钢筋混凝土核芯筒专项方案

广州新电视塔工程施工总承包投标技术文件 第二篇 钢筋混凝土工程施工技术方案第三章 钢筋混凝土核芯筒专项施工方案第一节 核芯筒的特点和难点1.1 核芯筒的特点核芯筒为钢筋混凝土结构。核芯筒总高度为436.75米，平面形状为椭圆形，长短轴分别为18m15m。外部为椭圆形墙体，墙体内径尺寸为17m14m，其墙体厚度随高度发生变化。其变化的数值见下表2.3.1.1。表2.3.1.1 剪力墙厚度一览表剪力墙代 号核芯筒标高(m)-18.00-10.00-10.007.207.2027.6027.6084.8084.80110.80110.80162.80162.80220.00220.00272.00272.00334.00334.00以上墙厚(mm)Q1A500500500500500Q1400400400400400400400400400Q2300300300300300300300300Q3250250250250250250250250Q4350Q5200200Q6(外墙)12001000900800700600500500500400把筒体划分为6个大小不等电梯井筒。一个消防疏散楼梯及若干个机电竖向管井。其平面布置示意见图2.3.1.1。图2.3.1.1 核芯筒结构平面图核芯筒分层基本高度为5.2米，也有部份层高为10.4米以及若干层连续的空间。核芯筒混凝土楼板厚度为150mm。在核芯筒中以W-43轴为对称布置有14根钢骨柱。钢骨柱截面随高度变化。1.2 核芯筒结构施工的难点核芯筒的施工难点有以下几点：1）核芯筒结构平面尺寸相对于总高度来说是较小的,长细比为24.3。所以对核芯筒施工垂直度精度的控制受环境气候影响,难度相当高。故施工中的测量控制技术，提升工艺的纠偏技术是一个重要的施工关键。2）核芯筒平面面积小，不规则洞口面积比例大。若按常规支模方法，无法开展正常施工，故需针对核芯筒特点设计特殊提升工艺设施。（即整体提升操作平台施工工艺技术）3）核芯筒筒体高度达436.75米，采用一泵到顶的方案难度很大,而采用接泵也有不少负面影响。高标号的泵送砼技术是难点，必须认真研究对待的。4）核芯筒椭圆形外墙随高度方向截面厚度发生变化，在14根钢柱处分别伸出了1000500mm不等钢梁牛腿，对外模的配置和施工带来麻烦。5）核芯筒内部分隔不规则，若干机电竖井平面尺寸太小且不规则，对内墙模的配置带来困难，水平楼层结构以跳层和间隔多层设置，对平面楼板结构的支撑施工带来困难。6）核芯筒体是新电视塔钢结构施工的先导和依托，故核芯筒的施工要同步考虑钢结构吊装施工及后期机电设备的安装。第二节 核芯筒施工技术综述和工艺流程根据电视塔核芯筒结构混凝土的特点和难点，同时综合考虑外围钢结构的施工；总体工期要求及机电设备的安装等因素。确定核芯筒全高划分为三个施工阶段，分别采用三种施工工法完成核芯筒全高的施工。2.1 核芯筒施工阶段的划分和总工艺流程2.1.1三个施工阶段1）18.00m10.00m，核芯筒箱形基础。2）10.00m7.20m，非标段核芯筒结构。3）7.20m436.75m，标准段核芯筒结构。2.1.2核芯筒施工总工艺流程图2.3.2.1 核芯筒施工总工艺流程图其各阶段工序流程示意见下列附图：工况一 基坑开挖施工工况二 基坑底板施工工况三 箱基础施工 工况四 核芯筒非标段施工 工况五 整体提升平台组装 工况六 核芯筒标准段施工 工况七 核芯筒结构到顶图2.3.2.2 核芯筒各阶段施工工序流程示意图2.2 各阶段施工技术简述2.2.1箱形基础施工1)核芯筒箱形基础以中风化岩层作为持力层，底标高为18.00m。基础底板厚度为2.00m，采用C40混凝土；箱基侧壁厚度为1200mm高度16.0010.00m。从16.00m开始椭圆形箱壁中埋置14根钢骨柱。混凝土标号为C70。2)箱基深坑采用分层护壁，静爆和人工挖孔相结合的方法开挖。预留集水井明排水的方法进行施工。（注：根据分项工程作业界面的划分，围护施工单位挖至11.00m，以下部分由我方开挖。）3)计划开工时间与大直径挖孔桩同步（约2006年5月中旬开始）深坑开挖完成即开始箱基大底板的施工。4)主塔底板落深区落深达8米，深坑底板厚度2米，主楼深坑底板施工部署是集中力量，尽快完成，为-10.0m标高大底板施工创造条件，服务于工程的总体进度安排。A)深坑砼浇捣n 核芯筒深坑混凝土拟采用2台固定泵浇捣，10小时左右浇完。 n 每台泵车供应的混凝土浇注范围内应布置24台振动机进行振捣，混凝土由大斜面分层下料，分层振捣，每层厚度为50cm左右。n 先进行2m厚混凝土底板施工，然后再进行墙板的施工，因此在此施工缝处设置一条钢板止水带。B)砼保温、测温方案在核芯筒深坑内布置2根测温柱。采取表面塑料薄膜等措施，控制基础底板内外温差不大于25。C)基础底板施工流程如图2.3.2.3所示：图2.3.2.3 基础底板施工流程图图2.3.2.4 核芯筒箱基大底板浇注泵布图5)基础底板养护待其强度达到75后，开始箱基侧壁施工。