上海浦东国际机场二期航站楼高品质混凝土施工技术

【摘要】上海浦东国际机场二期航站区工程航站楼结构施工中为提高混凝土品质，通过模板设计、脱膜剂的选择、混凝土的最佳配比和对水泥、砂、石原材料的控制等技术措施，以及精心施工，使混凝土工程质量达到了高品质的设计要求。而且经过工程实践还总结了一套高品质优良混凝土的施工经验和质量验收标准。

【关键词】上海浦东国际机场航站楼高品质混凝土模板设计混凝土配合比质量控制

【中图分类号】TU248.6 / 文献标识码B 【文章编号】1004- 1001（2007）02- 0113- 04

0 前言

　　上海浦东国际机场二期航站区工程包括航站楼和交通中心两大功能建筑群以及相关配套市政设施，其中航站楼包括登机长廊、主楼、连廊、楼前高架、登机桥等多个单体建筑，交通中心包括停车库和通廊等多个单体建筑。与一期航站区工程相同，在二期航站区工程中也应用了高品质混凝土，尤其是在登机长廊和停车库中应用较多。以登机长廊为例介绍高品质混凝土的施工技术。

1 设计要求

　　（1）室外可见部分为A级高品质混凝土（素面高品质混凝土，主要为沿口框架结构柱和梁），模板拆除后混凝土表面不允许再进行任何装饰，直接追求混凝土表面的质感，要求表面平整清洁，色泽一致。

　　（2）室内公众可见部分为B级高品质混凝土（罩面高品质混凝土，主要为框架结构柱），模板拆除后，不再做任何抹灰，但要刮腻子和刷涂料面层，达到高级抹灰的质量标准。

　　（3）高品质混凝土表面涂刷透明保护涂层，以起到长期保持混凝土表面自然的机理和质感作用，并能防腐、防水。

　　（4）设计要求室外立面分格（见图1）。

2 施工前策划

2.1 策划一：确定施工工况

　　首先，竖向结构框架柱和水平结构框架梁、板分开浇筑混凝土（见图2）。水平结构沿口高品质混凝土梁和普通混凝土梁、板，同时浇筑混凝土。

　　其次，根据设计要求，决定柱模板不使用对拉螺栓。梁侧模板分格为1.0 m，对拉螺栓纵向间距为1.0 m，竖向间距0.7 m；梁底模板按模板模数从两边向中间排列。

2.2 策划二：模板设计

2.2.1 设计原则

　　为了达到高品质混凝土质量要求，将模板设计成大模板，随后根据模板重量布置塔吊，模板安装时整体吊装套入封模，或单片吊装拼装封模。少量位于塔吊吊装盲区的模板，按单张半框夹板散装封模的方式设计。

　　工程沿口高品质混凝土梁侧模按单张半框夹板散装封模设计。

　　模板细部节点设计时，需和建筑师协商确定。

2.2.2 模板面板选择

　　结合一期航站区工程和市政工程的相关经验，对于各种面板材料，如钢板、玻璃钢、纸、涂塑竹胶板、浸质纸覆面夹板、国产涂塑夹板、进口WISA涂塑夹板等做了众多试验。经过比较，对于带圆弧角的柱和柱变形缝内的模板，A类、B类高品质混凝土采用钢板做面板。对于阴阳角为直角的柱和梁，A类高品质混凝土采用进口WISA涂塑夹板做面板，B类高品质混凝土采用国产涂塑夹板做面板。

2.2.3 脱模剂选择

　　施工前，对水性和油性两大类脱模剂的多种材料，结合模板面板选材进行了多次试验。先后试用了FJ- 101 油性脱模剂、丽石50 水性脱模剂、精制油等多种脱模剂，并参考了东海大桥和F1 赛车场看台板所用脱模剂，最终确定选用精制油作为高品质混凝土的脱模剂，即便于脱模，又能使混凝土表面具有光泽感。

2.2.4 细部节点设计

　　（1）明缝。在水平施工缝位置设水平凹槽，在对应幕墙立柱位置设竖向凹槽（见图3）。

　　（2）蝉缝。胶合板面板长边连接与企口地板相同（见图4）。钢板面板连接采用焊接打磨的方法。

　　（3）变形缝。根据变形缝两侧柱同时施工（见图5）和逐个施工（见图6）的工况分别设计变形缝模板，逐个施工时，变形缝宽度不宜小于100 mm。

　　（4）对拉螺栓。采用高强度的粗丝牙对拉螺杆（见图7），端部设H型螺帽和海绵垫，拆模后将H型螺帽卸下，用专用工具（见图8）修饰成凹槽。

　　（5）模板阴阳角。阴角模板，正面撞侧面。阳角模板面板按大面压小面，长边压短边，正立面压侧立面的原则设计。

　　（6）屋架埋件处理

　　屋架埋件位于框架柱侧面，安装时用型钢支架固定，为保证周边混凝土质量，埋件面比混凝土面缩进10 mm，并用橡胶条包裹埋件四边，填充埋件和模板之间的间隙。

　　（7）牛腿和雨棚处理

　　部分A类柱内侧设有牛腿（为普通混凝土），还有部分A类梁上设有雨棚（为A类高品质混凝土构件）。为了减少模板设计难度，增加模板周转次数，并确保A类高品质混凝土施工质量，将这两类构件均改为后施工，钢筋接头采用直螺纹连接。

