绿地中心超高混凝土泵送方案.doc

西安绿地中心A座超高混凝土泵送方案1、 超高层混凝土施工概况西安绿地中心A座地上57层，主楼建筑高度270m，主楼采用带加强钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒体系，钢管柱框架支撑。混凝土工程方量大，一泵到顶最大高度270m。主楼层高变化多，设备、避难楼层含有多个夹层。超高层混凝土施工主要包括塔楼核心筒剪力墙、核心筒楼板、外框架组合楼板、混凝土钢管柱等。12.1.1 结构部位单层最大混凝土量塔楼高强混凝土统计情况如下(按巨形柱截面进行分段单层统计)：楼层（高度m）标准层核心筒混凝土钢管柱混凝土最大方量m3强度等级最大方量m3强度等级最大方量m3强度等级F1-F9(52.45)364.2/54C30/C401498C601253.6C60F10-F21(107.43)303.4/54C30/C401012C60779.2C60F22-F35(183.96)262.9/54C30/C401028C60727.4C60F36-F50(250.81)254.2/54C30/C40800C60711.6C60F51-F57(332.88)223.1/57C30/C40703C60480.9C6012.1.2 超高泵送的难重点分析序号重难点1混凝土结构耐久性要求高，重要构件耐久年限100年，次要构件耐久年限50年。2混凝土泵送高度高，一泵到顶最高泵送高度270m。3混凝土强度高，核心筒剪力墙混凝土标号为C60钢管柱混凝土强度为C60（自密实）。4结合混凝土强度和构件尺寸，核心筒厚度超过1m的剪力墙、钢管柱属于高强大体积混凝土。5钢管柱混凝土最高高度8米高抛式施工，浇筑需要达到自密实效果。6工程施工周期长，需要根据气候条件实时调整配合比。12.1.3 相应难重点的对策分析序号对策分析1开展耐久性研究，优化配合比设计，注重施工过程管理和对混凝土的养护。2根据泵送高度，优化配合比保证混凝土具有高匀质性、低粘度，保障混凝土的超高泵送。3针对C60高强混凝土，优化配比控制水胶比，掺加硅灰等技术确保混凝土满足强度。4采用“双掺”“三掺”技术，掺加矿物掺合料，保障强度满足下，降低混凝土水化温升。5优选粗骨料粒径及级配，优选混凝土外加剂，确定合适的粉料用量，确保自密实效果。6做好原材料采购预案，根据四季变化天气情况进行混凝土试配，做到有备无患。12.1.4 选取代表性混凝土选取代表性的混凝土做配合比设计，其余混凝土参考得到。代表性混凝土列表如下：序号代表性混凝土种类代表性结构部位1超高泵送C50普通混凝土49层以上核心筒剪力墙2超高泵送C60高强混凝土49层以下核心筒剪力墙3C60自密实混凝土钢管柱混凝土备注：钢管柱C60自密实超高泵送混凝土相关要求参考C60高强超高泵送混凝土；其他超高泵送普通混凝土相关要求参考C30超高泵送混凝土。 12.2 原材料的质量要求与品种确定12.2.1 原材料的质量要求三类代表性混凝土所需原材料的通用性指标要求见下表：序号项目原材料的通用性指标要求1水泥碱含量低、C3A含量少、强度富余系数大、活性好、标准稠度用水量小，水泥与外加剂之间的适应性良好。2粗骨料含泥量不大于1%，泥块含量为0，针片状颗粒含量不大于5%；碱活性反应试验合格，其它指标满足建筑用卵石、碎石的类要求。3细骨料区河砂，细度模数2.62.9，含泥量不大于1%，泥块含量为0.5%，有机物等含量不大于1%。碱活性反应试验合格。满足建筑用砂的类要求。4掺合料活性矿物掺合料，粉煤灰、矿粉。 5外加剂聚羧酸减水剂，减少氯离子和碱量的引入，满足外加剂与水泥的相容性。6水自来水，符合混凝土拌合用水标准JGJ63-89规定。12.2.2 超高泵送C50高强混凝土超高泵送C50高强混凝土所需原材料特殊性指标要求见下表：序号项目原材料的特殊性指标要求1水泥普通硅酸盐水泥PO42.5。2粗骨料粗骨料粒径选择520mm，级配连续。3外加剂聚羧酸高效减水剂。12.2.3 超高泵送C60高强混凝土超高泵送C60高强混凝土所需原材料特殊性指标要求见下表：序号项目原材料的特殊性指标要求1水泥PO42.5，根据试验最终确定。2粗骨料粒径520mm，级配连续，母岩强度大于混凝土强度的20%。3外加剂减水率20%的聚羧酸高效减水剂。12.2.4 C60自密实混凝土C60自密实高强混凝土所需原材料特殊性指标要求见下表：序号项目原材料的特殊性指标要求1水泥PO42.5，根据试验最终确定。2粗骨料粒径选择520mm、516mm，级配连续，母岩强度大于混凝土强度的20%。3掺合料级粉煤灰、S95矿粉、硅灰。 4外加剂减水率20%的聚羧酸高效减水剂。通过主要原材料重要指标的对比分析，确定主要原材料。