侧壁中的14根钢骨柱最大吨位约3.6吨，最远距A区基坑边缘为64m。为满足核芯筒箱基的先行施工，故在基坑内先行投放一台80t的履带吊配合核芯筒箱基的施工。6)箱基的模板工程采用18mm厚九夹板和木方组拼。7)钢筋工程和混凝土施工按常规传统方法施工。8)考虑到10.00m以上的核芯筒结构要先于C区10.00m大底板施工，故在椭圆锥形基础周边要留一条施工缝，在11.50m标高处素垫砼上方设置一道防渗构造措施，具体方法见图2.3.2.5。图2.3.2.5 施工缝及防渗构造详图2.2.2 10.007.20m核芯筒施工1)在这一高度段核芯筒外墙厚度为1000，标号C70。其施工划分三个流水段。2)钢骨柱吊装与竖直运输采用80t履带吊，模板工程采用九夹板木方组拼施工。钢筋工程按常规方法施工，与外围水平结构联接采用预留筋的方法解决。核芯筒外围搭设采用483.5钢管扣件或脚手架施工。3)混凝土采用泵车固定输送浇注。（见图2.3.2.4）4)核芯筒内部的水平结构层与墙体同步浇注施工。2.2.3 7.20m至17.20m核芯筒施工7.20m以上核芯筒外墙截面已完成了第二次墙厚收缩，此时外墙体厚度为900mm。1)竖向结构模板采用与提升平台配套的专项钢大模施工。2)用于支承提升平台的内核钢框架与周边劲性格构柱在7.20标高开始安装。3)钢骨柱吊装与竖直运输采用80t履带吊。钢筋工程按常规方法施工，与外围水平结构联接采用预留筋的方法解决。4)核芯筒外围搭设采用483.5钢管扣件或脚手架施工。5)混凝土采用泵车固定输送浇注。（见图2.3.2.4）6)核芯筒内部的水平结构层与墙体同步浇注施工。2.2.4整体提升平台的组装1)搭设脚手架施工完7.2012.40m标高核芯筒墙体后，接高内核钢框架和格构柱至19.20m标高。此时开始整体提升操作平台的安装。2)提升平台底面标高安装于17.70m标高位置。在平台安装前内挂脚手先吊入核芯筒腔中。3)平台的组装原则上借助80t履带吊来完成。4)提升平台组装完成，在挂脚手上进行12.4017.20m标高段的模板提升和浇混凝土施工。17.20m标高以后则进入正常的提升平台循环施工。5)整体提升平台的组装工序流程见图2.3.2.6图2.3.2.6 整体提升平台组装流程示意图2.2.5提升平台外挂脚手越过伸长牛腿的处理1)对大量的外伸出外墙面400mm的牛腿，提升平台在外挂脚手梁布置时，已作了避让。2)但在26.85m32.05m标高位置，14根钢骨柱上有外伸1m的桁架梁牛腿。则采取增加过渡环梁支挂脚手的方法解决。拆除受外伸牛腿阻挡的环梁，利用过渡环梁传力，留出空间保证提升平台正常爬升。2.3 竖向结构标准流水施工段的划分和工艺流程2.3.1标准流水段的划分核芯筒从17.20m以上进入标准流水段施工。核芯筒施工流水段分段，为5.2米一层。与核芯筒电梯井前室结构平台标高相一致。采用整体提升平台工艺施工的流水段为82节段。2.3.2竖向结构标准流水段的工艺流程：图2.3.2.7 标准段施工流程标准流水段施工流程见图2.3.2.8图2.3.2.8 标准流水段施工流程示意图2.3.3水平楼板结构的工艺流程：图2.3.2.9 水平楼板结构工艺流程示意图2.4 标准流水段流程工期由竖向结构标准段工艺流程可知，一个标准节段竖向结构的工期为5天。核芯筒的水平结构滞后竖向结构3层施工，施工工期同步以5天安排。所以核芯筒结构施工5.2m高施工节段的单位工期为5天。因核芯筒施工要与其它工种配合，其总工期详见本工程总进度计划。第三节 整体提升操作平台设施3.1 概述广州新电视塔核芯筒，为椭圆形平截面，长短轴尺寸仅为18m15m，相对于436.75m高结构，其截面尺寸太小，且在核芯筒平面内有六组电梯井孔筒及其它设备留孔。故无法按高层建筑的传统方法进行该超高构筑物的施工，必须要有一个特殊操作平台设施来满足该工程施工的各项功能要求。根据上海东方明珠电视塔、上海金茂大厦核芯筒和上海环球金融大厦核芯筒整体施工平台的成熟经验，结合广州新电视塔核芯筒结构的特点，确定以整体提升操作平台为基本设施，辅助其它工艺设施开展核芯筒混凝土结构的施工。3.2 整体提升操作平台系统的构成整体提升操作平台系统由结构平台、支承格构立柱、和提升动力系统三大部分组成。3.2.1结构平台结构平台外部尺寸长短分别为21.0m和18.4m。由不同规格的型钢焊接和栓接而成。在结构梁之间根据内外脚手架的布置位置，布置支承次梁。采用槽钢轧绞钢板，形成甲板平面结构平台。详见图2.2.3.1。图2.3.3.1 操作平台结构平面图3.2.2支承格构立柱用于平台支承的格构立柱由内核框架立柱和外围立柱两部分组成。1)内核框架立柱内核格构柱位置见图2.3.3.1，格构柱截面外包尺寸为600500。用4根L10012角钢加钢板焊接而成。在格构柱之间用水平和斜向缀条连接，形成竖向空间桁架。