央视新址项目大体积混凝土施工策划及其实施.pdf

第 3 8卷第 4期 2 0 1 2年 8月 四川建筑科学研究 S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e 3 25 央视新址项 目大体积混凝土施工策划及其实施 王秀红 ， 胡鏖 ( 1 中建国际建设有限公 司， 北京1 0 0 1 2 5 ； 2 中国建筑第三工程局， 湖北 武汉4 3 0 0 6 0 ) 摘要： 央视新址项 目的底板混凝土厚度和体量均属国内公用和民用建筑中之最。本文主要阐述了央视新址项 目 中一个塔楼底板大体积混凝土施工之前的策划方案及该方案在实施过程中遇到的问题 ， 同时提出解决的方法。央 视新址项 目底板混凝土浇筑的施工组织模式开创了施工管理的新局面， 为以后建筑业大体积混凝土浇筑施工提供 了经验参考。 关键词： 组织管理； 施工策划； 大体积混凝土 中图分类号： T U 7 5 5 6 文献标识码： B 文章编号： 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 2 ) 0 4 3 2 5 0 4 0 引 言 央视新址项 目底板混凝土施工属于超大体积混 凝土施工 ， 其中一个塔楼的底板混凝土大约 3万立 方米 ， 也是中国建筑史上不多见的大体积混凝土 ， 而 且施工地点处于城市 的繁华地带， 因此 ， 在超大底板 混凝土施工 的技术方案、 组织管理方法及其具体实 施过程等方面都具有一定的挑战性， 它不仅体现一 个施工企业的施工技术水平， 也体现一个施工企业 实际的施工组织和管理水平 、 现场解决突发问题的 能力。央视新址项 目底板混凝土 的成功浇筑 ， 为大 体积混凝土施工提供 了经验。 1 央 视 新 址 项 目超 大体 积 混 凝 土 施 工的特点和难点 1 1 平面面积大、 底板厚度深且厚度变化较大 央视新址项 目中一块底板平面面积大约 7 0 0 0 m ， 底板厚度主要为 4 5 m和 6 m， 其中电梯井部位 的底板混凝土深度达 1 0 m， 其沉降后浇带周围底板 厚度在 1 31 8 I n 。 1 2钢筋层数多且较为密集 塔楼筏板钢筋规格为三级钢筋 5 0 ， 采用直螺 纹套筒连接。筏板较厚 ， 其上下层 钢筋用 型钢马凳 支撑 ， 马凳下方 的钢筋层数为 2 7层 ( 每层 为双 向 排列钢筋 ) ， 累计高度达 1 m左右 ； 马凳上方钢筋层 数为 2 3层 ， 马凳高度内部每隔 1 5 r f l 绑扎 2 5钢 筋 网片。密集 的上下层钢筋 、 中间绑扎 的钢筋网片、 高低跨等多种因素都为混凝土振捣、 计算混凝土流 淌理论长度造成较大的困难 。另外 ， 由于马凳上方 收稿 日期 ： 2 0 1 1 4 ) 1 - 2 1 作者简 介 ： 王秀红( 1 9 7 9一) ， 女 ， 河南周 口人 ， 硕 士， 主要从事工程 项 目管理 与工程 造价研究。 E ma i l ： w x h a n g e l 1 6 3 C O B 钢筋重量大， 型钢马凳支撑是否牢固， 能否让工人在 其中安全作业等这些都是混凝土浇筑之前需要考虑 的问题。 1 3处于冬施阶段 底板混凝土浇筑处于冬季施工阶段 ， 由于混凝 土浇筑持续时间较长 ， 因此 ， 混凝土表面及时覆盖 和 保温是控制混凝土内外温差及防止混凝土外部受冻 的关键。同时 ， 天气寒冷 ， 不利于混凝土浇筑 、 工人 振捣操作， 这些都成为影响混凝土工程施工的不利 条件 。 2底板大体积混凝土施工前的策划 在大体积混凝土浇筑前一个月， 项 目部针对 现 场的特点和即将遇到的实际问题召开会议， 鼓励大 家充分发表 自己的观点 ， 对一些 比较重要 、 带有技术 性的问题 ， 形成一致看法 ， 底板混凝土浇筑之前 已形 成一套混凝土浇筑策划文件。