1、工程概況
由中建八局一公司承建的青島極地海洋世界工程、青島極地海洋世界極地館工程，位于青島市嶗山區(qū)東海路以南，緊鄰大海，總建筑面積46816 m?，其中地下建筑面積9132m2，地上36496 m2, 極地館展示部分面積31862 m2，商業(yè)面積14829 m2。極地館部分地上二層,地下兩層(含一層貯水槽)；商業(yè)部分主體三層(臨海一側(cè)為二層,北側(cè)局部四層為水箱間,電梯機(jī)房及空調(diào)室外機(jī)和冷卻塔放置處) ，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，展示部分和表演大廳為網(wǎng)架屋面，建筑高度31米，是集極地動(dòng)物展示和表演，商業(yè)服務(wù)設(shè)施和餐飲，體現(xiàn)海洋文化、海洋科普和海洋生態(tài)的一類公共建筑。工程整體造型以抽象的形式向人們講述一個(gè)有關(guān)海洋的故事，展現(xiàn)出一群看似經(jīng)過(guò)千萬(wàn)年洗禮的化石，散落在青島石老人地區(qū)海濱岸邊，前看似貝殼，側(cè)看象海洋動(dòng)物，上看如一條大魚(yú)。
風(fēng)帆造型是極地館將海洋文化、海洋科普和海洋生態(tài)升華到極點(diǎn)的標(biāo)志構(gòu)筑物。最高點(diǎn)高度60米。 風(fēng)帆設(shè)計(jì)鋼筋量大且密集，按常規(guī)混凝土施工，難度很大，整體混凝土澆筑、振搗困難，不易填充，很容易出現(xiàn)"脫空"現(xiàn)象。為解決這一問(wèn)題，工程施工人員在充分試驗(yàn)和論證的基礎(chǔ)上，將自密實(shí)混凝土用于該部位，并取得了比較滿意的效果，為自密實(shí)混凝土在大體積混凝土工程上的應(yīng)用積累了一些經(jīng)驗(yàn)。
2 、自密實(shí)混凝土工作特性
自密實(shí)混凝土的一個(gè)顯著特點(diǎn)是具有更高的流動(dòng)性，在不振搗或少振搗的情況下可以自流平而充滿模型，并且能夠保持不離析、不沁水，成型后質(zhì)量均勻，不會(huì)產(chǎn)生普通混凝土由于振搗不當(dāng)而造成的蜂窩、麻面和內(nèi)部空洞等質(zhì)量缺陷。20世紀(jì)80年代，日本學(xué)者首先提出自密實(shí)混凝土的概念，并在今后的時(shí)間得到極其迅速的發(fā)展，我國(guó)也有部分工程使用。它是通過(guò)外加劑、膠結(jié)材料和粗細(xì)骨料的選擇和配合比的設(shè)計(jì)，使混凝土拌和物屈服值減小且又具有足夠的塑性粘度，粗細(xì)骨料能懸浮于水泥漿體中不離析、不泌水，在不用或基本不用振搗的成型條件下，能充分填充模板和鋼筋空隙，形成密實(shí)、均勻的混凝土結(jié)構(gòu)。
3、自密實(shí)混凝土配比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
試驗(yàn)由中建八局一公司與嶗山區(qū)工程質(zhì)量監(jiān)督站、青島東巖建材有限公司合作完成，按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55-2000)和日本《土木學(xué)會(huì)高流態(tài)混凝土施工指南》(JISA 1101)進(jìn)行，目的是尋找出混凝土流動(dòng)性、穩(wěn)定性以及通過(guò)鋼筋間隙能力的最佳配合比，以期達(dá)到混凝土"高流動(dòng)性"和"高穩(wěn)定性"之間的平衡。試驗(yàn)最終選擇摻入礦粉、粉煤灰、外加劑進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試用。
3.1設(shè)計(jì)技術(shù)要求
混凝土強(qiáng)度：C40
塌落度：250-270mm
水灰比：0.4---0.6
粗骨料粒徑：小于25mm
水泥：不小于P.O42.5
3.2試驗(yàn)原材料：
水泥：P.O42.5 青島三青水泥
細(xì)骨料： 粉煤灰（0.125mm以下） 青島電廠
粗骨料：碎石（16mm-20mm）
化學(xué)外加劑：JDF減水劑
礦物摻合料：礦石粉（0.125mm以下） 青島堿廠
3.3試驗(yàn)方法及過(guò)程：
試驗(yàn)方法選擇坍落流動(dòng)度試驗(yàn)、V型漏斗Tminutes試驗(yàn)、填充箱試驗(yàn)分別對(duì)混凝土的填充能力、通過(guò)鋼筋間隙能力、抗離析能力進(jìn)行測(cè)試[2]。混凝土拌和按照《混凝土試驗(yàn)規(guī)程》"混凝土拌和物室內(nèi)拌和方法"進(jìn)行。混凝上配合比0.37～0.45，骨料級(jí)配為不連續(xù)級(jí)配，粉煤灰摻量10%，礦粉10%。對(duì)拌和物和易性進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)計(jì)擴(kuò)散度為60±5cm。自流填充箱試驗(yàn)采用尺寸為長(zhǎng)X寬X高＝600cmX450mX300Cm的方形箱，箱內(nèi)設(shè)置16mm鋼筋間距30 mm,在箱的開(kāi)口端搭接一略高于方形槽高度的灌注口，另一端設(shè)置排氣孔。通過(guò)模擬試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)混凝土通過(guò)自流，完全充滿了方形槽，骨料分布均勻，無(wú)骨料分離現(xiàn)象。