对比指标主要包括：对比水泥与外加剂的相容性，胶凝材料中粉煤灰的活性指标、细度和烧失量等，矿粉的活性指标、比表面积和有害离子含量等，硅粉的活性指标和蓄水量比等，粗骨料的压碎指标、碱含量和含泥量等，细骨料的细度模数、碱含量和有害离子的含量等内容。本部分仅列举了原材料主要指标，原材料质量控制部分有比较全面的检测指标。对比原材料的流程如下：从产品的质量保证体系、市场的使用情况、产品的信誉、产品的技术指标及产品的供应能力等方面综合考核，初步确定选用下列厂家的材料进行混凝土配合比试验：序号材料产品厂家备注1PO42.5扶风冀东水泥厂根据试配和试拌结果确定最终选用适应于各强度等级混凝土的水泥品种3级粉煤灰大唐盛龙建材厂用于本工程所需混凝土4磨细矿粉德龙建材厂用于本工程所需混凝土5硅灰天津用于C60自密实混凝土6粗骨料富平C60自密实选用520mm； 7细骨料渭河细度模数2.6的区中砂8外加剂西卡用于C60高强混凝土根据原材料要求及本工程混凝土拟采用的原材料厂家，对进场原材料分批次检验，具体检验指标见下表：序号材料检验项目1水泥流变性能、粗细颗粒级配、细度、安定性、凝结时间、强度、标准稠度用水量、胶砂强度、碱含量、化学分析、放射性核素分析2粗骨料级配、含泥量、泥块含量、空隙率、表观密度、含水率、吸水率、母岩强度、压碎指标、针片状颗粒含量、有机物含量、S03含量、碱活性反应及放射性核素分析3细骨料细度模数、含水率、吸水率、含泥量、泥块含量、表观密度、坚固性、硫化物和硫酸盐含量、氯盐含量、碱活性反应、放射性核素分析等4粉煤灰含水量、细度、需水比、烧失量、碱含量、活性指数、S03含量、放射性核素分析5磨细矿粉含水量、氯离子含量、密度、放射性核素分析、比表面积、烧失量、流动度比、活性指数6硅灰比表面积、SiO2含量、烧失量、需水量比、含水量、活性指数等7新型掺合料W细度、比表面积、碱含量、活性指数等8外加剂减水率、固含量、氯离子含量、含气量、碱含量、水泥净浆流动度、混凝土坍落度经时损失、混凝土凝结时间、压力泌水率等12.3 配合比设计从配合比设计中的外加剂适应性、混凝土性能、特殊要求及解决措施等方面进行混凝土配合比的设计。12.3.1 外加剂适应性验证任何一种混凝土在使用外加剂之前，必须进行外加剂适应性试验。外加剂适应性验证合格，方可进行混凝土试配。外加剂适应性试验流程设计见下图：12.3.2 超高泵送C50高强混凝土配合比设计在进行超高泵送时，C50高强混凝土相对C60高强混凝土浆体稠度不足，可能会在超高泵送压力下引起泵管内混凝土分层离析，甚至出现堵管现象，因此，需要根据泵送高度，适当调整C50高强混凝土的浆体稠度；并且结合超高泵送泵管直径与骨料最大粒径的关系，及考虑提高C50高强混凝土的浆体包裹性，将粗骨料粒径控制为520mm连续级配。超高泵送C50高强混凝土的技术要求见下表：技术指标具体要求坍落度及坍落度经时损失要求混凝土入泵坍落度220240mm，坍落度经时损失要求为1h小于10mm，2h小于20mm。坍落扩展度坍落扩展度在500550mm之间，扩展度损失1h小于30mm，2h小于50mm。砂率砂率控制在38%44%之间。粗骨料碎石，粒径520mm连续级配，保证超高泵送所需的粘聚性。和易性不离析、不泌水、坍落度、扩展度满足指标要求。凝结时间为了保证混凝土的连续浇筑，避免出现施工冷缝，要求商品混凝土的初凝时间不小于6小时，终凝时间不大于12小时。压力泌水率压力泌水率小于35%，保证超高泵送压力下混凝土的抗离析性能。配合比设计流程图如下：超高泵送C50高强混凝土标准差取5.0MPa，28d标准试块的抗压强度需达57.5MPa以上；根据试配工作性在满足坍落度和扩展度要求下，根据压力泌水率测试结果调整增稠剂掺量改善泵送性能，最终选择强度、可泵性、耐久性良好的配合比进行工程应用。12.3.3 超高泵送C60高强混凝土配合比设计本工程钢管内灌混凝土，考虑施工过程不易振捣，且为保证钢管内灌混凝土与型钢的紧密结合，需要使用大流态的高强混凝土。C60高强混凝土的技术要求见下表：技术指标具体要求坍落度及坍落度经时损失为保障混凝土具有超强的可泵性，要求混凝土入泵坍落度为240260mm；坍落度经时损失要求为1h小于10mm，2h小于20mm；保证混凝土匀质性高、粘聚性好，不离析。坍落扩展度坍落扩展度在600700mm之间，扩展度损失1h小于20mm，2h小于30mm。U型仪试验U型仪试验要求4min过流高度差小于10mm，达到自密实效果。倒锥试验倒锥试验流出时间在58s之间，保证超高泵送时具有合适的粘度。压力泌水率压力泌水率小于35%，保证超高泵送压力下混凝土的抗离析性能。体积稳定性混凝土28d自收缩率小于万分之三。特殊性分析：钢管内部混凝土浇筑后不易振捣，需要采取大流态的混凝土，保证混凝土的顺利浇筑和密实填充；随着混凝土中胶凝材料水化反应的进行，混凝土会产生化学收缩和自收缩，并且在混凝土硬化过程中，会发生干燥收缩，这些收缩会引起混凝土与型钢构件接触面脱离，型钢混凝土整体性变差。