具体包括以下几个方 面的内容。 2 1 技术准备 2 1 1 混凝土原材料及施工技术要求 在底板混凝土施工之前 ， 根据本项 目的施工特 点对混凝土的配合 比进行试配 ， 并请 专家进行指导 和论证 。通过大量试验 ， 混凝 土原料中粉煤灰掺量 达到5 0 ( 选用 I 级粉煤灰， 不掺其他掺和料) ， 采 用 6 O天后期强度 ， 水胶 比为 0 4 0 ， 砂率为 0 3 9 ； 昆 凝土的人泵坍落度要求 1 8 0 2 0 m m； 为合理控制混 凝土温度， 要求混凝土的人泵温度大于 l 0 ， 以保 证人模温度大于 5 q c 且可以有效控制， 缓凝时间设 计为 1 2 一 l 6个小时， 终凝时间不大于2 0 h 。 2 1 2 底 板 混凝 土施 工方 法 2 1 2 1 底板混凝土浇筑方式 其中一块底板 混凝土计划在 3天之 内浇筑完 成 ， 采用地泵方式进行浇筑 。工程部首先在现场平 3 2 6 四川建筑科学研究 第3 8卷 面图中布置地泵及管线 的走 向。由于基坑较深 ， 地 泵的泵管必须成阶梯形设置 ， 防止泵管堵塞 ， 架设泵 管的支撑架需要加固以提高稳定性。为避免泵管的 振动影响底板钢筋的位置 ， 泵管需架设在搭设 的钢 管架上 ， 钢管架立杆纵向间距 2 0 0 0 mm， 立杆底部放 置 1 0 槽 钢， 减少混凝 土输送过程 中对底板钢筋 的 扰动。根据现场条件 、 项 目部全体人员数量 、 工期等 情况 ， 计划在基坑东侧布置 1 5台地泵 ， 同时在基坑 内设置 2台备用地泵 ， 共设置 l 7台地泵 ， 并对地泵 进行编号。 在筏板混凝土初始浇筑时 ， 由于筏板厚度大于 2 m， 所 以采用 串筒将混凝土 自泵管 出 口送至作业 面， 以减小 自由落差， 防止混凝土离析、 分层。在 4 5 m厚度初期设置 2 8个 串筒点 ， 在 6 0 m厚区域 设置 2 O个 串筒点。 2 1 2 2 混凝土浇筑顺序及振捣方案 底板混凝土浇筑方 向为从谣 向东 ， 从 4 5 m厚 度逐渐到 6 m厚度区域。为避免大体积混凝土的质 量通病 ， 对底板混凝土浇筑顺序及振捣方案做了详 细策划 ， 把浇筑顺序共分为 1 1 个阶段。这些阶段的 总体思路为 ： 在 4 5 m区域浇筑厚度达到 1 0 0 0 m m ( 混凝土开盘后 0 5小时) 以后 ， 需将 5台混凝 土地 泵泵管接长 ， 开始浇筑西侧 1 3 0 0 mr n厚 区域底 板， 2 5 8 h以后 ， 剩下 l 0个泵管东移至 6 0 m厚区域浇 筑第一个 4 5 。 坡脚 ， 4 5 8 h以后 ， 这 1 0台地泵 继续 浇筑 4 5 m厚区域 ， 6 5 8 h以后 ， 中部两个泵管东撤 至 6 4 m 电梯井 区域 ， 浇筑第二个 4 5 。 坡脚 ， 8 5 8 h 以后 ， 将形成大坡 茬。另外 ， 在 1 3 0 0 mm底板浇筑 完成后 ， 5台地泵退 回4 5 m区域继续大面浇筑 ， 这 时 昆 凝土保持坡茬 向东推进 。下面 ， 把混凝土浇筑 过程中大坡茬形成之前 的两个阶段列入 图 1中， 供 参考。 l l I l ， I I I 一， 2 2 5 0 0 ， 2 2 5 0 0 2 3 9 o o -l 9 3 0 0 00 ( 3 磊0 m 1 五5 8 h 4 - 、 - 2 l 肿 O l I l l ， l l - I 、- ， - - 、 、 ： - 2 2 5 o0 (， ： ： ： - 2 3 9 0 0 、 ， ， 1 9 3 0 0 3 4 0 m3 ： ： - 2 2 5 0 0 * - Z 1 u 1 7 8 0 m3 一 ： 、 2 h ， 、 ： ， 、 ： 虽 I s 0 0 = = ： - 2 l _0 o 0 ： ， 2 8 71 6 图 1 第一、 二阶段泵管布置示意 在上述各阶段坡茬形成过程 中， 由于混凝土塌 落度大 ， 混凝土斜坡摊铺较长 ， 混凝土振捣时必须沿 固定路线由坡脚和坡顶同时向坡中振捣， 振捣棒必 须插入已浇层内5 0 1 0 0 m m， 使层间不形成混凝土 缝， 结合紧密成为一体。