超高层混凝土泵送方案与技术措施

1、208超高层混凝土泵送方案与技术措施本工程甲级写字楼最大泵送高度为 280m属超高程泵送混凝土。超高层混凝土要提前做 好混凝土配比的试验研究，明确每个高度施工段及各种环境条件下的最优配合比，优选高性 能的泵送设备，确保超高泵送的顺利实施。23.1 超高泵送混凝土简介超高程泵送要求混凝土必须具有很好的流动性、体积稳定性和可泵性，但截至目前，国 内尚无有关超高泵送混凝土的技术性能要求的规范、标准，我们根据企业以往施工超高层的 实际经验，并参考国内外同类工程的有关技术数据和资料，总结出超高泵送混凝土的技术性 能要求如表23.1-1所示。表23.1-1超高泵送混凝土的技术性能指标序号试验要求项目技术性

2、能指标要求1坍落度1）不小于200mm2）坍落度损失值：大气温度1020c以下1h小于10mm大气温度20 c30 C 1h小于25mm大气温度 30 C35 C 1h小于35mm2扩展度控制在500650mm'也围；3充填性U型仪试验中，4min时两侧混凝土的局差 Hv 10mm4流动性倒锥试验中，流出时间为815m；5保水性、粘聚性10s时的相对压力泌水率 S0V 35% ;6凝结时间初凝时间t0>8h,终凝时间不超过 12h。7其他粗骨料最大粒径与管径比宜在1:41:5。为了确保混凝土的技术性能达到上述指标要求，我们将严控原材料的优选和检验，并根据进度计划提前做好各强度等级

3、混凝土的试配。 超高泵送混凝土原材料质量控制见表 23.1-2表23.1-2超高泵送混凝土原材料质量控制序号原材料技术性能指标检验项目1水泥碱及CA含量少，强度富余系数大，活性好， 标准稠度用水量小，质量稳定，水泥与外加 剂之间的适应性良好，硅酸盐水泥。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、 放射性核素分析等2砂选用中砂，要求细度模数在 2.62.9之间，颜色,致,含泥重控制在1%以内，大于 5mm的纯泥含量要小于 0.5%,有害物质按重量计 <1.0%,选择细骨料时其碱活性含量必须符 合要求。细度模数、含泥量、泥块 含量、碱活性反应、有机 物含量、表观

4、密度、坚固 性、放射性核素分析3石520mmi续级配碎石，产地、品种要,致, 含泥量不超过1% 5mm以上的纯泥含量要小级配、压碎指标、针片状含量、含泥量、泥块含量、序号原材料技术性能指标检验项目于0.5%,针片状颗粒含量不超过 10%不得 有风化颗粒，骨料不带杂物，碎石粒形好、 表面粗糙可以增强骨料颗粒与水泥石之间的 粘结力。骨料的空隙率控制在 40%A内。母岩立方体强 "彳H 100MPa空隙率、表观密度、碱活 性反应、吸水率、碱活性 反应、母岩强度放射性核 素分析4混合材粉煤灰：n级，需水量比小于105%细度不超过25%烧失量不超过8%细度、需水量比、烧失量、 含水量、游离氧化

5、钙含 量、三氧化硫含量等5矿粉：比表面枳 350kg/m2,活性指数7天大 于75% 28天大于95%流动度比大于 90% 其它指标符合 GB/T18046-2000要求。密度、比表面积、活性指 数、流动度比、含水量等6外加剂减水率/、小于12%氯离子及息碱含量应控制 在生产厂控值的3% 5%内，泌水率比小于小 超过100%减水率、泌水率比、氯离 子含量、含固量、含气量、 总碱含量等7水应符合混凝土拌合用水标准，宜采用饮 用水。PH值、不溶物、可溶物、 氯化物、硫酸盐及硫化物 含量、凝结时间差、砂浆 抗压强度比等23.2泵送混凝土的施工组织与流程泵送出口压力是决定混凝土泵送高度的重要指标，我们