解决措施：通过优化混凝土配合比，优选粗骨料级配，在保证混凝土达到自密实效果基础上，粗骨料的合理级配可以减小混凝土的部分收缩；保障混凝土与型钢紧密接触。配合比设计流程：在C60高强混凝土所需主要原材料品种优选基础上，进行配合比流程设计。为保证强度及达到自密实效果，粗骨料粒径需选择520mm连续级配；配合比设计中按照混凝土强度等级计算水胶比，确定单方用水量、砂率等关键参数，进而确定水泥用量，根据工程经验及配合比设计方法拟定多组掺合料掺量组合，进行混凝土试配，依据工作性能检测及U型箱试验检测试配混凝土的自密实效果。在多组满足自密实性要求的配合比中，优选压力泌水率低的配合比，进行混凝土长龄期试验，在长龄期试验结果中，重点考察多组混凝土的自收缩和干缩性能，其中自收缩性能必须达到低收缩的效果，并实现低干缩性。配合比设计流程见下图：C60高强混凝土标准差取6.5MPa， 28d标准试块的抗压强度需达到70.6MPa以上；在筛选的配合比中，在耐久性试验中重点考察收缩试验差异，最终实现C60高强混凝土的工程应用。12.3.4 C60自密实混凝土配合比设计C60自密实混凝土除了采用粉煤灰、矿粉、微硅粉“三掺”技术，保证混凝土强度和耐久性满足工程要求前提下，硅灰可显著降低超高泵送C60自密实混凝土的粘度，在合适的掺量下，可使倒筒时间从10秒以上缩短至5秒以内。硅灰的掺入还可提高C60的密实度，有利于提高C60混凝土的耐久性。C60自密实混凝土的技术要求见下表：技术指标具体要求坍落度及坍落度经时损失对于巨型柱C60自密实混凝土，为保障混凝土具有超强的施工性能，要求混凝土入泵坍落度为240260mm；坍落度经时损失要求为1h小于10mm，2h小于20mm；保证混凝土匀质性高、粘聚性好，不离析。坍落扩展度坍落扩展度在600700mm之间，扩展度损失1h小于20mm，2h小于30mm。倒锥试验倒锥试验流出时间在58s之间，保证超高泵送时具有合适的粘度。压力泌水率压力泌水率小于35%，保证超高泵送压力下混凝土的抗离析性能。特殊性分析：混凝土强度等级高，水灰比小，胶凝材料用量大，致使混凝土粘性大，不利于泵送。解决措施：掺入硅灰，填充细微孔，实现混凝土中胶凝材料的紧密堆积，且发挥硅灰一定的活性效应，提高混凝土的强度，保证达到C60的强度要求；硅灰还可显著降低C60混凝土的粘度，有利于C60自密实混凝土的顺利泵送。配合比设计流程：C60自密实混凝土达到其设计强度，对原材料性能要求高， 在优选原材料的基础上进行C60自密实混凝土泵送的配合比设计，配合比设计流程见下图：12.4 混凝土主要性能试验 针对本工程对混凝土耐久性的要求及自密实混凝土等特殊混凝土对工作性的要求，需开展相关试验研究。现将混凝土耐久性试验内容、简单原理、自密实混凝土U型箱及压力泌水试验等内容列表如下：项目试验内容混凝土体积稳定性试验原理通过模拟施工时现场的气候条件，进行混凝土收缩试验和平板开裂试验来判断混凝土的体积稳定性能。试验仪器非接触式混凝土收缩测试仪混凝土平板开裂试验仪氯离子渗透试验原理通过一定条件下氯离子的通过量来判断混凝土的抗氯离子渗透性能，氯离子扩散系数越小、混凝土越密实、混凝土的抗腐蚀性能越好。氯离子扩散系数是按国际上采用ASTMC120294的直流电量法，测定6h通过试件的总电量来进行评价。试验仪器ASTMC120294直流电量法测试原理直流电量法试验仪混凝土碳化试验原理混凝土碳化使PH值降低，在水分侵入时，钢筋失去碱性保护而锈蚀膨胀，使混凝土出现顺钢筋的裂缝，裂缝又会加速混凝土的碳化和钢筋的锈蚀，最终导致结构破坏。试验仪器立式混凝土碳化箱混凝土碳化试验试块自密实砼试验原理检验自密实混凝土通过U型箱的时间和效果评价自密实性能，并通过压力泌水率试验判断自密实混凝土的可泵性。试验仪器自密实试验U型箱压力泌水试验仪器混凝土抗渗试验原理通过逐级加压法抗渗试验判断混凝土的抗渗性能是否满足抗渗等级设计要求。试验仪器抗渗试验仪抗渗试模12.5 试配与试拌实施12.5.1 碱骨料反应碱骨料反应评价方法：碱骨料反应试验箱碱骨料反应评价标准采用快速砂浆棒法评价，14d龄期的砂浆膨胀率小于0.1%，则骨料是无害的，骨料属非活性骨料。膨胀率大于0.2%，则表明骨料具有潜在碱活性，膨胀率在0.1%和0.2%之间需进行其他必要的辅助试验。 防止混凝土的碱-骨料反应主要控制混凝土中的碱含量，使用非碱活性骨料，主要从以下几个方面采取措施：序号项目主要措施1骨料使用非碱活性骨料。2掺混合材料使用低碱水泥，使用掺合料时对其中的碱含量要检测，碱含量要符合标准要求。3配合比在满足混凝土的强度及施工性能的前提下降低水泥用量，掺加矿物掺合料，消耗一部分混凝土中的碱，抑制碱-骨料反应。4控制碱含量以含碱量(Na2O%+0.658K2O%)低于0.6%为含碱量安全界限。