田 记 旺

(甘肃第七建设集团股份有限公司，甘肃 兰州 730020)

兰州中川机场二期扩建航站楼混凝土结构工程施工

田 记 旺

(甘肃第七建设集团股份有限公司，甘肃 兰州 730020)

以兰州中川机场二期扩建工程航站楼工程为例，介绍了工程概况、特点及难点，阐述了具体施工技术，重点对预应力施工、钢管柱同框架梁、自密实混凝土及施工工艺作了试配和形式鉴定，并对预应力分区二次张拉监测、寒旱地区混凝土配合比优化、高支模施工等结构施工关键技术进行了介绍，以满足施工质量要求。

航站楼，裂缝控制，钢管柱，自密实，预应力，高支模

1 工程概况

兰州中川机场二期扩建工程航站楼工程位于兰州市永登县中川镇。该工程地下室及地上二层为钢筋混凝土框架结构；二层以上为钢管柱混凝土结构，框架高度7.80 m，主要柱网24(32)m×24 m，屋面为主桁架+曲面空间网络体系，一、二层框架梁采用后张有粘结预应力，楼板采用无粘结预应力。总建筑面积61 100 m2，总长526.9 m，总宽163.5 m，建筑高度为42.6 m。基础混凝土强度等级为C30；主体框架结构混凝土强度等级C40。设计合理使用年限50年。

2 施工技术

2.1 施工准备

由于合同工期紧张，同时设计院远在北京，沟通不易，混凝土结构施工分为地下、地上两阶段进行策划及组织施工，主要在完成深化设计的基础上以土建为主，其他工序为辅的思路为准，钢管柱的到场及安装、预应力预埋管的铺设整体按照统一安排进行，做到整体策划，一次到位。

2.2 深化设计

根据工程的特点，根据土建的总体安排，重点对预应力施工、钢管柱同框架梁、预应力预埋管、钢管柱连接的质量保证等细节进行深化设计；自密实混凝土及施工工艺做试配和型式鉴定，预应力分区二次张拉监测的方案确认；寒旱地区混凝土配合比优化等进行深入研究。

2.3 寒旱地区混凝土裂缝控制

为有效控制该工程主体结构混凝土施工中的裂缝问题，针对本工程所处地域情况、环境特征及结构特点等容易导致混凝土结构产生裂缝的主要原因经深入分析及多方论证，在本工程主体结构混凝土施工时，针对混凝土的原材料选择、配合比优化及施工方法和养护措施的改进等方面进行重点控制。组织了“主体混凝土工程控制裂缝施工技术措施”专题专家论证会，从配合比、混凝土拌合、浇筑、养护等方面分析裂缝产生的原因，并提出相对应的防治措施。预拌混凝土在配合比上精益求精，在配料、搅拌方面严格控制；从浇筑、振捣、抹压、养护四大方面进行现场交底，在过程中严格控制标高和平整度，梁板等水平构件表面采用电动抹压机抹光压平，覆盖塑料薄膜和无纺布进行养护，由专人负责混凝土养护作业，确保混凝土强度的增长，避免了裂缝的出现。

2.4 高支模技术措施

1)高支模部分设计。以国家相关规范、标准为依据，以品茗施工安全设施计算软件为依托，根据工程实际情况，综合技术经济比选符合实际的施工方案。严格按照专项方案组织实施，确保混凝土模板支撑工程安全可行。综合技术经济比选后，梁模板采用钢管脚手支撑架、板模板采用碗扣式钢管脚手支撑架，梁板面板均采用12厚竹胶合板面模板系统。