2.3 策划三：混凝土配合比设计

2.3.1 原材料控制

　　为保证高品质混凝土拆模后颜色均匀一致，确定了原材料为同产地、同厂商、同规格、同品质、同颜色的“五同”原则。

　　原材料在拌站设置专用堆场，并封存样品。

　　根据“五同”原则选用原材料：

　　（1）水泥采用嘉新(南京) 京阳有限公司的P.042.5 水泥。

　　（2）粗骨料（碎石）采用湖州地区矿石，压碎指标值小于6.0%、5- 20 粒径连续级配，含泥量小于等于0.5%，泥块含量小于等于0.2%，针片状含量不大于5%。

　　（3）细骨料（黄砂）采用庐江金砂。中粗砂，细度模数2.3- 2.5，含泥量小于等于1.0%，泥块含量小于等于0.5%。

　　（4）粉煤灰采用复合外掺料（矿粉+ 优质低钙粉煤灰+宝田S95 矿粉+ 特殊掺合料）。

　　（5）外加剂采用低含气量减水剂（麦斯特生产的聚羧酸高效减水剂）。

2.3.2 配合比设计

　　胶凝材料用量控制在470 kg/m3 左右，其中水泥用量大于350 kg/m3，矿粉掺量不大于50 kg/m3；水胶比控制小于0.40，在施工过程胶材量和用水量保持一致，混凝土外观颜色的均匀性效果最佳。

　　施工前，按结构柱实际尺寸，用多种配合比的C40 混凝土进行了试浇筑。最终确定柱采用扩展度为550±75 mm的混凝土。梁采用坍落度为140±30 mm的混凝土。

2.4 策划四：确定施工工艺标准

　　根据多次的实样试浇筑，结合普通混凝土施工工艺，分别确定高品质混凝土柱和梁的施工工序、每项工序施工措施、质量验收程序等。同时要求安装单位明确预埋预留措施和质量验收标准。

2.4.1 柱（墙）施工流程（31 个工序）

　　模板设计→模板加工→模板出厂验收→模板运输→模板现场验收→测量弹线→测量工序验收→混凝土凿毛→钢筋校正→脚手架搭设→钢筋连接→搭设钢筋限位支架→钢筋笼绑扎→预埋、预留→模板限位和钢筋保护层垫块→钢筋工序验收→模板下脚找平→模板脱模剂涂刷→模板吊装→模板根部填嵌→模板固定→模板下脚坞帮→模板工序验收→模板浇水→混凝土配合比设计→混凝土浇筑→混凝土养护→拆模→混凝土表面处理→混凝土工序验收→混凝土保护

2.4.2 梁（板）施工流程（25 个工序）

　　模板设计→模板加工→模板出厂验收→模板运输→模板现场验收→测量弹线→测量工序验收→混凝土凿毛→脚手架和排架搭设→底模铺放→柱（墙）钢筋校正→梁（板）钢筋绑扎→预埋、预留→预应力施工→钢筋保护层垫块→侧模安装→钢筋和模板工序验收→模板浇水→混凝土配合比设计→混凝土浇筑→混凝土养护→拆模→混凝土表面处理→混凝土工序验收→混凝土保护

3 高品质混凝土实施

3.1 钢筋工程

　　成型钢筋加工偏差按国标施工规范负偏差要求控制。

　　钢筋绑扎的扎铁丝选用镀锌铁丝，绑扎好后，铁丝头要向里弯。

　　考虑屋架埋件，梁、柱位置关系（沿口梁和柱外平）和梁、柱钢筋规格（梁钢筋一般为φ25 mm钢筋，柱钢筋一般为φ32 mm或φ40 mm钢筋），确定A类高品质混凝土柱为60 mm厚，梁为35 mm厚（梁钢筋位于柱钢筋外侧）。B类高品质混凝土柱为42 mm厚，梁为35 mm厚。