在6个格构柱内核平面内布置米字形支撑，它们能上移重复周转应用。内核框架的功能：除支撑钢平台外，还帮助平台抗水平位移；还用于安装外围钢骨柱时的稳定支撑。2)内核格构柱的上翻A)首先在内核脚手架下方悬挂临时脚手；B)拆除内核格构柱相互之间的连接缀杆；C)在格构柱吊环上系好吊索，拆除固定螺栓，并拧出在墙面内的H型锥形螺母；D)然后用起重机械起吊上翻至指定高度；E)定位对接、校正、相互之间连接缀杆形成内核框架。其工艺流程见图2.3.3.2。图2.3.3.2 内核格构柱上移安装流程示意图2)外围支承格构柱用于升板机提升的外围格构柱采用300500的断面，用4根L10012角钢和加焊缀板组成。其平面布置见图2.3.3.1。3.2.3平台提升动力系统操作平台的提升动力系统，拟采用成熟经验的升板机提升动力，我们有现成的同步平衡提升计算机控制系统。提升动力见图2.3.3.3。图2.3.3.3 提升机械图在第十三章建议方案中拟采用穿心千斤顶作提升动力，整个系统配置一套电脑自动平衡提升控制装置，能同步群升，也能点动提升。第四节 核芯筒模板工程施工方案4.1 核芯筒模板工程分类核芯筒的模板按竖向结构和水平结构进行分类。为表示方便，把竖向结构模板称为A区模板，水平结构模板称为B区，W-4轴剪力墙和现浇楼梯模板区域称为C区。A区域为的模板采用爬升工艺施工；B区的模板采用新型木梁胶合板模板为底模，结合定型支架翻转施工；C区模板采用胶合板，木楞散模组拼其紧跟着竖向结构现浇施工，以方便提升平台的人员垂直交通爬梯的布置。4.2 爬升模板施工方案核芯筒的竖向结构内外墙模板采用爬模工艺施工。爬模工艺的构造由模板体系、支承操作架体和提升动力三个部分组成。模板爬升动力采用3吨的手拉葫芦，它挂装于可移动的支承横梁上，横梁置于提升平台梁上。4.2.1 内外爬升模板体系1）爬升模板均采用钢大模构造设计，为保证核芯筒混凝土的外观质量，模板面采用6mm钢板8肋，回檩则根据具体对拉螺栓间距计算确定。2）外墙模板总高度为5.35m。与已浇混凝土搭接150mm。构造上设置止浆止渗措施。3）模板的固定采用对拉螺栓。外墙体和无法对拉区域采用H型预埋节安螺栓，H螺母和外接杆重复周转应用。4）电梯井筒由片模和角模组成。在不规则的洞口采用专用的异形钢角模与片模组合施工。图2.3.4.1 核芯筒模板总平面布置图4.2.2 外墙模板的变截面处理措施墙体厚度由1200mm400mm，故外墙板的椭圆周长是变化的。为解决这个难题采用以下的设计方案。方案中采用中间截面的弧度为外模设计基准，在平面划块上将外模划为WMA14和WMB14，WMC17十五个规格，其中WMA14为定型大模，WMC17为外挑钢梁下定型模板，WMB14为变宽度的系列模板。每个一种墙体厚度对应相应的WMB14的系列模板，详见方案外墙模板构造图。4.2.3内、外模施工脚手外模施工脚手要满足外模板爬升的施工要求。方案拟定挂脚手高度12.6米，脚手步高2.0米，全为6层。脚手宽度为100mm，内侧离墙为300mm。考虑墙体向内收缩的特点，操作层横杆内设计有伸缩杆。在脚手底层和中间层设有全封闭的翻板。其余操作层用钢板网片组成。脚手的外围边用3mm网片封闭，以防高空物件坠落。其构造示意见图2.3.4.1。 图2.3.4.1 内、外模施工脚手实物图4.2.4内核框架施工脚手内核框架内的脚手架不随整体提升平台同步上升。它采用自动搁置吊梁悬挂支承，吊梁支承于内核框架的水平缀杆上。在内核框架顶部设置提升吊点，利用手拉葫芦逐层提升。其平面布置和支承原理见图2.3.4.2。 图2.3.4.2 施工脚手架平面布置和支承原理图4.3 水平结构及楼梯结构的模板工艺本工程水平结构与楼梯拟采用定型速接塔架和定型散拼木模翻转工艺。1)楼梯的底模的肋采用工程木（新西兰进口），面板采用维莎板18mm厚（芬兰进口），以确保工程质量和周转次数。支架采用定型专用调节塔架。见图2.3.4.3图2.3.4.3 楼梯模板示意图2)平台模板的支架拟采用速接架支撑体系。为满足核芯筒每天1m米施工速度，考虑混凝土拆模强度在75以上，养护时间在20天左右，拟配置3套支架翻转应用。对于跳空多层楼板支承和层高大于5.2米的楼层，则要在墙体预留埋件安装临时支承桁架进行支承。见图2.3.4.4图2.3.4.4 平台模板支撑体系图3)部分不规则洞口，采用普通国产胶合板和木方拼装。4)水平结构支撑和模板拆除后的上翻运输，采用在电梯井筒中布置吊笼提升。吊笼悬挂在整体提升平台的脚手下方。第五节 核芯筒钢筋工程施工方案5.1 钢筋材料的采购和准备在施工时技术部门应提前三个月六个月给出用料规格和数量。（具体时间按采购周期确定）物资部门应选择有稳定供货能力的供应商供货，钢材必须要有合格质量保证书，同规格材料的批量采购应选择同一钢厂的货源。钢筋的使用应建立见证、取样、检验制度。钢筋应用前必须按规定进行物理和化学检测试验。抽检合格后方能应用。