2)模板施工工艺及技术方案。以截面尺寸最大框架梁、板为例(为确保安全起见，技术参数中钢管、次楞方木规格按照实际取用)。

a.600×2 300梁底模板(扣件式)技术参数见表1。

表1 600×2 300梁底模板(扣件式)技术参数表

b.600×2 300梁侧模板技术参数见表2。

表2 600×2 300梁侧模板技术参数表

3)支撑脚手架搭设。a.框架梁采用φ48×3.5钢管脚手支撑架，立杆纵横间距、步距按照技术参数搭设，支撑在回填土及自然地面处的立杆底部支设50厚、200宽木板。b.板采用φ48×3.5碗扣式钢管脚手支撑架，立杆纵横间距、步距按照技术参数搭设，支撑在回填土及自然地面处的立杆底部支设50 mm厚木板。c.框架梁钢管支撑架与板碗扣支撑架通过钢管扣件连接，连接必须可靠，钢管水平及纵向间距均按照梁板两者之间最小间距搭设。d.框架梁及梁的钢管水平拉杆、剪刀撑应用扣件与钢管立柱扣牢。钢管扫地杆、水平拉杆应采用对接。e.碗扣架上碗扣必须锁紧，不得出现松扣情况；扣件紧固力矩必须达到规范65 N·m要求。f.剪刀撑设置。根据工程设计布局，在各区段高支撑部位外围设置竖向连续剪刀撑，宽度为4 m～6 m(本方案确定为6 m)，并在该剪刀撑部位架体顶端及扫地杆部位设置水平剪刀撑。剪刀撑底部与地面顶紧，夹角45°～60°。该工程B区，D区高支撑为8.4 m，超过8 m，因此除上述设置以外，在相邻两竖向连续式剪刀撑之间增加之字形斜撑，在水平剪刀撑部位，在每个剪刀撑中间位置再增加一道水平剪刀撑。剪刀撑应采用搭接，搭接长度不得小于500 mm。由于梁板立柱单独布置，为确保安全起见，在1.6.1条的基础上，对于高大模板支撑区域，增加沿主轴线框架梁跨度方向连续剪刀撑，剪刀撑由下至上连续设置。g.周边拉结。为确保架体安全可靠，本工程采取竖向结构(柱)与水平结构分开浇筑方式。当框架柱模板拆除后，将架体与结构柱进行刚性连接，沿柱竖向间距每3 m与其设置一个点，水平间距为框架柱柱距,每柱均设。h.对于B区，D区板厚为140 mm及以下的楼板，施工中采取单钢管托梁，单钢管托梁与顶托U形槽两侧存在间隙，为保证托梁位于顶托中间，特在两侧加设25 mm厚木楔，木楔必须顶紧，防止掉落。

2.5 钢管混凝土柱施工

2.5.1 自密实混凝土配置

自密实混凝土在施工中要求有较高的流动性和较小的粘度，针对这一关键技术，进行了大量关于外加剂与水泥、掺合料的试验，专门配置专用外加剂，根据配合比设计的思路，考察省外工程，借鉴先进技术，采用“双掺”技术，通过多次正交试验优化出最佳配合比，最终确定了施工配合比。试配性能指标如表3所示。

表3 试配性能指标表

2.5.2 混凝土的温度控制及养护

1)大体积混凝土的热工计算。水泥为甘肃祁连山水泥有限责任公司生产的P.O52.5级普通硅酸盐水泥，钢管柱直径在1.2 m～2.0 m。混凝土强度等级为C60,混凝土浇筑3 d后为水化热高峰期,计算混凝土内部中心温度，由此判断混凝土出现温度裂缝的可能性。a.最大绝热升温。Th=(Mc+K·F)Q/C·P=76 ℃。b.混凝土中心温度。T1(3)=Tj+Th·ξ(3)=64 ℃。c.混凝土表层(表面下50 mm～100 mm处)温度。采用外包钢板养护：hw=x·M(Tmax-T2)Kb·λw/(700Tj+0.28mc·Q)=0.084 m。混凝土表面保温层的传热系数：β=1/[∑δi/λi+1/βq]=4.5。混凝土虚厚度：h′=k·λ/β=0.345 m。混凝土计算厚度:H=h+2h′=2.69 m。混凝土表层温度:T2(t)=Tq+4·h′(H-h′)[T1(t)-Tq]/H2=42.44 ℃。d.混凝土内平均温度:Tm(t)=[T1(3)+T2(t)]/2=53.22 ℃。e.混凝土内部中心温度与表面温度差ΔT(t)1、混凝土表面温度与大气温度差ΔT(t)2:ΔT(t)1=T1(3)-T2(t)=21.56 ℃；ΔT(t)2=T2(t)-Tq=17.44 ℃。由此可见混凝土内部中心温度与混凝土表面温度差异、混凝土表面温度与大气温度差异没有高出不安全温差25 ℃的界限。

