為若干施工倉。分倉縫留設原則為：盡量保持設計后澆帶的位置不變；在避開洞口、集水坑、電梯坑、獨立基礎的基礎上，盡量取直；每個分區控制在1 600 m2左右，單向長度控制在40 m左右；地下室外墻分倉縫上下出口須一致。

根據本工程的混凝土結構施工特點、難點，對多種施工組織方案進行比較。若后澆帶全部保留，無論采取哪種組織方案，工期均無法保證。經過反復研究，實行綜合治理的技術可解決由結構超長而產生的裂縫問題[1-8]。

首先，通過沉降后澆帶，將專業足球場（A）、綜合體育館（B）的內場劃分出來。其次，由于足球場、體育館上部均設有鋼結構，在其周圍沒有施工場地，因此主場館外圍采取滯后施工方案，待鋼結構吊裝完畢后，再施工滯后區域，這樣各個單體同時施工的平面尺寸進一步縮小；在單體施工時，采用局部留設后澆帶、部分留設施工縫，跳倉及跳倉遞推的綜合方法來解決各項難題。

4 施工措施

4.1 施工區段劃分

以足球場、體育館為施工部署主線，整個工程以“突出場館，分區作業，分段穿插”為原則組織施工。各個分區根據施工先后順序或勞務組織情況分為若干小區塊（圖2）。其中：A區分為4個區；B區分為2個區。

4.2 專業足球場跳倉遞推及跳倉綜合施工

圖2 地下室底板分區及分段

A區施工進度為本工程的關鍵線路，共計17個分倉（圖3）。保留2條馬道，將A區劃分為17個流水段，同一區段內相鄰倉流水節拍≥8 d。2個區段間后澆帶將在兩側混凝土澆筑間歇14 d左右采用高一強度等級的微膨脹混凝土進行封閉。

圖3 A區倉位施工順序

綜合分析可知，先施工倉位同后續施工倉位的混凝土施工最短間隔為8 d，能夠滿足相鄰倉位混凝土澆筑時間差大于7 d的要求。

4.3 綜合體育館跳倉遞推及跳倉綜合施工

B區施工進度為本工程的關鍵線路，共計12個分倉（圖4）。保留3條后澆帶，將B區劃分為12個流水段，同一區段內相鄰倉流水節拍≥8 d。2個區段間后澆帶將在兩側混凝土澆筑間歇14 d左右采用高一強度等級的微膨脹混凝土進行封閉。

圖4 B區倉位施工順序

綜合分析可知，先施工倉位同后續施工倉位的混凝土施工最短間隔為8 d，能夠滿足相鄰倉位混凝土澆筑時間差大于7 d的要求。

4.4 施工縫做法

跳倉施工縫采取快易收口網，上下埋設φ14 mm的溫度加強筋，防水采用360 mm×4 mm止水鋼板（圖5）。施工縫處表面粗糙，可不鑿毛，清洗后即可進行第2次混凝土澆筑，接縫處2次澆筑混凝土能粘接緊密。施工縫兩邊混凝土要振搗密實，每次澆筑完畢后，施工縫處寬500 mm的混凝土表面要用人工收光2遍。

圖5 跳倉施工縫構造

4.5 優化混凝土配合比

作為超長結構混凝土，為控制或減少混凝土的徐變、干縮和施工期間的水泥水化熱應力，控制裂縫的產生和發展，根據當地原材料性能設計和優化混凝土配合比。

在對配合比進行大量試配的基礎上，采用性能匹配的混凝土配合比。選用低水化熱水泥以降低水化熱，摻入礦粉、粉煤灰等活性材料以減少水泥用量，摻加高性能減水劑以減少混凝土用水量，摻加YZ-G型膨脹劑補償混凝土的干縮、凝縮和溫縮變形，摻加抗裂防水劑、聚丙烯纖維，增強混凝土的自身抗拉強度。

通過現場多次實際配比試驗，最終確定混凝土的原料質量配合比為：水∶水泥∶粉煤灰∶礦粉∶細骨料∶粗骨料∶減水劑∶聚丙烯纖維∶防水劑∶膨脹劑=158∶305∶70∶65∶672∶1 085∶9.2∶1.0∶26.4∶35.2。

4.6 混凝土施工

1）大型基礎底板或整個設備基礎的高度一般在1 m以上，應采用分層振搗，一次完成高度、大推進的辦法，坡度為1∶（6～7）。

2）混凝土澆筑時，分層布料、分層振搗、斜坡推進。

3）振搗時布設3道振搗點，分別在混凝土的坡腳、坡道中間和表面。振搗必須充分，每個點振搗時間控制在10 s左右并及時排出泌水。

4）混凝土澆筑采用二次振搗、二次抹面技術， 以排出泌水和混凝土內部的水分與氣泡。

4.7 混凝土養護

為防止底板混凝土升降溫速度過快形成溫度收縮裂縫和早期脫水造成表面干縮裂縫，本工程采取保溫保濕養護。在混凝土澆筑完成達到終凝后，在表面鋪設塑料薄膜，并澆水養護。混凝土澆筑完最初3 d，白天應每2 h澆水一次，夜間至少澆水2次。在以后的養護中，每晝夜至少澆水4次。干燥和陰雨天氣應適當增減澆水次數。養護時間不少于14 d，每天澆水2次。

4.8 混凝土測溫

底板按倉塊及要求進行溫度監測與控制。超長無縫結構混凝土溫度控制主要包括混凝土內外溫差、預測預警界限溫度、最高溫度波動率、截面溫度梯度和模具溫度等。

5 結語

在環形超長混凝土結構中，通過合理設置后澆帶，優化配合比，采取后澆帶、跳倉法及跳倉遞推綜合施工技術，做好混凝土的養護，能有效約束超長結構的變形，提高了混凝土結構抵抗溫度變化的能力，從而能夠有效地減少結構因溫度和收縮引起的變形并抑制結構的開裂，加快工程施工進度，縮短項目工期，實現快速建造[9-12]。本施工技術在成都鳳凰山體育中心項目結構中的成功應用，可為今后類似大型綜合體育場館項目的混凝土底板結構設計與施工提供參考。