超大尺寸地下车库混凝土工程施工技术

吴家云 谷海洋

民航机场建设工程有限公司

摘要：本文结合樊城柿铺片区棚户区改造（城中村）EPC项目对超大尺寸地下车库混凝土工程施工以及BIM技术在施工过程中的应用进行分析。有效控制超大尺寸混凝土施工完成后裂缝的形成。

关键词：超大尺寸地下车库；混凝土施工；EPC模式；BIM技术应用

1引言

超大尺寸地下车库混凝土浇筑，根据设计要求及BIM技术进行先行建模，分区分块进行后浇带的设置，事先模拟施工过程，施工时加强控制，有效的保证了施工质量。为后续类似工程提供参考经验。

2工程背景

樊城柿铺片区棚户区改造（城中村）EPC项目，地下工程包括地下车库设备用房及各1#～24#楼主楼地下室，共计一层。建设用地面积为116414.2 m²。地下总建筑面积81989.65m²。各主楼周边设置沉降后浇带，地库内设置温度后浇带。避免因沉降或热胀冷缩引起的整体裂缝。

柿铺项目底板混凝土45cm厚，承台，地梁处高度为1.1m。地库顶板厚度40cm，梁高85cm，混凝土强度等级为C35，抗渗等级P6。施工使用商品混凝土，汽车泵及混凝土输送机浇筑。在施工前，要求商品混凝土搅拌站上报混凝土配合比，待项目部及监理部审核通过后严格按照配合比进行混凝土拌制。

3前期准备

根据设计图纸要求，施工开始前期利用BIM技术进行建模，后浇带处进行分块，模拟整体施工过程。明确相关材料的施工使用量，合理安排相关材料的进场，利于施工快速开展。经建模模拟后发现，地下车库含钢量较高，次梁较多。利用EPC模式的优越性，联系设计单位进行优化。减少钢筋含量及次梁数量，节省了钢筋及模板使用量，同时降低了施工难度。

图3.1-1 BIM建模分块示意图

3.1混凝土配比设计要求

依据设计文件的要求,本工程为超长地下车库,需对混凝土采取有效措施控制温度裂缝,主要措施如下:

⑴考虑到地库顶板受温度应力影响较大,在横竖两个方向约中间位置设置一道通长分缝,底板和顶板按一定间距设置后浇带

⑵采用低水化热的水泥配置混凝土,采用集配良好的碎石骨料/粗砂配置混凝土.

⑶降低浇筑温度,降低骨料温度,加强养护.

⑷采用补偿收缩混凝土,并要求其膨胀率.梁板结构的限制膨胀率不小于0.015%,墙体结构的限制膨胀率不小于0.02%,后浇带部位的限制膨胀率应不小于0.025%.

⑸地库混凝土均应添加稳定性膨胀抗裂剂,其性能应符合<混凝土膨胀剂>(GB23439-2009)的各项要求,不小于30kg/m³ 。

3.2施工控制

⑴混凝土浇筑前，开盘鉴定随第一车混凝土进场，经项目部及监理人员共同检查通过后允许浇筑。

⑵地库混凝土使用的稳定性膨胀抗裂剂由项目部自采，且由项目部安排专人投料。保证不低于30kg/m³，从而控制裂缝的产生。

4 混凝土施工方案

4.1底板沉降后浇带接口处理

地库底板后浇带接口处，钢筋下设置外贴式止水带，上方使用沥青麻丝填缝。板中交圈焊接止水钢板，止水钢板上下安装快易收口网，固定牢靠。

4.2地库底板混凝土施工

⑴检查验收

钢筋安装完成后进行三检制度，即自检，互检，专检，层层检查，层层把关，保证钢筋安装质量。混凝土浇筑标高控制线在柱钢筋上使用红色油漆三角形进行标注，且柱筋与底板钢筋固定。检查复核现场激光水平仪是否标准，可靠。测温点是否按照要求间距进行布置，便于混凝土施工完成后温度的检查及控制。项目部内部实行混凝土浇筑会签制度，会签完成后允许浇筑。

