超高层施工组织设计重点部分

第5章主要施工方案及技术措施重要施工方案及技术措施因无详细施工图纸，施工组织设计方案中的建筑结构、设计情况按同类型工程设定。

本工程外框钢骨柱混凝土强度等级为C60，其中钢管柱为自密实C60高强混凝土，钢骨梁混凝土强度等级为C35，塔楼外框柱及核心筒墙体均为高强混凝土施工范畴，混凝土强度强度等级具体如下表：表编号各部位混凝土强度等级一览表因钢骨和栓钉占整个柱截面51～64％，钢筋与钢筋、钢筋与钢骨之间间隙较小，梁钢骨翼缘边与梁混凝土边间距只有110mm，钢骨梁翼缘板底（扣除栓钉）与框架梁底间隙只有200mm，同时钢骨外侧包裹钢筋，并且梁柱在此位置处钢筋更密集，对混凝土浇筑的密实性带来很大难度。

为此，项目技术部、试验室以及搅拌站共同进行混凝土试配，保证混凝土浇筑过程中具有较好的流动性和良好的可泵性、保塑性，不产生离析泌水；同时通过试配降低水化热，提高后期强度和耐久性，改善混凝土施工性能。

本工程主要通过原材料、配合比、施工方法、高压泵及配套设备的选择、高压泵水洗等方式控制高强混凝土的施工。

1、配合比的控制对于高度大于200m的高强混凝土超高层泵送来说，混凝土强度高、黏度大，因此泵送压力较高，泵送施工尤其困难，给整个施工浇筑过程带来一系列有待探讨的技术难题。

可通过塌落度试验法（扩展度试验）和压力泌水率对可泵性进行评价，确定最佳混凝土配合比，并且可通过相同配合比不同的材料品种可以选择最佳的泵送原材料，确定最佳的影响混凝土可泵性的材料因素。

（1）塌落度试验法（扩展度试验）经典的评价方法，虽然有缺陷，但表征混凝土的流动性简便易行、指标明确，是目前评价混凝土可泵性的最主要方法。

主要缺陷在于受操作技术影响大，观察粘聚性、保水性受主观影响。

采用坍落度方法测定可泵性时，通常通过坍落度、扩展度和倒坍落度筒的流下时间来评价拌合物流动性、粘度等式性能。

本工程通过多次泵送混凝土实验，根据混凝土泵送所需压力以及混凝土泵送时间，确定最优塌落度，具体如下：图44层及屋顶混凝土输送泵泵送压力超高泵送时，保证SL≥240mm，SF≥600mm，t≤15s。

在本工程中超高层泵送时，C60混凝土在45层泵送时其SL =240mm，SF = 700mm，t =13s。

2、原材料的控制（1）胶凝材料用量：胶凝材料用量增加、水胶比降低，一般均引起粘着系数和速度系数随之增大，但过少（水胶比大）时，容易发生离析、泌水造成拌和物不均匀而引起堵管。

（2）砂率：砂率过高，需要足够的浆体才能提供合适的润滑层，否则粘着系数和速度系数会加大，适当降低砂率可以提供适当的浆体包裹量，但过低则容易发生离析。

通常，由于粗骨料空隙率较大，相对而言浆体含量不足，砂率偏高，应提供适当数量的细粉料（增加粉煤灰、引气剂用量以增加浆体体积含量），保证混凝土有足够的和易性。

（3）粗骨料的影响：骨料粒径大小、颗粒形状、表面结构、级配组成、吸水性能对混凝土可泵性影响很大，应选择空隙率小、针片状含量少、吸水率小的骨料，堆积密度≥1500kg/m3。

（4）细骨料的影响：细骨料比粗骨料对可泵性的影响作用大。

泵送混凝土用细骨料应尤其注意和筛通过的细砂含量，应分别在15%～30%和5%～10%。

这部分砂对浆体的流动性、离析和泌水、黏度性能、含气量等影响作用极大，极易影响混凝土的可泵性。

（5）含气量：3%～5%，气泡的结构（数量及大小）合理。

图 超高层高压混凝土泵送材料需达到的要点图3、混凝土施工控制措施 （1）振捣及浇筑控制混凝土浇筑速度不能过快，每次下灰高度控制在左右，两次下灰时间间隔控制在14分钟左右，这样可避免模板侧压力过大而致使模板体系涨坏。