6、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。经过详细计算与周密论证，我们最终选定三一重工生产的HBT90CH-2122和SY5121-THB90存载泵）分别作为本工程超高泵送的高、低区泵，其理论最大出口压力分别达至ij 35MPaffi 11.5Mpa。其中HBT90CH-2122必的最大理论泵送排量为100R3/小时，理论泵送压力为35MPa柴油机功率为546kW理论最大水平泵送距离为 2500米，垂直泵送高度为500米。HBT90CH-2122D SY5121-THB90勺技术参数和实际应用情况见

7、表 23.2-3表23.2-3输送泵技术参数及实际应用r-._ 输送泵型号_HBT90CH-2122DSY5121-THB90混凝土理论输送压力（MPa）低压高压14227.511.5混凝土理论输送量（m3/h）低压高压751055390皮木参数''_输送,型号_HBT90CH-2122DSY5121-THB90动力及泵送系统（油泵排量ml/r ,油压MPa容积L、功率KW）主油泵排量190 x2油压32,油箱容积600柴油机额定功率181 X 2发动机额定功率161碎坍落度（mm）100230100230输送虬直径x取大仃程 （mm）200X 2100 230X 1600料斗

8、容积x上料高度 （m3/mm）0.7 X 14200.6 X 1500外形尺寸长x宽x高（mm）7126X 2330X 27508940X 2370X 3040总质里（kg)1150012000SY5121-THB90HBT90CH-2122D拟应用低区：30层以下（泵送高度127.6m)高区：30层以上（最大泵送高度280m)串）faEI追.3TO1111aSrriA1）泵送出口压力计算按照甲级写字楼的最大泵送高度进行验算。（1）泵送混凝土至甲级写字楼屋面最高点（280m）所需压力计算混凝土泵送所需压力P包含三部分，即：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

9、 P2以及混凝土在垂直高度方向因重力产生的压力P&沿程压力损失计算-4pl ?l k1 k2 1 " V22?l 6.3MPadt1?p1=4/0.125 X 280+380 X(1+0.3) X 0.56 X 0.9 X 482=12729.6 X556.6=7.7MPa式中:pl 一单位长度的沿程压力损失;l 一泵管总长度：垂直高度280m加上布料机及水平泵管部分120m取400mk2一速度系数，取 k2= （4.00-0.01S ） X 102 =380（Pa/m/s）;t2/t1 一混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，取0.20.3;V2一混凝土在管道内的

10、流速，当排量达 40m3 /h时，流速约0.91m/s；2一径向压力与轴向压力之比，其值约 0.9。0局部压力损失计算泵送至屋顶最高点时，需：90o弯管25个，45o弯管4个，橡胶软管1根，率t管1个，截 至阀2个。根据表12.2.4-2、表12.2.4-5所列换算关系，则有：P2=25X 0.1+0.05 X 4+0.08 X 2+0.2+0.1=3.16 MPa表23.2-4混凝土泵送的换算压力损失管件名称换算量换算压力损失（MPa水平管每20m0.10垂直管每5m0.1045°弯管每只0.0590°弯管、锥管每只0.10管路截止阀每个0.8035m橡胶软管每根0.20

11、表23.2-5附属于泵体的换算压力损失部位名称换算量换算压力损失（MPa丫型管每只0.05分配阀每个0.08泵启动内耗每台2.80自重压力计算P3=p gH=7.13MPa 式中：p一混凝土密度，取2600kg/m3;g一重力加速度，取9.8N/kg ;H-泵送高度，按280m计算。2）泵送能力验算根据P1、P2和P3的计算结果，则泵送混凝土至屋顶最高点（280m）所需理论总压力：P=P1+P2+P3=7.7+3.16+7.13=17.99MPa考虑到超高层泵送过程的复杂性，为安全、保守k1 粘着系数，取 <=(3.00-0.01 XS) X 102 (Pa)=280,S 为坍落度，暂取

12、 20cm压力应为:d 混凝土输送管直径，暂按125mn算;P' =17.99 X 1.2=21.58MPa。起见，混凝土泵 应考虑至少20%的压力储备。因此，泵送混凝土至屋顶最高点 280 m所需混凝土管道水平配管总换算长度1=120+280 X 4+ 9 X 25+4.5 义 4+8+20=120+1448+225+18+28=1919根据以上计算结果可知：(1)混凝土管道水平配管总换算长度 L=1511n< 2500m赅型泵理论最大水平输送距离为 2500m);(2)考虑各类压力损失及压力储备后，计算出泵送混凝土至屋顶最高点(381.84m)所需压 力P' =21.