振动器插点要均匀排列， 必 须按一定顺序有规律插棒， 采用“ 行列式” 的次序移 动 ， 以免造成混乱而发生漏振。在整个 混凝 土浇筑 过程 中， 最不利情况为坡茬流淌长度 为 6 0 i n阶段 ， 此时需在每个下料 口布置一个振捣手 ， 然后 沿流淌 方 向每隔 5 m布置一 台振捣棒 ， 共设置 1 2台， 每个 振捣手负责两台振捣棒， 保证混凝土分层振捣到位。 振捣棒 、 振捣手布置如图2所示。 ( b ) 第二阶段 ( 总持续时间2 5 8 h ) 图2 振捣棒、 振捣手布置 2 1 2 3 特殊节点区域的混凝土振捣 在底板中埋人式钢柱柱脚部位的混凝土振捣也 成为关键。钢柱柱脚在底板内部分需灌注密实混凝 土。在钢柱柱脚 钢板上 四面 已交错布置 + 1 2 5 m m 1 2 0 0 m m 的振捣孔 ， 并且柱脚 中部的工艺隔板留 孔直径为 3 0 0 5 0 0 m lq l ， 因此 ， 钢柱 内部可下 3 0的 王秀红， 等： 央视新址项 目大体积混凝土施工策划及其实施 3 2 7 振捣棒进行振捣。在混凝土浇筑过程 中， 振捣手通 过下人孔到底板内部进行埋人式柱脚 内部混凝土的 浇筑和振捣。 钢筋密集处混凝土浇筑 ： 针对现场在底板高低 错台处和预应力锚杆锚固端区域都存在钢筋过于密 集的问题。在现场浇筑过程 中， 针对 以上部位将设 置串筒利用塔吊料斗浇筑 同配 比豆石混凝土 ， 并用 3 0振捣棒加强振捣 ， 确保混凝土密实。 2 2人员组织及其分工 2 2 1 控制指挥中心 在施工现场马道入 口处设 置控制指挥中心 ， 内 部设置现场车辆情况沙盘 、 各搅拌站到现场的道路 沙盘、 混凝土地泵控制信号灯开关和扩音设备 。指 挥控制 中心提前 了解和预估现场 的混凝土罐 车情 况 ， 及时与各搅拌站调度进行车辆协调 ， 控制混凝土 供应速度 ， 并对整个现场混凝 土浇筑进行总体调度 和指挥 ， 对现场混凝土施工过程监控 、 下达指令 。 在混凝土浇筑过程中， 由基坑 内的指挥工长通 过对讲机 向指挥中心报告各泵 的开停 ， 由指挥 中心 通过信号灯向泵司传达地泵的开、 停命令。 2 2 2主要 劳动力计划安排 在混凝土浇筑时现场按照两个大班换班作业 。 2 2 2 1 操作工人人员分配 1 ) 混凝土泵操作工： 1 8人 班， 计 3 6 人； 2 ) 混凝土泵维修人员： 3 人 班， 计 6 人； 3 ) 混凝 土 泵放 混凝 土下 料 ： 2人 台泵 ， 计 6 8 人 ； 4 ) 测温、 测坍落度： 2人 3台泵， 计 2 4 人； 5 ) 混凝土现场取样、 试 件制作 ： 6人 班 ， 计 l 2 人 ； 6 ) 出泵管 口操作人员 ： 5人 台泵 ， 计 1 7 0人 ； 7 ) 振捣手 ： 6人 台泵 ， 计 2 0 4人 ； 8 ) 抹面收光： 2 5 人 班( 按 1 ) 3 m) ， 计 5 O 人； 9 ) 接拆泵管 、 抢修组 ： 1 5人 班 ( 架子工) ， 计 3 0 人 ； 1 0 ) 保温覆盖人员： 6 人 班， 计 1 2 人。 以上小计 ： 6 1 2人。 2 2 2 2 项 目部管理人员分配 1 ) 作 业面 ： l 6人 班 ， 2根泵 管 人 ， 由工 程部、 钢结构部、 平面计划部和质量部组成 ； 2 ) 放混凝土下料处 ： 1 6人 班 ， 2台 人 ， 由物 资部、 装饰部 、 商务部和机电部组成； 3 ) 水泥厂、 搅拌站及现场试验 ： 6人 班 ， 由技术 部、 物资部、 商务部组成。 