总碱含量要符合规定要求。12.5.2 拟定基本配合比根据以往在超高层混凝土泵送方面的经验和技术积累，针对西安绿地中心A座项目工程特点和混凝土需求，初步拟定所有混凝土的配合比。根据试配试验，选用PO42.5水泥可以配制C60高强、C60自密实混凝土。根据已有经验，对C50高强、C60高强、C60自密实混凝土分别选用PO42.5水泥，根据实际试配结果确定最终水泥品种。本工程各代表性混凝土试配时间列表如下：序号混凝土类型计划开始和完成时间1超高泵送C50高强砼2013年10月01日2013年11月1日2超高泵送C60高强砼2013年9月01日2013年10月1日3超高泵送C60自密实砼2013年9月15日2012年10月15日12.5.3 施工前试拌确认配合比搅拌站技术人员根据GB/T50080-2002为每一级别的混凝土进行模拟生产和试验。计划于2013年9月进行两次模拟实验，在两次试拌的开始、中间和结束时，分别取样并进行下述测试，综合考虑了搅拌站到达浇筑地点的时间差。最终确定配合比。所要进行的测试见下表：序号测试项目测试内容1温度记录5次试配时的气温、原材料温度、混凝土出机温度。2坍落度、扩展度记录每次试拌时，外加剂用量、对应的混凝土坍落度、扩展度，并且依据搅拌站到浇筑地点的时间，测试坍落度、扩展度的经时损失。3抗压强度5次试拌，每次试拌留置9个试块，分别测试7d、14d、28d抗压强度，判定强度是否合格。4凝结时间5次试拌，每次均需测试混凝土的初凝时间和终凝时间。5和易性5次试拌，每次均需记录外加剂的掺量，并且记录每次试拌混凝土的和易性，包括流动性、粘聚性、保水性。12.5.4 试块的留置考虑到工程的特殊性及重要性，需对混凝土进行长期试件留置。每个浇筑单元除了按规范要求留置试块以外，对核心筒剪力墙、梁、板混凝土及巨柱混凝土等典型节点留置一定数量的长期试件，留置原则为：（1）每50m高度为一个区段；（2）核心筒剪力墙留置长期试块；（3）钢管混凝土留置长期试块，钢管混凝土强度分别为C60、C50区域分别留置长期试块。根据本工程的结构特性及混凝土所处环境,拟留置长期试件见下表： 序号长期试件留置种类1抗压试块、碳化试块，试件尺寸：150150150mm。2弹性模量试件，试件尺寸：150150300mm。3抗渗试件，试件尺寸175185150mm。4氯离子渗透试件，试件为标准小型圆柱体试件，测试时需打磨两侧面。5混凝土收缩试件，试件尺寸：100100515mm。每种强度等级混凝土的长龄期试件必须由同一批混凝土制作，同一强度等级的混凝土在配比调整变化情况下，当重新记录一个批次，并留置长期试件。这样所测到的数据才能真实、准确的反应混凝土的变化状况，对混凝土的耐久性的分析才会比较准确，才能准确的提出对结构进行维护的建议和措施。长期试件的检测方法为：将试件置于与工程类似的气候环境条件下，其中一半试件表面刷上与工程所用相同的外墙涂料，涂料的更换时间与工程同步，分别检测各龄期混凝土的各项性能，记录数据进行分析，对混凝土涂料的保护作用也可以进行评价，另一半试件置于标准养护室养护，以便于评价同条件养护与标准养护的长期关系。混凝土的同条件养护长期试件的检测项目与检测龄期见下表：序号检测项目检测龄期1抗压、碳化56d、90d 、180d各两组，其后每年检测两组。2弹性模量56d、90d 、180d各两组，其后每年检测两组。3抗渗试验每年检测一次，每次检测两组。4氯离子渗透每年检测一次，每次检测两组。5收缩试验前28天每天测量一次，第一年每月测量一次，其后每半年检测一次。12.6 大体积混凝土的温控措施、自收缩控制措施与裂缝防治措施12.6.1 大体积混凝土温控措施本工程的钢管柱直径以及核心筒剪力墙的最大几何尺寸均大于1m，属于大体积混凝土，现以C60自密实和C60为代表，计算温升峰值来制定相应的温控措施。绝热温升按此公式计算：Th=W*Q*(1-e-mt)/c*计算绝热温升Th所需各参数代号意义取值单位W胶凝材料用量-kg/m3K掺合料折减系数0.96Q0水泥水化热298.5kJ/kgC混凝土比热0.97kJ/kgK混凝土密度2400-2500kg/m3e常数2.718t龄期3/7d计算绝热温升T(t)=WKQ0/(C)(1-e-mt)m系数Tj=30时0.397则C70自密实T3=51.4； T7=69.3；C60 T3=46.7； T7=62.9(其中浇注温度取30)混凝土结构表面温度计算公式为： Tb()=Tq+4h * (H- h) *T()/H2；K计算折减系统取0.666；混凝土导热系数取2.33W/mK； 模板及保温层传热系数(W/m2K)；i模板及各种保温材料厚度(m)；i模板及各种保温材料的导热系数(W/mK)；g空气层传热系数可取23W/m2K。