13、58Pa<35MPa俵型泵理论最大输送压力为 35MPa>因此，可以判断：本工程高区泵(HBT90CH-2122D的泵送能力满足要求。运用同样方法，推断出低区泵(SY5121-THB90)的泵送能力满足要求。3 )输送泵可靠性论证三一重工的HBT90CH-2122D1凝土输送泵，集世界先进技术于一体，是一种高效率、高 可靠的优质产品。在上海环球国际金融中心使用，它的最大理论泵送排量为120 m3/小时，理论泵送压力为22MPa柴油机功率为362kW理论最大水平泵送距离为2500米，垂直泵送高度 为500米。采用双动力结构、专利技术眼镜板、切割环和高压密封活塞，辅以液压截止阀， 可实

14、现全自动高低压切换、直接水洗等，完全满足超高泵送需求。4 )布料机的选择最大布料半径18m臂架回转角度任M工作环境(-10+45) ° C安装型式四条支腿支撑，免安装支腿前后跨度(mm4484*4484电机型号丫160M-4V1,IMB5,IP54功率11kw控制方式有线控制输送管清洗方式水洗/干洗总质里4500kg臂架形式二节卷折全液压输送管径DN125mm表23.2-6 HGY18混凝土布料机性能参数(1)本着“方便操作、经济适用”的原则，、塔楼外筒的钢管柱、组合楼混凝土板施工采 用由三一重工生产的HGY1配移动式混凝土布料机，该机可遥控操作，臂架自由俯仰，最大 布料半径18m

15、HGY18昆凝土布料机性能参数见表 23.4-6 。末端软管长度3mA节臂长度7010mm第一节臂转角92°第一节臂长度5891mm第二节臂转角180°第二节臂长度4820mm第三节臂转角230°(2)核心筒剪力墙、楼板混凝土施工，采用壁挂式HGB2阻混凝土布料机，该机可遥控操作，臂架自由俯仰，最大布料半径 28m特别适合跟随爬模自开布料的需求，HGB28昆凝土 布料机性能参数见表23.2-7。技术茅敝型号HGR28科卡布科半好asmtsiw1)工作环用温度(一10一+ 45)忆塔身高度3Qe 但&5。爬升速度O.5-O.8m/min(1l.6-2.G7m

16、in>周升型式油骑升式电机型号Y200L- 4, B35 JP44功率30KW (40HPJ!转速1 450rpm系疑压力30MPa(435D psi)沌量4 7 1 /m in (1901s IJ rYii n)油箱客积30aL (79,3gHl>控制方式近控F有线/遥度懈送官耦洗方式水洗F干洗总后265O0ky(59422茸朝琅式四节卷折全液压甫送管径DN125mm(5->未萧;软管娱舟3rn9 1g第一节碎球度745Ornm(24,5B)转角闫工口第二节雪球度fifi转角iao0第三节珥托度6730mm(22'1转角180°第四节皆标度6830mm(2

17、2H5")特南240°表23.2-7 HGB28型壁挂式混凝土布料机技术参数布料机选型主要考虑以下原因：钢管柱混凝土的23层浇筑一次及安装进度的要求。外筒组合楼板钢梁安装标高与钢管柱安装相差3个层高以内的情况。®核心筒剪力墙与筒内楼板相差 3个层高以内的情况。钢管柱混凝土量及塔吊使用情况。23.3 超高泵送混凝土方法23.3.1 地面混凝土泵送分为裙楼施工阶段、塔楼施工阶段裙楼施工阶段，地下室土方已经回填，裙楼施工区拟采用 6台HBT60加式泵。甲级写字 楼因核心筒施工速度较快，拟在地下室核心筒剪力墙完成后， 65层甲级写字楼安装2台壁挂 式布料机，配备2台输送泵