3.4試驗(yàn)結(jié)果分析：
混凝土配合比加入不同劑量的外加劑JDF。混凝土流動(dòng)性、穩(wěn)定性以及通過(guò)鋼筋間隙能力均滿足要求。
為檢驗(yàn)高流態(tài)混凝土能否滿足設(shè)計(jì)力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)、抗壓彈性模量和極限拉伸值、抗凍等耐久性和變形性能，進(jìn)行廠28天齡期的試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果看，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。
4 自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)、質(zhì)量控制
自密實(shí)混凝土由東巖建材公司生產(chǎn)，生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝、組織實(shí)施與普通混凝土的生產(chǎn)一致，攪拌方法采用后添加法。
生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制，主要是保證實(shí)現(xiàn)混凝土塑性狀態(tài)的性能，包括流變性、穩(wěn)定性和觸變性，確保混凝土的質(zhì)量波動(dòng)減小、性能全面提高。過(guò)程中重點(diǎn)考慮與控制因素：
生產(chǎn)系統(tǒng)的質(zhì)量控制：嚴(yán)格按照質(zhì)量控制體系的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制，選擇業(yè)務(wù)素質(zhì)、責(zé)任心強(qiáng)的工作人員進(jìn)行生產(chǎn)。
原材料的控制：嚴(yán)格控制原材料的實(shí)體質(zhì)量，確保原材料過(guò)程中的質(zhì)量變異。嚴(yán)格控制級(jí)配，使級(jí)配穩(wěn)定連續(xù)。過(guò)程中增加對(duì)原材料的檢測(cè)頻率，尤其是骨料級(jí)配和含水率，對(duì)砂體積含量須控制在42%-44%之間。
加水量的控制：嚴(yán)格按照配比的要求，對(duì)加水量進(jìn)行精確控制，并充分考慮骨料的含水率，過(guò)程中隨著骨料含水率的變化隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
外加劑:外加劑的摻量對(duì)混凝土塑性性能的影響很大，過(guò)程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制，宜選用具有大減水、高保塌、高流動(dòng)性、高擴(kuò)展性的復(fù)合型外加劑。并加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)材料的隨機(jī)抽檢頻率,保證外加劑成分的連續(xù)穩(wěn)定。
生產(chǎn)檢測(cè)與控制：混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中受許多因素的影響，尤其剛開(kāi)機(jī)生產(chǎn)時(shí)混凝土性能容易出現(xiàn)波動(dòng)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)混凝土的質(zhì)量性能測(cè)試，并對(duì)此進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，直到性能穩(wěn)定。同時(shí)，過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)專人目測(cè)檢驗(yàn)。
現(xiàn)場(chǎng)性能測(cè)試：混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，采用塌落度流動(dòng)法、v型漏斗實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行測(cè)試，確保混凝土性能是否發(fā)生改變。
5.自密實(shí)混凝土的澆筑與控制
自密實(shí)混凝土澆筑以前，必須對(duì)鋼筋設(shè)置、模板的位置進(jìn)行檢驗(yàn)，確保預(yù)留、預(yù)埋、預(yù)檢位置準(zhǔn)確。模板及其支撐系統(tǒng)強(qiáng)度達(dá)到要求，風(fēng)帆模板根部縫隙采用砂漿封堵完畢。并完成對(duì)操作人員的澆鑄施工方案的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。尤其是要注意以下四個(gè)方面：
1） 自密實(shí)混凝土對(duì)模板設(shè)計(jì)的要求
