摘要： 金茂大廈的主樓基礎位于-19.6m處，基礎承臺長(cháng)、寬各為64m，厚4m，C50混凝土，總量為13500m3.本工程設計單位美國SOM設計事務(wù)所要求將承臺分為8塊澆筑，以減少溫度應力和控制混凝土裂縫。

    關(guān)鍵詞： 高層 現場(chǎng)施工

    1　高強大體積混凝土施工技術(shù)金茂大廈的主樓基礎位于-19.6m處，基礎承臺長(cháng)、寬各為64m，厚4m，C50混凝土，總量為13500m3.本工程設計單位美國SOM設計事務(wù)所要求將承臺分為8塊澆筑，以減少溫度應力和控制混凝土裂縫。但這樣既拖長(cháng)了施工工期，也不利于保證混凝土工程質(zhì)量。上海建工（集團）總公司金茂大廈施工技術(shù)研究課題組組織了市建工材料三公司和市建一公司科技人員對這一分課題進(jìn)行攻關(guān)。通過(guò)周密計算、配比小試、模擬中試直至實(shí)際工程施工所進(jìn)行的大量研究、分析、比較，并認真落實(shí)各項技術(shù)組織措施，終于成功地實(shí)現了：46.5h完成13500m3、C50商品混凝土的連續澆灌任務(wù)。根據127個(gè)測溫點(diǎn)的混凝土溫度自動(dòng)測試記錄，攪拌站68組、現場(chǎng)157組混凝土強度測試報告以及工程中混凝土取芯試驗報告表明該基礎工程質(zhì)量良好，施工全過(guò)程的組織管理是成功的。其主要技術(shù)措施如下。

    1.1　科研先行、優(yōu)化混凝土配合比首先優(yōu)選原材料，其次通過(guò)3種不同外加劑、3種不同水泥及其不同用量的各種配合比組合，經(jīng)過(guò)反復試驗比較，取優(yōu)化后的混凝土配合比為水∶水泥∶中砂∶5～40mm碎石∶Ⅱ級粉煤灰∶EA-2（緩）=0.45∶1∶1.49∶2.50∶0.167∶0.008（每m3混凝土水泥用量為420kg）。

    1.2　混凝土的制備與均速、連續供應混凝土制備質(zhì)量和勻速連續供應是保證大體積混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵，為此上海市建筑工程材料公司組織5個(gè)混凝土攪拌站拌制混凝土（其中1個(gè)備用），各攪拌站均采用德國產(chǎn)的ELBA-105型雙階式攪拌樓，其計量、攪拌等整個(gè)系統由微機全自動(dòng)控制，工藝先進(jìn)，攪拌效率高，計量精度優(yōu)于國標要求，并具有自動(dòng)補償功能，確�；炷�土質(zhì)量的穩定、勻質(zhì)。各攪拌站采用相同的金茂大廈專(zhuān)用原材料和同一配合比，且嚴格簽署混凝土生產(chǎn)供應令制度、加強原材料檢驗，在關(guān)鍵工序、崗位建立技術(shù)復驗制度，加強生產(chǎn)、施工全過(guò)程的動(dòng)態(tài)控制，通過(guò)嚴密的組織體制和崗位職責，從而有力地保證混凝土質(zhì)量。同時(shí)配備100輛6m3混凝土攪拌車(chē)以保證混凝土的勻速、連續供應。

    1.3　外蓄內散綜合養護措施厚度為4m的C50混凝土基礎承臺，如何減少溫度應力和控制混凝土裂縫至關(guān)重要，除了優(yōu)化混凝土配合比、降低混凝土水化熱，混凝土輸送管道全程覆蓋灑冷水，以減少混凝土在泵送過(guò)程中吸收太陽(yáng)的輻射熱，最大限度地降低混凝土入模溫度以及在承臺表面增設鋼筋網(wǎng)以控制表面收縮裂縫等措施外，還采用外蓄內散法的綜合養護措施。

    1.4　信息化自控技術(shù)為了掌握基礎承臺內部混凝土實(shí)際溫度變化，了解冷卻水的進(jìn)、出水溫，將溫度傳感器預先埋設在混凝土的內外各測點(diǎn)處，并用“大體積混凝土溫度微機自動(dòng)測試儀”對各測點(diǎn)定時(shí)進(jìn)行即時(shí)測溫。

    金茂大廈高強大體積混凝土基礎承臺施工中，由于采取了上述一系列技術(shù)組織措施，不僅保證了質(zhì)量、防止了裂縫的出現，而且縮短了施工周期。

    2　超高層泵送商品混凝土技術(shù)金茂大廈主樓核心筒混凝土泵送高度達382.5m，如何將商品混凝土輸送至如此高度又是一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)難題。如果采用塔吊吊運，顯然無(wú)法滿(mǎn)足施工需求；如果增設接力泵采用分級泵送，則必定增加施工步驟，多用施工機械，而且排污問(wèn)題很難解決；故決定采用一次泵送工藝。課題組本著(zhù)利用現有的生產(chǎn)工藝，通過(guò)對原材料資源的合理選擇、復合型高性能外加劑的研制和配合比的優(yōu)化設計及適宜調整以及泵送設備的選配等方面進(jìn)行了反復試驗研究，終于攻克了一次泵送至 382.5m的技術(shù)難題。