2)钢管柱混凝土的养护。钢管柱混凝土浇筑后基本与外界隔绝了湿交换，除了顶升完成初凝后，即在混凝土的顶部表面蓄水养护，在蓄水时不应对表面产生冲刷，应将养护用水缓慢地倒在混凝土的表面，及时对养护用水更换，并记录其温度的变换。在柱核心、距柱外皮50 mm以内、柱顶2 m以下设置一组测温点，测温线从柱顶留出，按照大体积混凝土的测温要求测温并作好记录，以控制和验证混凝土温度变化。由于钢管的约束及隔绝了湿交换，采用了自密实混凝土，大体积混凝土的温度应力及自收缩得到了控制，所以这部分混凝土的温度控制只控制温度下降的速度，根据测温的情况，如果温度降温速度大于2 ℃/d，则采用对钢管柱包棉毯的办法，以控制钢管柱内混凝土的温度变化。

2.5.3 顶升浇筑施工

首先要确定混凝土搅拌运输车辆的重量，保证混凝土供应连续不断。然后进行逆止阀的安装，钢管柱顶端排气、溢流孔开设及溢流管安装，最后进行混凝土的顶升施工，顶升施工按正常工序进行，在顶升过程中，采用小型监视器从柱顶部伸入柱内进行观察，随时掌握泵送顶升的全过程。

2.5.4 柱端细部施工技术

依据钢结构深化后的要求，柱端由8块-25×430×754Q345C隔板形成8个空腔，如何充分有效的完成这部分的混凝土浇筑，是钢管柱混凝土浇筑的关键和最大的难点，具体施工步骤如下：

1)从正截面的φ50中注意观察，当有混凝土浆液从空腔底部流出时，减慢浇筑速度，缓缓浇筑，待混凝土充盈整个空格，在这个过程中，剖面的φ20所在空格应从空腔隔板所留孔中流入直到完全充盈。自密实混凝土的坍落扩展度试配达到了680 mm,可满足空格的要求；2)浇筑时，通过上下贯通的φ186导入混凝土；3)利用小振动棒通过正截面中的φ50孔加以振捣，也可通过该位置导入混凝土，以满足要求；4)浇筑完毕后，清除表面的浮浆，直到孔中露出石子;5)覆盖浇水养护。

2.6 预应力施工控制

2.6.1 预应力结构体系

本工程部分框架梁中采用了后张有粘结预应力，板采用无粘结预应力。预应力筋采用直径φs15.2 mm、极限强度标准值1 860 MPa的低松弛预应力钢绞线，锚具采用QM系列夹片锚具，固定端采用QMJ15-1型挤压锚(无粘结锚固端)，有粘结固定端采用压花锚(有粘结锚固端)。由于预应力构件荷载较大，施工质量的好坏直接影响到整体结构的安全，在预应力施工中必须严格按照设计要求完成各工序工作，确保质量。