C70自密实混凝土：3d时混凝土表面温度Tb(3)=30+0.767（62.95-30）=55.27；7d时混凝土表面温度Tb(7)=30+0.767（73.73-30）=63.54；因此：3d时混凝土里表温差T(3)s=62.95-55.27=7.68；7d时混凝土里表温差T(7)s =73.73-63.54=10.19；C60混凝土：3d时混凝土表面温度Tb(3)=30+0.767（59.69-30）=52.77；7d时混凝土表面温度Tb(7)=30+0.767（69.45-30）=60.25；因此：3d时混凝土里表温差T(3)s=59.69-52.77=6.92；7d时混凝土里表温差T(7)s =69.45-60.25=9.20；上述配合比满足GB50496-2009中大体积混凝土的温控要求；若入模温度高于30，则具体温控措施如下：夏季在混凝土拌合用水中加冰块，降低水泥、矿粉的入罐温度，降低入模温度，以减少混凝土的温升值；冬季则使用热水作为混凝土拌合用水，并采用防冻外加剂，预防混凝土受冻；夏季避免骨料暴晒，必要时可用清水冲洗来降低混凝土入模温度；冬季可用蒸汽为骨料加温，提高混凝土出机温度；夏季混凝土罐车罐体进行保湿降温，在罐车上打上麻袋等保湿效果比较好的材料；冬季则选用保温材料包裹罐体进行保温；严格规定水泥入罐温度不高于65，避免由于水泥温度过高导致水化热过快的情况；在混凝土模板外表面粘贴苯板保温，以降低混凝土散热过程中的内外温度梯度；12.6.2 大体积混凝土自收缩措施经试验研究得C60自密实和C60的自收缩收缩率不到万分之三；特制定了如下减少自收缩的措施：选择合理的养护制度：即在混凝土中掺加水饱和轻质集料代替普通集料，这种集料相当于内部储蓄水，在水泥水化中，可以释放并供给水分以减少自干燥程度。选择合理的外加剂：减缩剂对减少高性能混凝土的自收缩很有效，减缩剂通常是表面活性剂，是通过减小孔隙水的表面张力而降低在干燥过程中表面应力的产生，从而减小收缩。选择合理的水泥品种及混合材：使用低热水泥或中热水泥配置的混凝土的自收缩值要比硅酸盐水泥混凝土低得多。混合材对混凝土的干燥收缩值的影响，主要与混合材的细度、活性及相对需水量有关。若混合材的活性较低、较细度较小并且相对需水量较大，可显著减少水泥石的自收缩。减少水泥熟料用量：改善水泥初始堆积结构及辅助材料颗粒与C-S-H的界面结构、增强两者胶结能力，减少水泥用量，则可能使水泥浆体既具有较好的力学性能又有良好的体积稳定性。C70自收缩曲线图 C70水化温升曲线图12.6.3 混凝土裂缝的防治措施混凝土裂缝多种多样，形成原因复杂，我们将根据混凝土裂缝形成原因，针对本工程结构部位采取有效的预防措施，控制本工程的混凝土裂缝产生在规范允许范围内；下表为常见裂缝的部位、裂缝形式及预防措施：部位可能出现裂缝主要形式预防措施核心筒剪力墙温度裂缝掺加高效减水剂，并且适当加入缓凝组分，可减少胶凝材料用量并且可延长水化热时间；掺加粉煤灰、磨细矿粉等矿物掺合料取代部分水泥可有效降低水化反应的水化热；采取在拌和水中加冰块等措施降低混凝土入模温度，采取分层浇筑等利于混凝土散热的施工方法施工；在混凝土模板外表面粘贴苯板保温，以降低混凝土散热过程中的内外温度梯度等，有效避免混凝土温度裂缝。沉陷收缩裂缝本工程核心筒剪力墙强度等级高，混凝土粘性大，又由于我们严格控制粗骨料粒径小于20，只要在施工中加强过程管理采取二次振捣等措施使混凝土振捣密实，可以确保混凝土在硬化过程中不至于因为沉陷收缩产生裂缝。干缩裂缝加强混凝土后期养护，保持混凝土湿润可以控制混凝土表面的干缩开裂。钢管柱自身收缩裂缝钢管柱强度等级为C60C50，为高强大体积混凝土，由于其水泥用量大导致混凝土自身收缩较大，我们将掺加微珠、粉煤灰等矿物掺合料取代部分水泥，预防混凝土收缩。同时在混凝土中掺加适量硅灰，有效补偿混凝土收缩。塑性收缩裂缝节点处混凝土浇筑采用辅助人工振捣的方式施工，可以确保混凝土内部密实，能有效预防混凝土沉陷收缩裂缝的产生。楼板混凝土干缩裂缝混凝土表面干缩裂缝主要容易出现在楼板上，在本工程楼楼板施工中我们将采用二次抹压技术，即在混凝土表层刮平抹压12小时后，混凝土终凝前对混凝土表面进行二次抹压，增加混凝土内部的密实度（二次抹压时间必须掌握恰当，过早抹压没有效果，过晚抹压混凝土已进入初凝状态，失去塑性，混凝土表面就可能出现的裂缝）。在混凝土表面经过二次抹压后，采取措施保证混凝土表面湿润，让混凝上处于潮湿状态下养护。混凝土终凝后浇水养护不少于7天，确保混凝土不出现表面干缩裂缝。塑性收缩裂缝本工程楼楼板施工标高跨度大，混凝土泵送高度超高，我们将根据混凝土施工标高变化、考虑施工坍落度、气温、天气等因素进行大量的混凝土试配，确保施工混凝土不泌水、不离析，在保证前述混凝土施工工艺措施的情况下可以有效避免楼盖结构塑性收缩裂缝产生。