钢筋堆放和规格分类应用醒目标识，并有防雨措施。5.2 钢筋的成型加工钢筋的分段长度确定为一个施工流程高度，（即5.2m米高另加连接和锚固长度）。钢筋的加工宜工厂加工。对于闪光焊接长的钢筋应按规范要求做物理试验。对于锈蚀钢筋必须进行除锈处理。各类成型钢筋半成品应根据加工单分类堆放并有明显标识。在施工现场设立辅助钢筋加工场，进行一些少量特殊钢筋的加工。5.3 钢筋的垂直运输钢筋的垂直运输利用M900D塔机完成。施工提升平台的一次钢筋堆放量应控制在20吨以下，堆放高度小于300mm。平台应控制每平方米堆载在10KN以下。5.4 钢筋的垂直连接钢筋的垂直连接根据不同直径规格采取不同的连接方式。16mm以下规格钢筋采用45d搭接方式连接；1820钢筋采用电渣压力焊或墩粗螺纹套筒连接；22以上采用等强螺纹钢套筒连接；满足等强和抗震的要求。竖向钢筋的接头布置错位布置，同一截面上的接头数量不大于25。5.5 钢筋的保护层控制和埋件固定1）钢筋保护层平面钢筋为专用塑料钢筋保护层支座。竖向钢筋为塑料夹座和模板内侧周边放置保护层厚度直径的抽拔管边浇边抽出的工艺，确保保护层厚度。2）核芯筒体上由于外联钢结构以及施工中的辅助埋件故钢埋件的数量较多，有些埋件自重大，定位要求高。对于重要埋件拟在墙体中布置专用劲性骨架的方法于以保证。对于一般埋件可于钢筋焊接固定。对于小型埋件可以利用模板打孔限位固定。3）对于钢骨柱与外伸牛腿相碰的钢筋处理，在设计节点详图的基础上，采用等强避让的原则优化处理。另外我们将对此区域混凝土浇注作细致考虑，对钢筋布局作合理调整，确保混凝土浇注至工作面。 图2.3.5.1 核芯筒钢筋与钢骨关系图5.6 楼层水平钢筋的连接由于核芯筒水平结构滞后墙体施工。故墙体施工必须预留负弯矩短锚固筋。在立模时先弯紧靠墙体模板，在楼面施工时再行扳出，然后用电焊与楼板钢筋连接。同样外墙与楼面的水平钢筋也按此方案连接。对于连梁等部位大于16粗钢筋，则采用接驳器连接。图2.3.5.2 水平钢筋连接结构示意图5.7水平结构层的钢筋吊运利用内核框架内空间，采用平台上安装的专业吊运设备，将平台钢筋下放到施工层。第六节 混凝土泵送施工方案6.1 泵送方案的确定电视塔混凝土的施工主要分二个部位。一是核芯筒混凝土结构，其泵送最大总高度为436.75米，C70C30混凝土，5.2m高流水段混凝土用量，各标高阶段数值见下表：表2.3.6.1 各标高段5.2m高混凝土用量表核芯筒标高(m)-10.007.207.2027.627.6084.884.80110.8110.80162.8162.80220.0220.00272.0272.00334.0334.00以上每5.2m高流水段混凝土用量(m3)368347328311292250257233204二是电视塔外围劲性钢管柱中的填充混凝土以及压型钢板楼层填充混凝土。根据核芯筒的特点，结合目前世界上各类泵送设备性能同时考虑混凝土施工过程中连续保证性，拟确定混凝土泵送的方案为二泵二管一次直接泵送到顶的方案。在220M以下采用二泵二管同时施工；220M以上采用一泵一管浇注，另一泵一管为备用设备。水平泵管布置详见电视塔各施工阶段平面布置图。水平泵管长度需大于120米，或设置弯折管道减轻混凝土回冲力。竖向泵管的布置位置。选择在核芯筒4电梯井前室平台的位置。6.2 泵送设备的选型经资料收集和比较，可知目前世界上可泵送至450米高度设备有：1)德国SCHUWING-BP8800-E泵车，见图2.3.6.1。图2.3.6.1 德国SCHUWING-BP8800-E泵车2)德国普茨迈斯特PUTANEISTER-BP2025-8GB见图2.3.6.2：图2.3.6.2 德国普茨迈斯特PUTANEISTER-BP2025-8GB泵车3)国内合资企业,三一重工的HBT120CH-2122D以及HBT90CH-2135D型号特制混凝土输送泵。该设备已在上海环球金融大厦工程中应用。附图2.3.6.3。图2.3.6.3 HBT120CH-2122D型号特制混凝土输送泵经综合比较后选定三一重工的产品作为本工程的泵送备选设备。n 混凝土泵参数及外形表2.3.6.2 HBT90CH-2135D混凝土输送泵参数及外形表技术参数HBT90CH-2135D整机质量 kg13000外型尺寸 mm745024802950理论混凝土输送量 m/h87/53理论混凝土输送压力 Mpa19/35主油缸直径行程 mm1802100输送缸直径行程 mm1802100主油泵排量 cm/r2602柴油机功率 kW2732上料高度 mm1420料斗容积 m0.7理论最大输送距离 m (125mm管)水平2500垂直835图2.3.6.4 HBT90CH-2135D型号特制混凝土输送泵6.3 混凝土泵关键参数的分析对于混凝土泵来说，体现其泵送能力的两个关健参数为出口压力与整机功率，出口压力是泵送高度的保证，而整机功率是输送量的保证。