底板混凝土浇筑中， 需要劳动力及管理人员、 小 型机具数量较多 ， 针对这种施工需要 ， 采用劳务 队人 员及资源联合、 项 目 部其他部门配合工程部的方法， 这也体现了大型工程项 目施工组织的特点。 2 3 物资设备准备 在底板混凝土浇筑前及施工过程中， 工程部机 械动力组按照施工配合 、 临电 、 临水 、 机械协调组织 分班， 提前对现场机械设备 、 临水和临电进行检查。 在混凝土浇筑过程中 ， 现场 6台塔吊随时调用 ， 塔吊司机和信号工2 4 小时在各自岗位待命， 保证浇 筑期间所需物资转运及时到位。 在混凝土浇筑前 ， 针对所有地泵 ， 工程部需组织 安全部、 物资部联合验收， 并对其进行空载试机试 验， 确保使用过程中无故障、 无安全隐患， 同时考察 泵工操作的熟练程度。对于需要投入的主要设备及 材料列 出清单 ， 逐个落实。 大体积混凝土供应采厢多站联合供应 的方式 ， 在浇筑前总包方对搅拌站的机械设备及原材料储备 情况进行检查。在浇筑 混凝土过程 中， 总包方 向各 站派设驻站人员 ， 对搅拌站生产过程进行全面监控 ， 如开盘鉴定 、 混凝土的出机坍落度和出机温度、 接受 现场传来的指令等工作， 确保混凝土供应工作顺利 进行。 另外 ， 也对运输混凝土的罐车进行 了计划安排 ， 每个罐车每次都对 同一个地泵供混凝土 ， 除非现场 有特殊情况再进行调配 ， 同时 ， 根据搅拌站离施工地 点的距离计算每个地泵需要储备的罐车数量 ， 每个 地泵需要 6辆车供应混凝土 ， 才能保证地泵工作 的 连续性。 2 4保温、 测温方案 由于底板混凝土浇筑处于冬季施工阶段 ， 因此 ， 保温措施对混凝土养护具有重要 的作用。针对底板 的实际施工环境特点 ， 对底板混凝土保温措施进行 了周密的策划。 底板混凝土养护采用综合蓄热法。根据大体积 混凝土温度计算结果， 保温措施需用双层草帘被， 施 工现场保温采用“ 塑料布 + 3层草帘被 +帆布” 的方 式保温。草帘被覆盖层数根据 温控 要求分 3层 、 2 层及 1层 ， 根据混凝土温差情况随时调整。 根据冬季气候特点 ， 混凝土浇筑完成后采用边 搓压 、 收光 ， 边覆盖塑料布和 3层草帘被 的方法 ， 保 温覆盖严密 ， 以抑制混凝土由于塑性深陷、 表面失水 过快及冻结而产生的非结构性表面裂缝。 对底板面不能连续覆盖的部位 ， 如墙、 柱插筋部 位 、 钢柱等采用挂麻袋片、 塞聚苯板等方式 ， 尽可能 进行覆盖， 避免出现“ 冷桥” 现象。 底板后浇带 区域在混凝 土浇筑前 ， 先在快易收 口网外侧挂一层塑料布和草帘被， 以防止浇筑过程 中混凝土受冻。在混凝土浇筑完成后 ， 将整个后浇 带覆盖在保温层之下 。 地泵泵管采用草帘被包裹的保温方式 ， 在浇筑 混凝土之前 ， 检查其绑扎的紧密性 ， 减少混凝土输送 过程 中的温度损失 。另外， 在底板 的西侧 设置 3 m 高的挡风围挡， 减少初期混凝土受冻的可能性。 底板混凝土采用 自动测温系统 。平面测温点布 置采用典型布点和补测布点相结合的方式， 其中采 3 2 8 四川建筑科学研究 第 3 8卷 用典型布点的原则是在同一厚度的不同位置和厚度 变化处。补测点是为了和典型点相互结合， 以便补 充校核之用。由于底板混凝土厚度较大， 同一竖直 方向上布置5个传感器， 图中使用 A ， B ， C ， D， E表 示同一竖直方向上布置的5个传感器。其中： 传感 器 A离混凝土上表面 1 0 0 1 5 0 m m， 传感器 B离混 凝土下表面 1 0 0 1 5 0 m l l ， 传感器 c位于混凝土竖 直方向的中心点 ， E点离下表面 H 4处 ， D点离上表 面 H I 4处 ( 日表示该处混凝土厚度) 。 图 3立面测温布置点 2 5应急预案 在组织策划中对混凝土浇筑过程中可能出现的 主要不利情况进行了预测， 并提出了相应的解决方 案 。 