由于型钢柱单次浇筑高度高，且钢筋密集，混凝土浇筑时必须利用振捣棒辅助振捣，这样可以减少混凝土表面的气泡、麻面等质量缺陷，但振捣持续时间不能过长，一般每个振捣点振捣时间不超过3秒。

混凝土浇筑时利用橡皮锤敲击模板外侧，尤其是柱子四角处应多敲击，这样可以检查混凝土浇筑是否密实，而且有利于排除混凝土内部的气孔。

必须控制好高强混凝土的浇筑顺序，避免混凝土浇筑间断，造成混凝土泵管堵塞，影响混凝土整体施工质量。

必要时，可利用塔吊配合进行墙柱混凝土浇筑，确保整个混凝土浇筑工作顺利进行，保证高强度混凝土施工质量。

（2）浇筑时间控制高强混凝土的施工浇筑时间顺序、浇筑步骤的控制，是施工过程中保证混凝土施工的连续有效性的重要保障。

分段分区浇筑控制不仅仅从时间上考虑，从混凝土的流淌距离以及混凝土的浇筑步骤考虑，因此更能确保混凝土施工过程的连续施工。

（3）混凝土运输控制由于高强混凝土的初凝时间相对较短，必须严格控制混凝土从搅拌站出料到施工现场的时间，如超出规范规定的时间，一律不得使用，必须退回搅拌站。

本工程的混凝土浇筑采用泵送，故用搅拌车运输高强混凝土过程中，必须严格控制5-10mm 精品石10-20mm 精品石5-20mm 精品石本工程采用精品石特点：压碎值指标极小、 针片状极少、含泥量极小、无泥块含量运输时间及选配搅拌车的性能；混凝土搅拌车必须满足混凝土在最短时间内均匀无离析的排出，出料干净、方便，能满足施工的要求，其排料速度与混凝土泵的输送性能相匹配。

（4）现场浇筑过程检查现场施工人员采用钢钎插入法控制混凝土的初凝实践，更能直接有效的减少墙体大体积混凝土内的施工缝产生，确保混凝土的施工质量，减少产生施工缝（夹层）现象。

要随时抽查从搅拌车运送的混凝土坍落度，分别取1/4和3/4处试样进行坍落度试验，两个试样的坍落度值之差不得超过3cm，对于坍落度不满足要求的混凝土一律不允许使用。

（5）不同强度等级混凝土浇筑处理1）在距柱子500处采用快易收口网封堵，防止低等级混凝土流入强度等级高的混凝土内。

见右图：图不同强度等级梁柱接头处理方式2）梁柱接头部位钢筋较密，给柱子混凝土的施工带来很大的困难，容易造成柱子混凝土振捣不密实的质量问题。

除要保证混凝土的坍落度及和易性良好外，按规定要分层浇灌，分层振捣。

对钢筋较密部位要插钢管下振捣棒，必须保证混凝土的振捣到位、密实。

（6）高压混凝土质量管理1）搅拌站应派现场服务人员到施工现场负责商品混凝土的质量管理。

2）工程项目经理部应指定专人负责现场混凝土的浇筑，对混凝土的发料单进行验收，如发现发料单位名称、品种、强度等级不符合时均应拒收。

对运输罐车要进行随机抽检，对坍落度超过上限值的混凝土不准进场，对坍落度低于下限值的混凝土，在工地技术负责人的同意后，可以加少许水以便于泵的输送。

对卸料时间到发料时间超过上表时间的混凝土不准进场。

3）混凝土浇筑现场必须要有专职技术人员在场，对不同强度等级混凝土的同时浇筑一定要保证低强度等级混凝土不得流入高强度等级混凝土内。

4）工地现场与搅拌站的联系要方便，以便对突发事件进行及时处理。

5）对现场混凝土要留置试块，并进行标准养护。

3、超高层混凝土输送泵的选择本工程结构施工期间主楼及裙房各布置一台塔吊，现场布置两台塔吊基本能满足现场施工要求，采用两台三一重工的超高压混凝土输送泵,输送泵型号为SY5161THB C-8：高压最大理论输送压力位28MPa，低压最大理论输送压力为18Mpa；低压理论输送混凝土量为110m3/h，高压理论输送混凝土量为68m3/h。