依据签字完成的浇筑会签表，联系汽车泵，人员，搅拌站备好运输车辆，均到位后，开始进行混凝土浇筑。

⑵机械配备

①根据浇筑部位的跨度，使用汽车泵，混凝土输送机或汽车泵及混凝土输送机配合使用。汽车泵使用便捷，施工速度快，使用范围广，但是局限性较大，浇筑区域及浇筑高度有限。

②混凝土输送机需配合布料机使用。本项目使用布料机布料范围15米，重量为1.2吨。

浇筑底板时,在布料机4个支座底部各放置2个马镫钢筋进行支撑。且支座与钢筋接触部位垫设方木避免对钢筋造成破坏。

③混凝土运输车辆配置，商混站单程到现场为40分钟，现场混凝土浇筑在15分钟每车，至少需配置6辆罐车，满足现场连续不断浇筑需求。

④以20#地下车库底板为例，该区域后浇带内面积为1586㎡，应场地条件限制，使用混凝土输送机及布料机建筑。布料机布料直径15m，布料面积为706㎡，需进行2次布料机布置。个别布料机布料范围外的区域，增长布料软管，以达到全面覆盖的目的。

图4.2-2布料机布置图

⑤浇筑过程中，布料方向需固定，连续不断的进行推进，振捣手随泵管布料方向进行振捣。根据单块地库的面积安排专门振捣人员，随浇筑随振捣。振捣过程中注意测温点的保护，振捣完成后抹平，在接近初凝时使用磨光机进行连续不间断的抹压振捣。随后覆盖薄膜进行养护，减少混凝土内水分散发。终凝后，进行洒水养护，且不得低于14天。

4.3地库顶板混凝土施工

地下车库顶板混凝土施工方式，施工流程与底板几乎相同，需另外注意的是顶板满堂架体的安装、后浇带处的独立支撑体系以及接口处的处理。独立支撑体系利用BIM技术进行细化，形成3D立体效果，用于现场施工人员交底。

图4.3-2后浇带处BIM建模

顶板处布料机布设位置与底板施工时相同，但顶板浇筑时需在布料机支座下设置钢管立杆支撑。

5混凝土测温施工

混凝土建筑完成后，专人进行温度测量与记录，并借助于大型通用有限元软件 ANSYS 的相关分析模块进行计算。

5.1温度场有限元模型

温度场有限元分析的目的是研究混凝土底板、顶板的温度分布。温度场分析采用三维实体模型，模型包含混凝土底板单元和地基土单元，均采用 SOLID70 单元进行模拟，每个单元

有 8 个节点，每个节点有 1 个温度自由度。底板温度场有限元模型如图所示。

图5.1-3温度场有限元整体模型

①温度场边界条件：空气温度取当地环境温度，根据气象资料取 8.0℃。地表土层

温度与空气温度相同。

②温度场荷载：混凝土水化生热；混凝土与空气的对流换热荷载；混凝土与地基土

之间的热传导。

5.2分析结果

温度场分析的方法是在计算前，先将底板混凝土单元冻结，计算时依次将各施工段单元激活，施加对流换热荷载，并对各节点施加生热率函数。温度场分析结果主要是温度分布的情况：

图5.2-1底板各施工段最高温度变化图

图5.2-2顶板各施工段最高温度变化图

根据温度分布情况，实时调整养护措施控制温差，避免裂缝产生。

6 结论与问题

通过前期设计优化，BIM软件应用，施工前期模拟，过程严格控制等一系列措施，取得良好的施工效果。

同时，在施工生产过程中发现既熟练使用BIM软件，又拥有丰富现场施工经验的人员稀缺，需要加大人才的培养力度。将软件模拟过程1:1的真实反映在现场实际生产中还需要进一步努力。

参 考 文 献：

[1]GB50108-2008，地下工程防水技术规范.

[2] GB50204-2015混凝土结构工程施工质量验收规范

[3]JGJ166-2016建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范

[4] JGJ/T104-2011建筑工程冬期施工规程

作者简介:

吴家云，男，1988年2月生，浙江省人,工程师，土木工程专业，现为民航机场建设工程有限公司第二项目总经理部总工程师。

谷海洋，男，1987年9月生，河北省人,工程师，建筑环境与设备工程专业，现为民航机场建设工程有限公司第二项目总经理部副总经理。