因自密實(shí)混凝土高的流動(dòng)性，混凝土對(duì)模板壁的壓力增加。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以混凝土自重傳遞的液壓力大小為作用壓力，同時(shí)考慮分隔板、配筋狀況、澆筑速度、溫度影響，提高安全系數(shù)。
2） 混凝土填充性檢查
對(duì)每次攪拌的混凝土在澆筑之前均要做填充性試驗(yàn)。辦法是在受料或泵送前的位置設(shè)置類似機(jī)構(gòu)物的鋼筋障礙狀物，以要求的速度通過(guò)。檢查判定充填性是否良好。為保證澆筑，應(yīng)經(jīng)常作塌落度流動(dòng)值等試驗(yàn)，掌握填充性好壞，及時(shí)采取措施。
3） 泵送性能要求
自密實(shí)混凝土因材料不易離析，變形性能優(yōu)良，在萬(wàn)貫和椎管處堵管的可能性減小，但另一方面，由于混凝土與管壁的滑動(dòng)膜層形成困難，混凝土與關(guān)閉的摩擦阻力增大。與普通泵送混凝土相比，在同樣小時(shí)輸送量下，其壓力損失與增大30%-40%。若澆筑停止后，在澆筑需增大壓送力。因此，泵送應(yīng)制定周密計(jì)劃，合理布置配管。
4） 混凝土的澆筑控制
較之適應(yīng)控制好澆筑速度，不能過(guò)快。要防止過(guò)量空氣的卷入或混凝土供應(yīng)不足中斷澆筑。因隨著澆筑速度的增加，自密實(shí)混凝土比一般混凝土輸送阻力的增加明顯增大，且呈非線性增長(zhǎng)，故校注時(shí)應(yīng)保持緩慢而連續(xù)的澆筑。注意制定好澆筑機(jī)泵送配管計(jì)劃，大型結(jié)構(gòu)可采用分支配管。自密實(shí)混凝土用水量較少，表面水分蒸發(fā)速度較快，澆筑后必須注意早期保濕養(yǎng)護(hù)。
現(xiàn)場(chǎng)采用泵送方式施工，施工過(guò)程中注意的基本問(wèn)題：
.為預(yù)防混凝土出現(xiàn)冷縫、離析現(xiàn)象，施工現(xiàn)場(chǎng)加設(shè)部分振搗點(diǎn)，混凝土振搗棒的插入，采用鋼管拓孔法，以便于振搗棒的插拔。振搗時(shí)操作人員在風(fēng)帆立筋中間操作。
.混凝土澆筑前底部應(yīng)先填以50mm厚與混凝土配合比相同的減半石子水泥砂漿，以防止風(fēng)帆根部爛根。
.混凝土澆筑采用全面分層連續(xù)進(jìn)行，一次推進(jìn)。
.澆注過(guò)程中，派專人敲打模板，并用5mm鉆頭在側(cè)模上自下而上梅花形鉆眼，間距一米，以檢查混凝土的密實(shí)情況，見(jiàn)漿后隨時(shí)封堵。
.混凝土澆注過(guò)程中垂直自由下落高度控制在5米以內(nèi)，水平流動(dòng)距離控制在十米以內(nèi)。
混凝土澆筑完成后，將上口的鋼筋進(jìn)行整理就位，按預(yù)定標(biāo)高進(jìn)行抹面找平，并在最早的時(shí)間開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，防止混凝土水分流失。
6.幾點(diǎn)體會(huì)
(1)自密實(shí)混凝土用于澆筑鋼筋密集的大體積混凝土是成功的，其施工性能優(yōu)異，可大大加快施工速度，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，可以避免因振搗不足而引起原混凝土質(zhì)量問(wèn)題，保證了混凝土施工質(zhì)量。
(2)自密實(shí)混凝土從試驗(yàn)到現(xiàn)場(chǎng)使用情況看，配合比參數(shù)基本合理，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，通過(guò)進(jìn)步的優(yōu)化配合比，使自密實(shí)混凝土的性能更好。
(3) 自密實(shí)混凝土從現(xiàn)場(chǎng)觀察情況看，混凝土的初凝時(shí)間比普通混凝土稍遲約3個(gè)小時(shí)，終凝時(shí)間約晚4個(gè)小時(shí)。這與當(dāng)時(shí)澆筑時(shí)的溫度有關(guān)。當(dāng)溫度較高時(shí)，差異不明顯。
(4)自密實(shí)混凝土每方水泥用量都在300kg以上。因此，對(duì)于屬大體積混凝土的結(jié)構(gòu)部位，應(yīng)采取有效的溫控措施，控制好混凝土的出機(jī)口溫度、入倉(cāng)溫度和澆筑溫度，并且加強(qiáng)對(duì)混凝土的溫度監(jiān)控及養(yǎng)護(hù)。
(5)自密實(shí)混凝土在現(xiàn)場(chǎng)施工中要嚴(yán)格管理，控制過(guò)程要準(zhǔn)，澆筑時(shí)要認(rèn)真細(xì)致，應(yīng)時(shí)刻注意自密實(shí)混凝土的流動(dòng)范圍、骨料分離狀況。
(6)自密實(shí)混凝土在鋼筋密集的風(fēng)帆部位的使用，得到了業(yè)主、設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位的認(rèn)可，在今后的工程中，我們將從現(xiàn)場(chǎng)管理方面總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化。