12.7 混凝土搅拌站本工程拟采用一泵到位的高泵程浇筑施工技术，重点对混凝土拌合物的坍落度和压力泌水率进行检测，根据对本工程混凝土浇筑特点分析，在选择混凝土搅拌站时，在保证混凝土搅拌站具备生产普通混凝土及C60、C50高强混凝土技术前提下，重点考察以下两点：（1）搅拌站的生产能力，选择能够保证混凝土充足供应的搅拌站；（2）搅拌站距离工程所在地的距离，选择与工程所在地距离近的搅拌站，减少混凝土运输路径上的时间，保证混凝土到达工地现场的性能。（3）要求各搅拌站采用统一配合比，且保证原材料来源一致；（4）明确提出搅拌站在供应组织、交通运输上要提前与总包单位共同制定详细可行的实施方案，确保混凝土的场外供应、运输保质保量、畅通无阻；（5）要求搅拌站与相关路线的交通警察中队进行联系，保证在早晚高峰时段适当放行，确保连续供应。结合上述要求，选择组织过大底板及地下室结构施工的长安站直接为本工程输送混凝土，长安站运输的具体情况见下表：序号商品砼站名称厂站位置日生产能力距离距工地车程资质级别备注1长安站长安区细柳镇南等驾坡村以南5760 m312公里25min二级主选站混凝土搅拌站与工地施工现场的相对地理位置及行车路线详见下图：为保证混凝土输送车能以最快的速度到达施工现场，我们对主要路线的车流量进行调查，最终确定各搅拌站混凝土运输车行驶路线选择如下：名称公里数路线长安站12km路线1：长安站西户路韦斗路丈八八路锦业路贵项目；路线2：长安站西户路韦斗路亚迪路锦业路贵项目；为保证交通高峰时混凝土的连续供应，我站均在运输车辆上安装GPS，对运输车辆进行实时监控和调配，并选取多条线路解决交通高峰期的车辆堵塞，保证现场连续浇筑。12.8 混凝土输送泵的选择、定位及输送管道的布置本工程属于超高层建筑，采用高压泵送设备对本工程主体施工尤为重要，本工程以100米为界限，划分低区、高区泵。12.8.1 混凝土泵的选择 泵送出口压力是决定混凝土泵送高度的重要指标，我们将在计算理论泵送所需压力的基础上初定泵的型号，然后根据拟定布置方式计算配管整体水平换算长度等技术指标，从而验算所选泵型的科学、合理性。低区泵采用三一重工SY5121THB-9018型混凝土输送泵，技术参数如下：型号SY5121THB-9018型混凝土理论输送压力（低压MPa/ m/h）8.7/94混凝土理论输送量（高压MPa/ m/h）18/50m/h最大骨料（输送管径为150mm时）40mm坍落度100mm230mm料斗容积上料高度0.6 m1500mm外形尺寸 长宽高9185mm2470mm2040mm总质量12000kg高区泵泵送混凝土至屋顶核心筒墙最高点(596.2m)所需压力计算：计算依据：JGJ/T10-95混凝土泵送施工技术规程混凝土泵送所需压力P包含三部分：混凝土在管道内流动的沿程阻力造成的压力损失P1、混凝土经过弯管的局部压力损失P2以及混凝土在垂直高度方向因重力产生的压力P3。1）水平管压力损失：式中：单位长度的沿程压力损失，经以往经验C60混凝土在单位长度管道内压力损失为：=0.02 MPa/m。 管道总长度，垂直高度按600m，加上布料机长度及水平管道部分，总长约按800m计。 粘着系数，取k1=（3.0-0.10S）102 (Pa)，S为塌落度，本工程S=200mm，则k1=（3.0-0.10S）102 (Pa)=100Pa混凝土输送管直径为148mm。k2速度系数，取=（4.0-0.10S）102 (Pa/m/s)，则k2=（4.0-0.10S）102 =200Pa混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝时间之比，其值约0.3。混凝土在管道内的流速，当排量达40m3 /h时，流速约0.65m/s。径向压力与轴向压力之比，其值约0.95。计算得： P1 = 16MPa2）弯管压力损失：90弯管，含地面水平弯管、竖管缓冲弯管及布料机弯管，约26个；45弯管，约2个，每套管道设置2个截止阀。每个90弯管压力损失0.1 MPa；每个45弯管和截止阀压力损失0.05 MPa；分配阀压力损失0.2 MPa。P2=260.1+40.05+10.2= 3 MPa。3）竖管中混凝土自重压力损失：P3 =g H = 25009.860010-614.7 MPa。式中：混凝土密度，取2500kg/m3g重力加速度9.8m/S2H泵送高度，按600m计算计算结果：泵送混凝土高度600m时理论计算所需要的压力P = P1+P2+P3 =16+3+14.7=33.7 MPa在一般的泵送施工经验中，混凝土泵的最大出口压力应比实际所需压力高20%左右，多出的压力储备用来应付混凝土变化引起的异常现象，避免堵管。而对于本工程这种特高层建筑的混凝土泵送，其意外的因素更多，要求的可靠性更高，应该有足够的压力储备。