2 5 1 组 织地泵抢修人 员 地泵厂家提供3 6 人待命， 协调管理人员 4名， 维修人员 6名。这些措施为地泵 出现故障后 ， 很快 恢复正常工作提供 了条件。 2 5 2准备备用发 电机 施工现场准备了备用发电机， 并安装准备就绪， 由厂家提供 2名发电人员和柴油随时待命 。当停电 时 ， 通知工程部当班的临电负责人 ， 由其带领相关人 员启动发电机 ， 恢复供 电工作。 2 5 3堵泵 现场安排泵管抢修人员 ， 满足堵泵时拆泵、 接泵 的需要。当发生堵泵时， 通知作业面总指挥， 组织人 员敲打泵管， 查找堵泵位置， 拆管疏通， 然后接管、 加 固、 试泵送料、 再接管 、 再试泵送料直至浇筑点。如 在 3 0 m i n内不能疏通时应通知罐车换位。 3 大体积底板混凝土施 工策划的实 施过程 底板混凝土浇筑过程也就是其施工组织策划的 实施过程。在实际施工中大部分都可以按照施工策 划中所制定的方法和方案执行， 如人员安排、 保温测 温等方案， 但是对一些方案还需要根据实际情况进 行合理的变通， 以达到更好的效果。以下对一些主 要方案 的实施情况作一些简要介绍。 3 1 地泵管的布置 在实际布置地泵时 ， 根据现场 的实际情况在基 坑南侧增加了 2台地泵和 1台汽车泵 ， 缩短底板西 侧高跨混凝土的浇筑时间， 从而减少整个底板混凝 土的浇筑时间。 另外 ， 策划方案 中要求底板钢筋上部的泵管加 固采用钢筋支架与 l O 槽钢 ， 在实际施工时， 本着节 约的原则， 采用现场不用的枕木作为支架， 既可以缓 冲泵管的向前推力 ， 又节约 了钢材 ， 从而降低 了成 本。 3 2 混凝土浇筑及振捣方案实施 在地泵下料口处， 项目部管理人员负责温度和 坍落度的记录， 并协调管理罐车司机和地泵司机及 劳务人员工作 的配合 。 在底板混凝土浇筑过程 中， 混凝土 的浇筑顺序 基本上是按照混凝土浇筑策划方案所制定的阶段进 行地泵泵管的后退与前进 ， 当然进与退时间并不是 按照方案所预定的时问， 而是根据基坑内混凝土浇 筑的实际状况来决定， 即观察每个阶段的混凝土坡 茬是否形成 ， 如果 已形成坡茬 ， 基坑内作业面的总调 度就会下令指挥泵管 的退进工作。在泵管的退进 中， 只有第四阶段( 退后两个泵管浇筑电梯井使其 形成坡茬) 没有按照策划方案实施 ， 这是 由现场 的 混凝土坡茬形成状况以及周围布管的特点决定的， 其余几个阶段基本是按照浇筑策划方案进行实施。 在混凝土振捣 中采用振捣棒固定 ， 振捣手按照 每个人的工作量进行合理换位 ， 与原策划 中每个人 负责一片的思路相比更加合理。 4对大体积底板混凝土施工的总结 从底板混凝土浇筑结果来看 ， 混凝土浇筑工作 比较顺利 ， 比预计时间缩短大约 2 0个小时 ， 取得这 样 的效果与 昆 凝土浇筑之前详细的施工组织策划是 密不可分的。但是， 在此次底板混凝土浇筑工作中 也存在一些需要改进的方面。 1 ) 初开盘时有点混乱 ， 没有按照原定的开盘次 序进行开盘 ， 地泵编号坑上下料 口和坑下出料 口不 完全一致 ， 之后的底板混凝土浇筑时， 就避免了此现 象发生。 2 ) 泵管抢修人员到位， 但是， 所需工具在作业 现场没有预备齐全。 3 ) 混凝土浇筑作业面与地泵下料处沟通效 果 不好， 由于采用对讲机联系， 现场各种机械声影响沟 通 ， 后来改用指示灯 ， 取得了不错效果。 4 ) 夜间混凝土浇筑时， 分包工长缺位， 造成总 包管理人员直接指挥工人的局面， 管理效果不理想 ， 这是在策划中没有考虑到的情况， 这也提醒我们在 策划 中不但要考虑硬件设备和技术准备 ， 也要考虑 到工人的精神状态 ， 在第二次浇筑底板时， 增加工人 数量。 央视新址项目底板大体积混凝土浇筑前的策划 工作通过实施取得了较好的效果 ， 这些 策划工作 的 思路为以后大体积混凝土施工提供了经验， 进一步 提升了施工企业 的施工组织管理水平 。