在此，我们从理论计算与工程实践两个方面对出口压力与功率进行验证：6.3.1理论计算实际混凝土泵送需要达到465m（459m6m）左右，为了有一定的能力储备，考虑27m的余度，我们按照492m泵送高度进行计算。泵送混凝土至492米高度所需压力的计算：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压力损失P1、混凝土经过弯管及锥管的局部压力损失P2以及混凝土在垂直高度方向因重力产生的压力P3。P1=式中：单位长度的沿程压力损失。管道总长度，垂直高度492m，加上布料杆长度及水平管道部分，总长约650m。粘着系数，取=（3.00-0.10S）102 (Pa),S为坍落度，约20cm。混凝土输送管直径，为了与香港金融中心工程作比较，按125mm计算。速度系数,取=（4.00-0.10S）102 (Pa/m/s)。混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，其值约0.2-0.3混凝土在管道内的流速，当排量达40 m3 /h时，流速约0.91m/s。径向压力与轴向压力之比，其值约0.9。P2=100.1+0.2=1.2 Mpa。弯管：90，R=1000，1个；90，R=500，8个；锥管1个，每个弯管、锥管压力损失0.1 Mpa，分配阀压力损失0.2 Mpa。P3=gH=12.5 Mpa。式中：混凝土密度，取2600kg/m3g重力加速度H泵送高度，按492m计算计算结果为：泵送492米高所需压力总压力：P=P1+P2+P3=6.3+1.2+12.5=20 Mpa发动机功率验算：条件说明：主系统油压为p=20 Mpa。柴油机额定转速为2000rpm。主油泵2台，排量为520 毫升/转。恒压泵2台，排量28ml/r，最高工作压力16Mpa齿轮泵2台，排量22ml/r，最高工作压力11Mpa 主油泵功率W1=PQ/60=241040/60=346 kW恒压泵的功率W2= PQ/60=1656/602=29.9kW辅助泵的功率W2= PQ/60=1144/602=16.1kW发动机功率：W=（W1+W2+W3）/=（346+29.9+16.1）/0.88=445kW：机械效率，取0.886.3.2最大混凝土出口压力及功率的确定确定的最大混凝土出口压力35MPa 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15%-20%，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。而对于广州电视塔这样的高塔，其意外的因素更多，要求的可靠性更高，显然应该有更多的压力储备。因此，根据上面的计算结果，我们将泵的最大出口压力设计为35 MPa，一方面有45%的压力储备，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，工作的可靠性更高。确定的功率546kW 功率的不确定因素较少，而且设计的泵送量为53m/h，按80%的容积效率计算，实际泵送量也在40m/h以上，因此功率无需再增加储备，不低于计算的较大值选取就可以满足要求，我们选两台273kW的DUETZ柴油机，总功率为546kW。6.3.3 HBT90C2135D混凝土泵实际工作能力预测1)泵送200米高度时 表2.3.6.3泵送高度 m200 m主系统油压Mpa16.3混凝土出口压力Mpa9.06（低压泵送状态）混凝土理论泵送量m3/h87容积效率*80%混凝土实际泵送量m3/h70注: 因C60混凝土粘性大，吸入效率比普通混凝土低。2）最大泵送高度（按一般情况下留20%的压力储备）表2.3.6.4主系统油压Mpa28混凝土出口压力Mpa28泵送高度 m835 m混凝土理论泵送量m3/h48容积效率80%混凝土实际泵送量m3/h386.4 混凝土的泵管输送设计6.4.1砼管设计超高层泵送中，输送管是一个非常重要的因素。考虑到本工程施工用的大都是C60高强度混凝土，粘性非常大，较低的混凝土流动速度有利于泵送。采用内径为125mm的输送管道。为了确保一套管子打完整个工程，我们采用45号钢，管子内径125，管壁厚9mm，调质后内表面高频淬火，硬度HRC55-60，寿命比普通20钢管子提高2-3倍。表2.3.6.5 20号钢与45号钢管力学性能比较表材料抗拉强度b屈服强度s硬度备注20390245HB15645700-850500HRC55-60寿命提高2-3倍同时为了保证35Mpa高压水洗的密封性，我们采用O形密封圈的密封结构。采用活动法兰螺栓紧固结构联接，方便接管。砼管联接结构如下图2.3.6.5：图2.3.6.5 砼管联接结构图6.4.2砼管固定1)砼管固定装置A用于将输送管固定在水泥地板上、墙壁以及横向支撑桁架上，安装高度可根据施工实际情况确定；底板用4个M2090的膨胀螺钉固定。