因此，根据上面的计算结果，我们将泵的最大出口压力设定为48 MPa，一方面有压力储备，另一方面，在正常的工作状况下，液压系统工作压力不超过25 MPa（出口压力33.7 MPa时对应液压系统工作压力为24MPa），此状态下泵机工作稳定性、可靠性更高。本工程可选用中联重科型号为HBT90.48.572RS的高压输送泵，两台使用一台备用。下表为中联重科HBT90.48.572RS高压混凝土泵的技术参数：技术参数HBT90.48.572RS混凝土最大理论方量（低压/高压）98.5/58.7 m3/h最大理论出口压力（低压/高压）26.5/47.6 MPa活塞最大换向频率（低压/高压）30.7/18.3 n/min混凝土缸直径/行程1802100 mm主油缸直径/行程2102100 mm液压系统形式闭式液压系统压力35 MPa发动机型号2- BF6M1015C发动机(功率)/转速(286+286)/2100 kw/rpm整机质量16000 kg12.8.2 混凝土泵的定位与水平输送管道的布置从结构第20层（垂直高度约100m）开始启用超高压混凝土输送泵，此时泵送混凝土出口压力超过12Mpa，2台混凝土泵具体摆放位置及2条砼管线水平布置示意图如下。泵送设备及水平管道布置方案（示意）立管定位图（示意）12.9 混凝土管道的布置、管道规格选用及安装12.9.1 管道选用及布管地面水平管道的长度一般为垂直泵送高度的1/5-1/4，即地面管道长度为54米-68米，本工程选择60米水平管道。垂直管道在18-20层和37-39层（暂定）设置两处S弯头，以减缓混凝土自重对楼板、管道及泵送设备的冲击。整条管道壁厚采用等寿命设计，采用壁厚10mm的高强耐磨输送管。巨型柱浇筑和楼面浇注时，在相应楼层拆开垂直150管道，采用弯管、过渡管连接拆开的垂直150管至125B输送管（壁厚4mm）连接16米布料机，或用150管直接浇筑楼板。垂直输送管的长度，按提模平台爬升步距或楼层高度模数确定，以有利于提模时管道加节、管道维护。管道加节的组合长度可调节，适应提模平台爬升步距的偏差。12.9.2 布管及管道固定超高层泵送输送管道的布置与固定分为三个部分：地面水平管：地面水平管道固定在地下室顶板上，楼板固定（管道穿过楼板）采取管道夹具进行固定；需控制地面水平管的最低点，安装管道截止阀采用管夹加钢筋水泥墩的固定方式。如下图所示：水平直管固定方式水平弯管固定方式水平转垂直处的弯管固定水平直管固定详细做法示意图竖直管道的固定方式为附墙固定，提前预埋在核心筒连梁上的埋件，管道附墙固定采用预埋件焊接管夹的方式。管道附墙固定的位置选在剪力墙的连梁上，详细固定情况见下图所示。混凝土输送管竖直管固定方式混凝土输送管垂直管埋件剖面 12.9.3 管道截止阀的设计与安装每台套泵送管路需用2个两位截止阀，2条管线，共4个管路截止阀。在地面水平管的弯管处安放一个截止阀，主要作用：用于泵送完成后管道清洗的废水残渣的回收处理。在垂直管路起点处和3层楼面标高处各安放一个，方便处理泵送设备故障和地面水平管的堵管事故，避免垂直管道的混凝土回流。泵出口处水平管安装液压截止阀为液压截止阀提供动力的泵站12.10 布料机选择与安装（1）核心筒结构布料机选择与布置方案根据主楼核心筒所需的布料范围：选择2台HGY28型臂长28米布料机，以满足核心筒体混凝土浇筑施工要求。布料机安装在顶升模架平台上，随平台共同提升至作业面，布料机本身可不设爬升装置。（2）钢管柱16米布料机方案为减轻外钢管柱布料机对核心筒和钢管柱之间钢梁产生的荷载，钢管柱混凝土浇筑施工选择2台HGY16型臂长为16米的小型布料机，此型号布料机带平衡臂配重，且可采用塔吊根据施工需要进行移动。其特点是：重量较轻（约为6.5吨），对钢梁产生弯矩小（约为11吨米），安装在建筑物钢梁上，可降低钢梁的荷载。一台HGY16型布料机负责浇筑一个钢管柱，对称作业，浇筑另外2只钢管柱混凝土时，需要塔吊起吊移动布料机工位。（3）超高压泵设备操作人员配置职务配置人数任务及工作职责职责泵机操作手4负责设备操作和常规保养专业维修工2负责两台泵机的日常机修工作管道维护工8负责管道架设、拆装指挥人员2现场泵送施工指挥通讯设置：高层施工过程中因操作人员无法及时了解施工面的情况，必须配备步话机，确保操作人员与施工面人员的通讯畅通。水源及照明设置：泵机附近和浇筑操作平台备有充足的水源及照明设置，以便混凝土管道清洗和夜间操作。（4） 设备供应厂家对工程的配合与服务在现场设立混凝土设备配件库，为西安绿地中心A座项目混凝土泵送设备提供完美保障，建立服务绿色通道，及时快速解决现场问题。设置项目服务组，施工期间提供专职服务小组常驻工地，负责指导设备的安装、调试、日常保养及诊断、排除故障。12.11 混凝土施工过程控制（1）泵送施工准备泵送施工前应编制方案，合理安排行车路线和车辆，保证满足连续供应。检查泵送设备的各项仪表和构件，杜绝带病作业。定期检查管道是否松动、漏浆；检查眼镜板和切割环的间隙。