    2.1　原材料的選擇水泥選用質(zhì)量穩定的寧國525號普通硅酸鹽水泥；粗骨料選用壓碎值、空隙率、針片狀含量均較小的尖山石礦和新開(kāi)元石礦的5～25mm碎石；細骨料選用九江或巴河的優(yōu)質(zhì)中砂；外加劑采用專(zhuān)門(mén)研制的FTH系列高性能外加劑。

    2.2　混凝土配合比的優(yōu)化和調整

    （1）混凝土強度等級、數量及泵送高度　金茂大廈主樓從基礎承臺面開(kāi)始以上部分混凝土總量為80715m3，其各工程部位的混凝土強度等級、數量及其泵送高度如表1所示。

    （2）混凝土配合比　課題組對各強度等級的混凝土配合比進(jìn)行了綜合分析和研究后認為：C30混凝土泵送高度為333.7m問(wèn)題不大，確定對C40、C50、C60 3個(gè)混凝土強度等級的不同泵送高度的商品混凝土配合比進(jìn)行研究試驗。通過(guò)調整水泥用量、外加劑品種及其摻量對3個(gè)強度等級的不同混凝土配合比的混凝土拌合物性能和混凝土強度的試驗結果進(jìn)行分析比較，從而確定各強度等級的混凝土配合比如表2所示。

    （3）適時(shí)調整配合比　本工程施工過(guò)程中的混凝土配合比調整對實(shí)現一次泵送工藝至關(guān)重要。當時(shí)上海的氣溫處于高溫季節，這對商品混凝土的運輸、泵送帶來(lái)較大困難。為了保證混凝土工程質(zhì)量，對運送至現場(chǎng)的商品混凝土進(jìn)行全面質(zhì)量控制，不僅跟蹤檢測混凝土坍落度，而且經(jīng)常檢測混凝土的含氣量和凝結時(shí)間，并將現場(chǎng)所測得的第一手資料及時(shí)反饋至混凝土攪拌站，以適時(shí)調整混凝土配合比，滿(mǎn)足晴天、雨天、白天、夜晚的不同氣溫、不同道路交通狀況的泵送商品混凝土對混凝土拌合物的可泵性要求。

    2.3　泵送設備的配置超高層泵送混凝土能否順利進(jìn)行，除了混凝土拌合物必須具有良好的可泵性外，還與混凝土泵的選配、泵管的布置以及混凝土泵的操作人員技術(shù)水平等相關(guān)。金茂大廈主樓混凝土泵選用德國生產(chǎn)的普茨曼BSA-2100HD固定泵并配有備泵。其次，在泵管布置中，盡量增長(cháng)水平硬管、減少彎管、錐形管；遇有90°彎管時(shí)，盡量采用大彎管，并以最大限度地降低泵送管道的總阻力�；炷�土泵操作人員應嚴格遵守操作規程，防止空氣吸入泵管而增大阻力，以防止混凝土拌合物離析和堵管。

    2.4　嚴密的施工組織體系超高層泵送商品混凝土是一個(gè)系統工程。在混凝土拌制、運輸及泵送的整個(gè)過(guò)程中，若有一個(gè)環(huán)節出現偏差，即會(huì )造成堵泵，這不僅影響進(jìn)度而且影響混凝土工程質(zhì)量，故從商品混凝土攪拌站到施工現場(chǎng)的全過(guò)程要全方位嚴格管理、嚴格執行規范、規程和各項特定的技術(shù)措施，保證混凝土拌合物質(zhì)量均勻、運量適當。凡不符合要求的混凝土拌合物堅決不予入泵，混凝土泵操作人員必須有熟練的操作技能，只有這樣才能順利完成每一次泵送全過(guò)程。

    由于采取了上述一系列有效措施，成功地將C40商品混凝土一次泵送到382.5m的高度，創(chuàng )造了世界之最3　混凝土拌合物性能及硬化后混凝土抗壓強度金茂大廈基礎承臺混凝土和主樓混凝土拌合物性能如表3所示。從表3看出，商品混凝土拌合物經(jīng)時(shí)坍落度損失能得到較好控制、滿(mǎn)足施工需要；其次含氣量控制在2%～3%時(shí)可泵性較好，而＜2%時(shí)則較差。

    金茂大廈基礎承臺及主樓混凝土的抗壓強度（施工現場(chǎng)制作試件的強度）按《混凝土強度檢驗評定標準》（GBJ107-87）進(jìn)行，評定結果如示。

    5h連續澆筑完成C50大體積混凝土基礎承臺和一次泵送C40商品混凝土至382.5m高度的工程實(shí)踐證明，上述一系列技術(shù)組織措施是有效的，它不僅使混凝土工程施工技術(shù)有所創(chuàng )新，有所發(fā)展；而且為加快金茂大廈工程建設、創(chuàng )造高強度等級大體積混凝土基礎承臺一次連續澆筑以及1個(gè)月施工13層的超高層建筑施工新速度提供了保證。