图2.3.6.6 砼管固定示意图12)砼管固定装置B用于将输送管固定在水泥楼层面上，安装高度可根据施工实际情况确定；底板用3个M2090的膨胀螺钉固定。3)在地面水平管与垂直管路之弯管采用混凝土方式固定，以承受垂直管道混凝土之压力，避免发生松动。图2.3.6.7 砼管固定示意图36.4.3插管（截止阀）图2.3.6.8 截止阀示意图混凝土泵送施工中，有时需要对泵机进行保养或维修。为保证此时的保养或维修工作正常进行，在混凝土泵至垂直泵管之间的水平管段接入插管（截止阀），如上图，用于阻止垂直泵管内混凝土回流。插管（截止阀）由独立的液压系统控制。旨在混凝土泵出现问题时仍然有效。6.4.4管道水洗技术我方采用三一重工的泵车设备，该公司附带有专项管道水洗技术，利用该专项专利技术的砼活塞、自动补偿磨损间隙的专利眼镜板、切割环及管路的良好密封性，采用世界上独一无二的水洗技术，直接用混凝土泵泵送水洗，使其能够做到泵送多高，水洗多高。水洗输送管可以最大限度利用管道中的混凝土，减少混凝土浪费和对施工环境的污染。1)在泵旁边建二个水箱（容积约9立方米），接二个2-3的水管到二台泵旁边，作水洗之循环利用。2)制作二个斗（容积约1-2立方米）。用于承接水洗时不干净的混凝土和部分脏水。3)采用图二所示水洗方法，用混凝土泵先直接泵一料斗砂浆再泵水清洗，其原理几乎与泵送混凝土的原理完全一样。从而实现泵送多高，水洗多高。当浇筑层之管头出现过渡层混凝土（与正常混凝土不一样）时，用斗承接过渡层的混凝土，及到出水。然后反抽，首先残留石子在自重作用下，沉入管路底层，反抽形成真空，在高层水柱压力作用下，将残留石子吸压回料斗，如此完成整个管路清洗。图2.3.6.9 水洗混凝土泵管示意图6.5 混凝土泵送浇注施工1)混凝土材料在施工前应做可泵性级配试验，选定合理的配合比。2)泵送管出提升平台配置定型水平分配管，并接布料机直接浇注。3)泵送管沿竖直方向到达最顶层核芯筒布料杆层后，连接到一个泵送分配器，分配器端口接两根水平泵管及一根竖向泵管。首先关闭竖向管阀门，混凝土由水平泵管输送至布料机，用于浇注钢管混凝土及压型钢板楼层填充混凝土；待浇注完毕后，打开竖向泵管阀门，关闭水平管阀门，混凝土沿竖管直达钢平台，采用布料机浇注核芯筒剪力墙及楼板。6.6 泵送混凝土配合比的试验研究在本工程中混凝土一次泵送高度达到436.75米。除泵车选择和工艺保证外，满足高标号混凝土可泵性的配合比研究也是一个技术难点。我方在原有超高层泵送技术成果的基础上，结合广州新电视塔工程的特点，已开展了C70混凝土配合比可泵性的研究。为若中标后马上进入核芯筒箱基C70砼的施工争取时间。第七节 钢筋混凝土核芯筒裂缝控制核芯筒钢筋混凝土有害裂缝可能产生的原因是多方面的。其控制的方法与我方在基础工程裂缝控制中所采取的控制方法一样，即采用综合控制的方法来处理。主要分为材料控制、施工控制、结构构造控制、外部环境控制四个方面。7.1 材料控制7.1.1原材料选用为了控制或减少混凝土结构的有害裂缝，应妥善选定组成材料和配合比，以使所配制的混凝土除符合设计和施工所要求的性能外，还具有抵抗开裂所需要的功能。1）水泥：采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；对大体积混凝土，采用中低热硅酸盐水泥。所用水泥的铝酸三钙（C3A）的含量小于8%。水泥质量符合硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥GB1344的规定。2）骨料：选用洁净、级配良好的中砂和级配良好、空隙率较小的粗骨料。骨料质量分别符合普通混凝土用砂质量标准及检验方法JGJ52、普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法JGJ53的规定。同时要加强对骨料中的含泥量、泥块含量和其他有害物质检查。3）矿物掺合料：为改善混凝土性能适量掺入矿物掺合料，所用掺合料分别符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T1596、用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T18046的规定。4）外加剂：所用外加剂符合混凝土外加剂GB7086、混凝土泵送剂JC473的规定，并按混凝土外加剂应用技术规程GB50119的规定进行施工；选用外加剂时，必须根据工程具体情况做好水泥适应性及实际效果试验。5）水：符合混凝土拌合用水标准JGJ63规定。当使用混凝土搅拌站中的回收水时，应经过沉淀，去除砂石、泥浆，澄清后的水方可使用，并注意回收水中所含外加剂和其他有害物质对混凝土质量 的影响。6）钢筋：所用钢筋应分别符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋GB1499、钢筋混凝土用热轧光圆钢筋GB13778、钢筋混凝土用余热处理钢筋GB13014、冷轧带肋钢筋GB13778的规定。