18、。66层甲级写字楼在地下室核心筒剪力墙完成后安装 2台壁挂式 布料机，配备2台输送泵。壁挂式布料机的布置考虑原则如下：1）避免与外爬塔吊在同一墙体。2）布料机尽量对称设置，并保证每台都能满足墙体、楼板混凝土浇筑的使用。3）尽量不占用电梯井，以便电梯井作为上料平台并便于泵管连接。4）附着点墙的厚度大于400mm爬模部位的架体要进行改造。23.3.2 在裙楼（除预留区域作为场地外）封顶后，塔楼的混凝土施工运输路线应保持混凝 土施工区域内的道路畅通和场地的使用， 避免与钢结构、装饰材料场地的混淆。在30层以下, 每个塔楼布置2台车载泵，在30层以上，每个塔楼改为2台超高压拖式混凝土输送泵。配备 1台

19、备用混凝土输送泵。序号设备名称型号数量备注1混凝土输送泵SY5121-THB904台车载泵（30层以下）2混凝土输送泵HBT90CH-2122D4台拖式泵（30层以上）3混凝土输送泵HBT60C4台商业裙房4布料机BLG18 内径 125mm2台布料半径18m,移动式（商业裙房）5布料机HGB283台甲级写字楼、酒店、公寓6布料机HGY182台甲级写字楼、酒店、公寓7碎运输车斗容8m348辆8泵管内径125mm卡箍连接1300m普通型9泵管内径125mm法兰连接1400m高压型表23.3-1地上混凝土泵送时的机械设备投入23.3.3 地上结构施工混凝土机械设备投入计划见表23.3-1。序号设备

20、名称型号数量备注10900弯管曲率半径1m50只11塔吊70m臂2台泵管吊运、布料机移位12动臂4台13插入式振捣棒6 50、6 3040套(6 30: 10 套)14平板震动器ZF55-104台23.3.5泵管固定及加固1）输送泵料斗出口标高约为0.350 ,核心筒首层结构标高-0.100 ,泵管平面上水平布置, 间距3m设置固定装置，固定装置由垫板、12#曹钢立柱、卡环组成，立柱高度根据施工实际情况确定，垫板用4个M20X 110的膨胀螺钉固定于结构楼板上，泵管固定装置见图23.4-2图24.3-2 水平泵管2）立管竖向通过三角钢支架附墙固定， 钢支架采用50X5角钢制作，焊接在墙体预 埋

21、钢板上，竖向间距标准层层高，见图 23.4-3。3）为承受竖向泵管混凝土之冲击力，在 核心筒首层水平管与垂直管连接处浇筑混凝 土固定墩（1m见方，通过预埋钢筋与墙体拉 结）,将弯管包裹固定，混凝土固定墩如图图24.3-3泵管支架做法23.3- 4 0M图24.3-4 泵管支架23.3.5 截止阀的设置高压泵送时混凝土泵前端输送管的压力最大，是堵管和爆管的故障多发部位，在泵的出 口部位和垂直管的最前段各安装一套液压截止阀。液压截止阀的主要作用是关闭垂直方向的 输送管道，阻止垂直泵管内混凝土回流。关闭管道之后可以清洗或维修泵机，清除或更换堵 塞的混凝土管道、等待搅拌车交换给料等。23.3.6 泵管

22、水洗准备本工程采用超高泵管直接水洗工艺，泵送多高，水洗多高，即利用专利技术的碎活塞、自动补偿磨损间隙的眼镜板、切割环及管路的良好密封性，直接用混凝土泵泵送水洗，减少混凝土浪费和对施工环境的污染。为方便泵管水洗，现场作如下准备：1）利用紧临输送泵的地下室顶板的标高差异性，在每台输送泵北侧各布置一个沉淀池和 一个净水池。2）制作二个吊斗（容积约1n3）,用于承接水洗出的废弃混凝土渣。23.3.7 泵送系统立面布置1）为了减少管道内混凝土反压力，在泵的出口设置80m的水平管及若干弯管，并根据楼2）立管穿楼板处预留500X 500mm同口，在各层楼面下方1m处设置立管钢支架（采用50 X 5角钢制作，焊接在墙体预埋钢板上，竖向间距2m立管接长时，在钢支架上放置一块10mm 厚的橡胶圈，用于消除支架水平高差及泵送