上装发动机额定功率为，底盘发动机最大净功率为203KW。

图车载泵、布料机及泵管竖向布置平面图理论计算是以普通混凝土作为计算依据，而超高层项目中，普遍使用强度等级在C60以上的高强高性能混凝土，其泵送阻力远大于普通混凝土。

且往往超高层混凝土泵送压力需要30%的储备，并且考虑到高强混凝土粘接性较强导致的摩擦力较大等原因考虑较理论值增加30%的泵送压力。

最后采用SY5161THB C-8车载输送泵（泵送压力最大值为28Mpa）。

图车载泵现场使用及截止阀图SY5161THB C-8混凝土输送泵参数见表，外形参数见图本工程超高压混凝土输送泵应用主要技术(表表应用主要技术4、超高层混凝土布料机本工程混凝土布料机若采用手动式布料机，将大大增加塔吊的使用时间，手动式布料机因无法一次性覆盖浇筑核心筒，并且其安装固定需在核心筒顶板上，影响浇筑混凝土质量。

为确保本工程核心筒施工质量，保证施工工期。

采用内爬式电动布料机浇筑混凝土，混凝土布料机是用于高层建筑混凝土施工的布料设备。

本工程核心筒长约为20m、外框约为43m，根据布料机的安装位置及其覆盖范围，选择两台HG28内爬式布料机，其可旋转360°一次性浇筑核心筒及外框内所有位置混凝土。

HG28最大布料半径28米；管柱式塔身；塔身高度米；可直接用电梯井或楼面内爬装置安装在电梯井或楼面（至少需三层电梯井或楼面）；本工程布料机从核心筒四层结构完成后开始安装，安装位置位于东侧的高空排风井内，高空排风井尺寸为2600*200mm，排风井四周均为结构梁，布料机通过特制钢梁与排风井预埋件连接，布料机荷载通过特制钢梁架传递给排风井四周结构梁，然后通过模板支架整体传递受力，确保工作安全。

图HG28内爬布料机核心筒及外框使用布料机平面及剖面图5、超高层混凝土输送管（1）泵管选择在超高层混凝土泵送混凝土过程中，不仅仅只需要输送泵车压力需达到高压要求，对于混凝土输送设备来说，混凝土泵管安装于泵管的选择尤为重要。

由于在超高层中，浇筑为高强度等级、高性能混凝土，混凝土泵送压力大，且混凝土与泵管摩擦力有所增加。

因而普通的混凝土泵管无法承受超高层混凝土泵送带来的压力，且摩擦力的增加容易导致泵管削弱，进而导致堵管、爆管等现象，给混凝土施工带来了巨大的安全隐患及施工质量。

本工程采用125A、壁厚9mm超高压泵管，与普通输送管道相比，125A管道的流道截面积增大25%以上，单位长度沿程压力损失减小20%以上，管道磨损速度也相应下降，但随着混凝土流速的降低，混凝土在管道内的输送时间会增加。

当泵送高度为400m 时，混凝土在125A输送管内的输送时间约，比在普通输送管内增加约4min。

图超高压泵管非标节泵管及标准泵管（2）泵管及液压截止阀布置在泵管布置时，尽量减少弯管和软管，弯管尽量采用大弯管，最大限度地降低泵送管道摩擦阻力。

垂直管道随建筑物的高度而增加，被输送混凝土由于自重产生回流的趋势越来越明显，为此须铺设一定长度的水平管道，以保证有足够的阻力减弱混凝土的回流。

根据以往类似超高层的施工经验，水平管的布置长度应达到垂直管的18/4长度，依据现场实际情况，水平长度分别为60m和40m。

泵出口管路采用近似L型连接方式，并设置混凝土墩固定。

图泵管水平布置平面图图泵管竖向布置平面图在高层泵送中要使用截止阀，因为每当停止泵送时输送管内的混凝土压力会作用于输送料缸，甚至推动活塞往后运动，增加了两个油缸因作用力的差异而产生冲程误差；此外在混凝土压力下，如果切割环密封不好还会造成换向阀内混凝土中的水泥浆和水分的流失，产生堵塞；当再次泵送时由于料斗内的混凝土等等的关系也会使换向阀换向发生困难；再则，泵机内一旦发生堵塞只好放掉输送管内所有的余料。