　　保护层垫块选用与模板点接触的塑料垫块，垫块颜色与混凝土表面颜色接近。

3.2 模板工程

　　（1）模板加工和验收。采用大模板提高了工厂化和机械化程度，确保了模板的精度。大模板制作合格后运送现场，使用前须整体预拼装验收加工质量。

　　（2）模板安装。为避免柱模板下脚漏浆，周边必须用1：2 水泥砂浆找平，厚度为30 mm，宽度为100 mm。同时在柱模板根部垫塑料棒或马粪纸。

　　柱模板下脚限位采用50 mm长50×5 mm角铁焊接在预留短钢筋上，每边不少于2 块。柱模板安装、校正、固定完成后，用1∶2 快硬水泥砂浆进行下脚坞帮。

　　（3）模板拆除。根据气温条件，在混凝土浇筑完成18～24 h 后拆除柱模板，模板拆除后2 h 内完成质量缺陷修补，然后进行养护。梁侧模在混凝土浇筑完成养护7 d 后拆模。如果在18～24 h 后拆模，则2 h 内完成质量缺陷修补，然后进行养护。

　　梁底模在混凝土达到拆模要求设计强度，并在上层梁混凝土达到50%强度后拆除。每次模板安装前必须检查模板面板质量。

3.3 混凝土工程

　　（1）浇筑温度控制

　　高品质混凝土施工时，正好位于6 月～10 月（期间最高温超过35℃的天数有45 d），为了将入模温度控制在低于30℃，混凝土浇筑均安排在夜间，且施工前必须对模板进行浇水降温。

　　（2）振捣方法

　　对于用坍落度控制的混凝土振捣方法与一般混凝土相同，并采用二次振捣工艺。对于用扩展度控制的混凝土振捣方法与一般混凝土不同，对于柱混凝土每次浇筑约2 m高后振捣一次，振捣仅需沿四周表面影响范围内进行交错式振捣，每点只振捣一次，振捣棒快速插入后，拔出速度约10～15 s/m。

　　（3）修磨

　　修磨工作在拆模后2 h 内完成，修磨用材料使用与混凝土相同品种的水泥，掺入适量白水泥和粘合胶水，调配成与混凝土色泽接近的腻子，由专人进行修磨，以手工操作为主。混凝土表面修磨应充分浇水湿润，并可用将研磨材料浸入湿润的办法以保证修磨过程中混凝土表面始终保持湿润状态，湿润后的混凝土表面用磨石、砂轮片等材料用手工研磨，也可用手提砂轮机等工具研磨，直到混凝土表面磨平、磨光、磨出原浆为止。但不允许在修磨过程中向混凝土表面浇水，以避免将研磨出来的稀浆冲刷掉。待修磨处混凝土表面干燥后，可用废水泥袋、细砂纸、干回丝或干黄砂擦拭一遍，使表面色泽趋于一致。

　　（4）养护和保护

　　混凝土养护时间不少于7 d。对于水平外露的楼板、梁混凝土面采用覆盖土工布，然后浇水湿润养护。对于混凝土浇筑完18～24 h 后即拆模的混凝土面，在拆模后或修补完成后及时涂刷混凝土养护液。

　　混凝土养护完成后，清除混凝土表面污渍和气泡表面覆盖的薄浆，然后涂刷保护液。

　　混凝土养护和表面透明保护液施工流程：拆模→2 h 内表面清理修磨→2 h 后表面清洗→喷涂养生液一度→清洗调色→涂刷保护液。竣工验收前对局部保护层破坏的表面修补清洗后再用保护液滚涂一次。

　　混凝土柱保护先用塑料薄膜包裹，然后再将地面以上2.0 m高度内的柱阳角用200 mm宽夹板条包裹。梁保护先用塑料薄膜覆盖，再沿外口压100×200 mm通长木条。

4 结语

　　（1）高品质混凝土应用成功的关键在于事前策划，施工前要考虑到每一个细节，没有把握不能投入施工。通过管理和过程控制来保证施工质量的稳定性。通过持续改进提高施工质量。

　　（2）通过施工实践，高品质混凝土的施工应尽可能向工厂化和机械化方向发展。即模板工厂化批量定加工，混凝土定1～2 家搅拌站供应，模板装、拆用塔吊或汽车吊吊装。

　　（3）本工程高品质混凝土施工时，在新材料应用上，混凝土柱使用了新配合比的混凝土，即扩展度为550±75 mm的混凝土；模板面板材料基本仍沿用了传统的胶合板和钢板，仅个别圆柱应用了纸筒模（见图9），质量也能达到高品质混凝土要求，可进行推广。

　　（4）对于C40 混凝土配合比，由于事前进行了大量的试验，质量比较稳定，工程实际效果也较好。但是对于C30 混凝土配合比，根据C40 混凝土配合比调整确定后，没有进行大量试验，致使应用中，对混凝土硬化后色差的控制很不稳定。因此对于A类高品质混凝土，必须在施工前对每一种级配的混凝土配合比进行大量的实样试验。