配置超声波测厚仪，派专人定期对超高压管壁厚进行检测，以防过度磨损而发生爆管。根据经验输送管主要检测点为水平管底部、弯管外侧，特别是水平转垂直管处的弯管。泵送前，先泵约1m水，以润湿管路、料斗、混凝土缸；检查泵的料斗、泵室、输送管道等与混凝土直接接触的部分，确认无渗漏及堵塞等异常情况后，泵送2-3m同标号砂浆；润滑管道后，泵送混凝土。为确保浇筑前对管内的水、泵管润滑砂浆能及时运回地面，在主楼混凝土浇筑作业面配置废料承接容器废料箱，详见本小节附表。楼面混凝土浇筑应采用退管法施工，即先从距垂直爬升管较远处开始浇筑，通过拆管边退边泵，最后进行距爬升管较近处的混凝土浇筑。钢管柱混凝土浇筑时，两台布料机用U型卡固定在钢梁上，浇筑完成后，用塔吊调离施工面。核心筒混凝土浇筑时，两台混凝土布料机分别固定在顶模平台上，可随着结构层的不断爬升而上升，实现同步操作。接入布料机的泵管通过固定在顶模平台体系上的U型卡箍固定，使之有较强的稳定性，能够很好的满足高压对其的冲击。由于顶模平台体系距离施工层操作面有4m以上的落差，所以使用锥形混凝土承料斗，缓解混凝土高落差对其性能的不利影响，锥形料斗遍布在各剪力墙上方，可实现自由移动和拆卸，很好的解决了混凝土落差过高的问题，串筒用4mm的钢板与直径12钢筋焊接而成，详见本小节附表。顶模范围内由于混凝土施工尚未完成，有长约15m混凝土立管无法固定在混凝土结构上，可临时固定在吊架上，用u型卡与吊架进行连接。严格记录下每次混凝土泵送的情况，以及维修保养的时间、部位，易损件的更换情况。废料箱、串筒、及顶模范围内混凝土立管固定形式及布料机位置（浇筑巨柱时，将布料机固定于钢梁上）示意图见下表。废料箱底面废料箱立面废料箱实物图片串筒示意图顶模范围内混凝土立管固定形式（2）混凝土质量控制本工程上部结构钢管柱强度等级为C60，核心筒剪力墙混凝土强度等级为C60，均属于高强度混凝土，其具有初凝时间短、凝结速度快、流动性好、粘度大等特点，为保证高强度混凝土的泵送要求，需要处理好以下几个问题：超高层泵送混凝土的坍落度控制尤为关键，坍落度过小泵送阻力增加不利于泵送；坍落度过大，由于超高压泵送内部压力大，易产生离析。对于高程约100m以下混凝土按常规混凝土施工控制，对于100m-顶层之间楼层的混凝土入泵坍落度应控制在220-260mm，同时应考虑混凝土的坍落度损失。超高泵送泵送前应对混凝土拌合物进行压力泌水率检测，泵送过程中按照每100m3混凝土一次进行抽检，检测结果应符合泵送混凝土对其压力泌水率的要求。混凝土压力泌水率30%。混凝土泵送施工时应加倍制留强度试块，应检测混凝土的长期耐久性，包括收缩、碳化、抗氯离子渗透等。（3）泵送过程控制 超高层混凝土的泵送过程控制是贯穿每一次混凝土泵送施工全过程的控制，从开泵前的润管到最后的泵管清洗，每个步骤都必须严格控制，保证每次混凝土泵送的顺利。开始泵送时泵机应处于低速运转状态，注意观察泵的压力和各部分工作情况，待顺利泵送后方可提高到正常输送速度。泵送作业时，注意观察主系统压力表变化，一旦压力异常波动，先降低排量，再视情况反泵1-2次，再正泵。在核心筒剪力墙高强混凝土浇筑过程中，若混凝土供应中断超15min，为防止泵管内混凝土凝固造成堵管，每隔10min应开泵一次。根据混凝土性能及施工速度，合理的调整输送泵液压系统的最大工作压力。（4）泵送故障应急处理与预防措施堵管超高层建筑泵送时，容易反泵，不容易发生堵管。若发生堵管，其部位一般出现在水平段弯管或锥管处，特别是水平段与垂直管相接的弯管处。发生堵管后，先进行反泵疏通，其它人员用榔锤对堵管部位进行敲打。若以上方法排除堵管无效，可先将液压闸阀关闭，待泄压后，清除堵管中的混凝土，接好管道，开启液压闸阀再继续泵送。预防堵管措施见超高泵送混凝土的影响因素及解决措施。爆管爆管一般出现在泵机出口端附近的管道，特别是水平段与垂直管相接的弯管处。处理方法：关闭垂直管与水平管处的液压闸阀并更换管道。预防措施：定期用红外线测厚仪检测水平段与垂直段输送管的厚度，厚度小于4mm则更换。（5）管道的水洗清理当混凝土输送高度为150米以下高度时，采用海绵塞的水洗方法，流程如下图所示：根据我公司多年施工经验，在150米以上高度时，如果仍用海绵塞，由于泵送压力高，海绵塞不能完全对高压水密封，渗过海绵塞的高压水形成小激流，流速比海绵塞快，从而冲走混凝土的砂浆，使海绵塞前的石子越积越多，当水流推力不足以克服石料自重和阻力时，就会发生堵管。此时应采用直接水洗的方法，水洗前先泵送一斗砂浆再泵送清水，当浇筑面的出料口出现混凝土与砂浆的过渡层混合物时，用废料箱盛接过渡层的混合物直至出水：然后反抽操作，残留石子在自重作用下沉入管路底层并在高层水压力作用下被吸回料斗，如此完成整个管路清洗，流程如下图：12.12 混凝土的浇捣注意事项在浇筑混凝土时，采用正确的振捣方法，可以避免蜂窝麻面通病，必须认