7.1.2配合比设计1）混凝土配合比按普通混凝土配合比设计规程JGJ55的规定外，根据要求的强度等级、抗渗等级、耐久性及工作性等要求进行配合比设计，同时要考虑以下参数。2）干缩率：混凝土90天的干缩率宜小于0.05%。3）坍落度：在满足施工要求的条件下，尽量采用较小的混凝土坍落度；采用泵送混凝土时，建筑物底部的混凝土坍落度宜控制在15030mm，建筑物上部的混凝土坍落度宜控制在18030mm。4）扩展度：钢管中的自流平混凝土的扩展度宜控制在55075mm。5）用水量：不宜大于180kg/m3。6）水泥用量：根据不同设计强度等级，确定不同的水泥用量。高强混凝土不宜大于550kg/m3（含替代水泥的矿物掺合料）。7）水胶比：应尽量采用较小的水胶比。混凝土水胶比不宜大于0.55。8）砂率：在满足混凝土工作性的前提下，应采用较小砂率。9）泌水量：宜小于0.3ml/m3。10）宜采用萘系、聚羧酸外加剂。11) 在箱基工程中建议采用混凝土的后期强度，降低混凝土的水泥用量以控制箱基的开裂。7.2 施工控制钢筋混凝土工程有害裂缝的产生，与施工技术措施是否合理有相当影响因素。在各道工序各个环节配置相应技能的熟练人员，按施工组织设计技术方案进行施工。7.2.1模板的安装和拆除1）模板及其支架应具有足够的承载能力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇注混凝土的自重、侧压力、施工过程中产生的荷载，以及上层结构施工时产生的荷载。2）安装的模板必须构造紧密、不漏浆、不渗水，并能保证构件形状正确规整。3）安装模板时，为确保钢筋保护层厚度，应准确配置混凝土垫块或钢筋定位器等。4）拆除模板前，应对混凝土进行充分的浇水养护，拆除模板后，应马上涂刷养护液。5）底模及其支架拆除时的混凝土强度应符合设计的要求。6）已拆除模板及其支架的结构，在混凝土强度达到设计要求的强度后，方可承受全部使用荷载；当施工荷载所产生的效应比使用荷载的效应更为不利时，必须经过核算并加设临时支撑。7.2.2混凝土的制备和运输1）采用预拌混凝土。其质量符合预拌混凝土GB/T14902的规定。2）对品质、种类相同的混凝土，原则上要在同一预拌混凝土厂订货，如在两家或两家以上的厂家订货时，应保证各预拌混凝土厂所用主要材料及配合比相同，制备工艺条件基本相同。3）混凝土运输时，应能保持混凝土拌合物的均匀性，不应产生分层离析现象，运送容器应不漏浆，内壁光滑平整，并宜快速运输。运送频率，应保证混凝土施工的连续性。4）运输车在装料前应将车内残余混凝土及积水排尽。当需在卸料前补掺外加剂调整混凝土拌合物的工作性时，外加剂掺入后运输车应进行快速搅拌。搅拌时间应由试验确定。5）运至浇注地点混凝土的坍落度和扩展度应符合要求。6）由搅拌、运输到浇捣入模，当气温不高于25，持续时间不宜大于90min，当气温高于25，持续时间不宜大于60min。当在混凝土中掺加外加剂时，持续时间据试验另行确定。7.2.3混凝土的浇捣1）捣前检查模板及其支架、钢筋及其保护层厚度、预埋件等的位置、尺寸，确认正确无误后，方可进行浇捣。2）混凝土的一次浇捣量要适应各环节的施工能力， 以保证混凝土的连续浇捣。3）对现场浇捣的混凝土要进行监控，运至现场的混凝土坍落度不能满足施工要求时，采用经试验确认的可靠方法调整坍落度，严禁随意加水。4）浇捣剪力墙时，一次浇捣高度以混凝土不离析为准，一般每层不超过500mm，捣平后再浇捣上层，浇捣时要注意振捣到位，使混凝土填充至每个角落。5）要注意混凝土浇捣的程序。浇捣时要防止钢筋、模板、定位钢筋等的移动和变形。6）混凝土采用快插慢拔，梅花状布点的方法震捣。每点震捣的时间在1015秒。振捣要密实，不得漏振，也不得过振，更不得用振捣器拖赶混凝土。7）分层浇捣混凝土时，注意使上下层混凝土一体化。应在下一层混凝土初凝前将上一层混凝土浇捣完成。在浇捣上层混凝土时，须将振捣器插入下层混凝土50mm左右以便形成整体。8）由于混凝土的泌水、骨料下沉，易产生塑性收缩裂缝，此时应对混凝土表面进行压实抹光；在浇捣混凝土时，如高温、太阳暴晒、大风天气，浇捣后立即用塑料膜覆盖，避免发生混凝土表面硬结。9）对大体积混凝土，控制浇捣后的混凝土内外温差、混凝土表面与环境温差不超过25。10）板类（含底板）混凝土面层浇捣完毕后，在初凝后终凝前进行二次抹压。11）按设计要求合理设置后浇带，后浇带混凝土的浇捣时间应符合设计要求。12）施工缝处浇捣混凝土前，将接茬处剔凿干净，浇水湿润，并在接茬处铺水泥砂浆或涂混凝土界面剂，保证施工缝处结合良好。7.2.4混凝土的养护1）养护是防止混凝土产生裂缝的重要措施，必须充分重视，并制定养护方案，派专人负责养护工作。