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“四回合”战胜“曲形钢筋混凝土屋面”

发布时间:2022-12-02阅读次数:

“我们有一套很完善的材料进场验收流程,这也是我们二航局一贯的传统。”在中交二航局中法武汉生态示范城项目部,总工程师邹春浪介绍说。

材料进场验收的关键流程就是随机实体抽检。为确保工程品质,所有进到施工现场的材料,都要随机抽取检验。

中法武汉生态示范城是在中法两国元首的见证下由政府直接推动设立的可持续发展示范合作项目,是中法两国合作建设的第一个生态城,也是湖北省可持续发展战略和武汉市创建国家中心城市战略布局中的重要组成部分。

中交二航局承建部分处于生态城核心区,位于整个项目西部,建设内容主要包括11条市政道路、黄陵小学和文体中心。其中,文体中心造型独特,屋顶是建筑设计的一大亮点,为双曲面形状,不同位置设有不同方向的0至75度不等的坡度。考虑到屋顶上面设计为生态休闲平台,布置有绿植、观光步道和休闲场所等,在承重、防水、稳定性和耐久性等方面要求更高,最终确定屋面采用钢筋混凝土结构。目前,国内大型公共建筑房建工程中现浇钢筋混凝土曲面梁板结构形式较为少见,武汉市只有琴台大剧院是这样的结构。

“众所周知,评价一项大型公共建筑房建工程品质如何,最直接的就是先看是否会漏水、渗水。”邹春浪介绍说,“而我们要把好的第一关就是杜绝漏渗。”

事实上,只要混凝土开裂,就会出现漏渗水,这也是建筑行业一直以来面临的难题。而二航局中法武汉生态示范城项目团队,面临的是曲形屋面施工和防止混凝土开裂的双重挑战。

在建设之初,项目团队就高度重视曲形屋面的混凝土施工,他们特别联合二航局所属武港院做了专项混凝土施工方案。

双曲面异形混凝土结构屋面,结构复杂、曲率大,浇筑困难且易开裂,这对混凝土的抗裂性能提出了很高要求。为此,自2022年4月19日起,项目团队便开始寻找最适合的混凝土原材料,并对选出的水泥、矿物掺合料、骨料等一一进行试验,根据试验结果判定原材料是否符合项目需求。

原材料确定后,他们又以抗裂、抗渗为核心,兼顾泵送性能、体积稳定性、耐久性及外观质量等方面,进行多次配合比试验,直到得出最优配合比,并通过了第三方专业检测机构检测。为进一步提高混凝土的韧性和抗冲击性能,他们又给混凝土加入两味“猛药”——聚丙烯纤维和膨胀剂。聚丙烯纤维具有阻裂作用,在混凝土受冲击荷载时,可有效阻止裂缝扩散与发展;膨胀剂具有补偿混凝土干缩、密实混凝土、提高混凝土抗渗性的作用。一番精心研究与设计后,直到今年7月底,混凝土施工方案才最终确定。

而确定方案仅仅只是第一招。项目团队与曲形屋面的真正对战,从“严防死守”不符合要求的原材料入场开始,才逐渐进入白热化。

今年8月中旬,曲形屋面终于开始浇筑混凝土。坡度——是曲形屋面对项目团队使出的第一套“大招”。因为曲面有斜坡,现场浇筑混凝土时,混凝土有流动性,会自然地往下面流淌,根本无法形成均匀规则的形状。

针对这一情况,项目团队见招拆招,首先采用“化曲为直”的方案,将大曲面划分为若干个平面,再由下到上、一个个平面浇筑。对于坡度在45度以下的平面,采用“模板+阻拦网”的方法应对,即在钢筋网格下面铺设模板,再沿着坡面1.5至2米的高度通长设置密实的钢丝阻拦网,最大程度地阻断混凝土下流。

“考虑到屋面是曲面,会有凸起和凹陷,为此,我们特别选用了单块规格为0.915米×1.83米的塑胶高分子模板。这种材料具有一定的柔性,可适应下方支架的高度而形成我们需要的曲面,从而实现混凝土浇筑出曲面造型。”项目部工程部长覃冬强介绍说。

在已经浇筑的混凝土快要初凝时,项目团队会把钢丝阻拦网拆除,再对所有交接面进行二次处理,即在拆除阻拦网的部位浇筑混凝土,再将与此处相接部位的混凝土一并重新振捣密实,严格确保每一寸屋面混凝土的浇筑质量。

“对于超过45度的坡度,我们会采用双面模板施工方法。”邹春浪介绍说。就如同常规房建施工浇筑墙体一样,采用双层模板,不同的是,曲形屋面不是直立在地面的,而是“横躺”在空中,并且屋面厚度只有12厘米,也就是说两层模板之间的空隙只有12厘米,这样一来,振捣锤根本无法放入模板中间,混凝土自上而下浇筑进去后,也可能流不到底部,无法完成浇筑。

面对这个难题,项目团队想到了在上层模板上预留振捣孔和浇筑孔的方法,从模板中间浇筑,再振捣,以此来确保浇筑质量。

“另外,超过45度的坡度,我们都采用了自密实混凝土。这种混凝土较普通混凝土的流动性和捣气性都要强很多。在进行坡面浇筑时,既能保证混凝土浇筑到位,也能大幅减少气孔,增强混凝土密实性。”邹春浪继续介绍道。

然而,在体育中心二工区,曲形屋面向项目团队发出了“终极大招”——坡度达到了75度,近乎垂直。因为曲形屋面造型独特,钢筋混凝土构件几乎无法在工厂预制,钢筋绑扎、混凝土浇筑作业都要靠工人在现场进行。而在近乎垂直的坡度上,工人根本无法站稳,更别谈施工了。

对此,有着丰富经验的项目团队并不畏惧,他们在坡面上搭设了横向、纵向的施工梯道,方便工人通行。其实,他们早就考虑到了这一点——选取自密实混凝土,既可尽量减少工人在斜坡上的振捣作业时间,也能确保在特殊环境下工人的作业质量。

对于混凝土养护这个“最终环节”,项目团队也仍然高度重视。为确保养护作业到位,他们加强管理措施,建立微信群,要求现场技术员每2小时发布现场养护情况,并建立养护台账,实时更新养护记录。

截至10月11日,文体中心4块现浇混凝土曲形屋面全部浇筑完成,均未出现渗水情况。

“其实最好的检验就是,看不到屋顶有水迹。”邹春浪说,“后期在防水施工前,我们还会做结构试水,比如在屋面淋水或蓄水,观察下面楼板是否有水迹等。”(朱立娟)

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