2.6.2 梁预应力筋铺放施工

预应力施工必须与主体施工密切配合，主体绑扎钢筋的流水分段，必须要考虑预应力筋的分段与搭接位置，提供土建单位，并在土建施工前交底明确。预应力施工中预应力筋的铺设属主导工序，需要单独占用一定施工时间，但可通过施工段上预应力梁的流水作业组织统筹作业，避开普通钢筋绑扎与预应力束铺设的时间，从而保证总体施工进度。其余工序可穿插进行，一般不占用主导工序的时间。每一施工段预应力普通钢筋绑扎流水作业要求总包在钢筋绑扎时应依次进行，即应集中人工依次完成连续数跨的普通钢筋绑扎；每完成一批普通钢筋绑扎即可进行预应力筋铺放作业，而同时总包可进行下一批钢筋绑扎。故要求总包在普通钢筋绑扎时不宜在整个施工段全面铺开进行，而应集中分块进行。按每段、区从一端向另一端展开较为合理。预应力筋的矢高即预应力筋在板和梁中的位置，直接关系到预应力的承载力和抗裂的效率。预应力筋的矢高、上下位置及水平位置必须准确控制。本工程预应力筋，必须按照深化图纸要求及现场施工实际情况正确处理矢高的上下关系，支架钢筋规格使用φ12焊接，矢高控制钢筋的间距不大于1 200 mm。

2.6.3 施工材料、劳动力配置要求高

本工程预应力工程数量大，施工时间集中，因此施工前必须仔细规划好材料的品种和进场时间。另外，必须认真规划好钢绞线、锚具、锚垫板等主要材料的订购、进场、检验问题，同时要根据施工情况，准备有一定的余量，在雨季施工还要做好切实有效的防雨措施，准备足够的防雨塑料布对各种原材料进行保护避免生锈腐蚀，以满足工程进度的要求。由于每个施工段预应力工程量较为集中，施工时必须根据总进度要求，切实安排好技术工人和一般劳动力的配置，以确保现场施工的顺利进行。

2.6.4 预应力区段大，需二次张拉

预应力梁、板构件采用两次张拉成型工艺，在第二阶段张拉时，后浇带两侧的每片梁均受到二次张拉钢束对其施加的拉应力，造成第一次张拉引起的压应力减少，拉应力增大，可能会造成拉应力区在二次张拉时产生裂缝以及由于压应力区应力减小造成承载力下降，控制监测难度大。选取其中的两片连续梁(轴、轴)，每片连续梁选取后浇带左右两侧的两个施工梁段(～段和～段)进行全截面应力监控，以便定量分析二次张拉对前次张拉引起的应力变化。 在张拉前、第一次张拉后、第二次张拉前、第二次张拉后、拆模前、拆模后进行应力监控。

3 结语

该工程于2012年3月15日开工，2012年11月16日框架结构封顶，2012年11月20日地基与基础分部验收，2013年10月16日主体结构验收，兰州中川机场二期扩建工程航站楼工程的混凝土结构工程的施工质量完全满足设计文件及相关验收规范的有关要求。

[1] GB 50010—2001，混凝土结构设计规范[S].

[2] 吴慧娟.建筑业10项新技术(2010)应用指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3] 刘 晖.太原武宿国际机场新航站楼钢管混凝土柱施工技术[J].施工技术，2010，346(40)：27-29.

[4] 李新国，郭卿平，李新峰.双掺法配置高性能自密实混凝土柱施工技术[J].施工技术，2013，377(41)：27-29.

[5] 朱春晖.高层现浇钢筋混凝土转换层施工技术[J].吉林省教育学院学报，2010，244(26)：139-141.

Construction of concrete structure engineering of Zhongchuan airport Ⅱ expansion terminal in Lanzhou

Tian Jiwang

(Gansu7thConstructionGroupCo.,Ltd,Lanzhou730020,China)

Taking Zhongchuan airport Ⅱ expansion terminal engineering in Lanzhou as an example, the paper introduces engineering conditions, features and difficulties, describes specific construction technologies, mainly carries out trial fitting and style identification from aspects of prestressed construction, steel pipe column frame beam, self-compaction concrete and construction technology, and illustrates critical construction technologies of district prestress secondary monitoring, concrete mixing proportion optimization in cold and dry region, and high-formwork system construction, in order to meet engineering construction quality demands.

airport terminal, crack control, steel pipe column, self-compaction, prestress, high-formwork system

2015-01-07

田记旺(1972- )，男，工程师

1009-6825(2015)08-0126-03

TU755

A