2）混凝土浇捣完毕，在混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护，尽量避免急剧干燥、温度急剧变化、振动以及外力的扰动。3）浇捣后采用覆盖、洒水、喷雾或用薄膜保湿等养护措施；保温、保湿养护时间，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，不少于7天；对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土，不少于14天。4）底板和楼面等水平结构：混凝土浇捣收浆和抹压后，用塑料薄膜覆盖，防止表面水分蒸发，混凝土硬化至可上人时，揭去塑料薄膜，铺上麻袋或草帘，用水浇透或蓄水养护。5）在本核芯筒剪力墙等竖向结构中：混凝土浇捣完毕，达到一定强度（12天）后，必要时及时松动两侧模板，离缝约35mm，在墙体顶部架设淋水管，喷淋养护。拆模后，在墙两侧涂刷养护液，沿外墙周边包裹聚乙烯彩条布等覆盖物，避免阳光直照墙面，并连续喷水养护。7.3 结构构造控制结构上的构造措施是控制混凝土有害裂缝产生的最有效措施。在本工程核芯筒施工中，建议采取以下几条措施对有害裂缝进行控制：7.3.1在18.00标高垫层处附加一层柔性隔离层 由于箱基底板直接支承于-18.00标高的中风化岩上，岩层对2m厚的箱基底板大体积砼有很强的约束力。在大体积混凝土冷却收缩，徐变过程中，产生强大的摩阻力将导致底板开裂。为此在垫层和基础底板之间附加一层柔性隔离层，可以大大减少其约束力。从而减少有害裂缝产生的机率。柔性隔离层可以采用二毡三油或三元一丙，也可以采取沥青砂的方法。7.3.2 在核芯筒外壁剪力墙中增加抗裂钢筋网片，洞口处增加放射抗裂钢筋在结构设计时，设计师所关心的是竖向的结构受力钢筋，对于环向钢筋，大都仅作构造配筋处理。根据以往的施工实践中发现环状结构的有害裂缝主要是竖向裂缝。而混凝土的环向收缩是导致竖向裂缝发生的主要原因，为此在本工程椭圆形结构施工事中在筒体外壁钢筋保护层内，布置6mm的弧状钢筋网片；在洞口处增加抗裂放射细钢筋的方法，来预控制高耸核芯筒结构竖向有害裂缝的产生。第八节 核芯筒垂直度、筒壁清水混凝土和几何尺寸控制8.1 核芯筒垂直度控制电视塔核芯筒高度436.75m，椭圆形筒体截面尺寸长短轴仅为1815m，截面台阶状收缩变化，施工工艺中横向水平结构滞后施工。故核芯筒的垂直度控制显得十分重要，是保证工程质量的关键所在。我们从测量技术、测量设备、施工设施构造几方面着手，来控制核芯筒的垂直度的精度达到优质工程的要求。8.1.1 测量技术的保障措施1）在核芯筒的外墙内壁上标定位置固定，布置强制对中测量平台；在整体提升钢平台上的向上投影位置固定布置强制对中测量点接收平台。位置布置如图2.3.8.1所示。图2.3.8.1 强制对中测量点位置布置图2) 将天顶仪在强制平台上设站，将底部强制平台中心的坐标垂直向上投影至整体提升平台的强制对中接收平台。垂直度测量控制装置布置见图2.3.8.2：图2.3.8.2 垂直度测量控制装置布置图3) 在提升平台的结构放射梁上，相对于强制对中点的坐标，测设出椭圆外墙内壁每块模板定位控制点。从而使核芯筒外墙每一点垂直度都得到控制。详细的测量技术内容见本篇第一章第五节叙述。8.1.2测量设备的保障措施。选择天顶仪等设备精度满足垂直度控制要求。8.1.3施工设施构造的保障措施1）配置有足够刚度的整体提升平台与内核空间格构柱框架。平台在提升过程中，有可能产生扭转，平移偏位，内核框架提供了一个纠偏的可靠支撑点。2）考虑工作状态和非工作状态两种情况的最不利工况。用有限元对其体系进行分析计算，其模型见图2.3.8.3。整体钢平台计算模型中间格构柱计算模型上部钢平台计算模型图2.3.8.3 整体提升平台与内核空间格构柱框架模型计算图从计算结果可知：在工作状态下，格构柱顶部最大位移12.5mm；非工作状态，格构柱顶部最大位移21.1mm，使整体提升平台施工在受控状态。8.2 核芯筒截面几何尺寸的控制核芯筒墙体的几何尺寸控制和墙体表面光洁度平整度的控制，使核芯筒表面达到清水混凝土的质量要求，是本工程确保获得鲁班奖外观质量指标重要控制点之一。在施工中将采取以下几条措施。使核芯筒墙体截面厚度尺寸控制在05mm误差范围内，外墙表面达到清水混凝土的质量要求。8.2.1模板的定位测量详见本章8.1节的叙述8.2.2高精度、高强度的模板保证措施设计高强度的模板，使模板在5.2米高混凝土侧压力的作用下，综合弹性变形小于3mm，外墙模板面板采用6mm优质冷轧钢板，模板面板拼缝进行金加工切削铇边，使模板拼缝间隙小于1mm。面板接缝不平度小于0.5mm，达到清水混凝土表面质量要求。外观质量满足鲁班奖要求。模板的分块和单块弧度严格按椭圆的弧度尺寸加工，从而保证核芯筒外型尺寸的正确。8.2.3采用先进模板对拉螺栓定位技术剪力墙内外模的对拉固定。采用H型节安螺母系列技术，该技术原为芬兰技术，由上海建工集团在上海