广东省某金融大厦混凝土超高泵送专项施工方案.docx
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广东省某金融大厦混凝土超高泵送专项施工方案
混凝土超高泵送
1.工程概况
1.1A栋主塔楼结构的混凝土强度等级
根据设计图纸的说明，本工程A栋主塔楼结构的混凝土强度分布状况如下：
序号
部位
混凝土等级
1
工程桩（人工挖孔桩）
C40
2
基础垫层
C15
3
基础底板（4500mm厚）
C45（S8）
4
地下结构剪力墙、柱（非主塔部位）
C80
5
主塔楼剪力墙及其连梁
-4~43层，（泵送高度191.800mm）
C80
44~98层,（泵送高度191.8~419.8mm）
C60
6
梁板（含楼梯板）
C40
组合楼板
一般层
C30
18、20、37、39、55、57、73、75、91、93、94层（避难层与交易层——结构节点层）
C40
7
型钢混凝土柱，（泵送高度419.8mm）
C80
1.2A栋主塔楼结构的混凝土泵送估算量
A栋主塔楼结构在正常施工状态下，沿立面标高将保持4个上下层次的混凝土浇筑作业面，分别为：
第一作业层：
最上部是核心筒墙体混凝土浇筑，每次施工一层，混凝土量估算约1000立方。
第二作业层：
滞后第一作业层5层左右是核心筒水平楼盖混凝土浇筑，每次施工一层，混凝土量估算约50立方。
第三作业层：
滞后第二作业层3~4层左右是外筒型钢柱内混凝土浇筑，每次施工三层，混凝土量估算约900~1500立方。
第四作业层：
滞后第三作业层3~4层左右是外筒水平楼盖及核心筒楼梯板混凝土浇筑，每次施工一层，混凝土量估算约150立方。
1.3楼层功能及层高分布
A、入口大堂及商场区（1~4层）
首层大堂及B1/F层高分别为12m及6m。
B、办公楼区（5~74层）
5/F-72/F为办公室楼层,其中15/F,20/F,34/F,41/F,52/F,57/F,70/F为贸易办公楼层。
办公楼层高为4.2m而贸易办公层层高为4.73m。
39/F-40/F为空中转换层,两层转换层层高分别为5m及4.47m。
18/F-19/F,37/F-38/F,55/F-56/F,73/F-74/F为避难层及机电层。
避难层（18/F,37/F,55/F及73/F）层高为4.2m。
机电层（19/F,38/F,56/F及74/F）层高分别为4.47m,4.2m,4.47m及5.7m。
C、酒店及特色餐厅区（75~顶层）
76/F-90/F为酒店客房层,其层高为3.5m。
94/F为酒店大堂,1/F则为酒店首层大堂。
酒店大堂层高为11m,酒店首层大堂则为12m。
75/F为酒店俱乐部,其层高为5.5m。
76/F为会议室,其层高为5.5m。
93/F为酒店中餐厅,其层高为5.5m。
96/F及97/F为特色餐厅,每层层高为5m。
98/F为开放式酒吧。
92/F为避难层、91/F及95/F为机电层。
每层层高分别为4.15m、4.15m及3.5m。
2.A栋主塔楼结构混凝土输送泵的选择
2.1混凝土输送泵的选择
A、**项目理论要求
a）高度419.80米；b）混凝土强度等级C40、C60、C80；c）每小时实际输送方量不小于80方。
B、设备选型
根据高度要求，泵送到419.80米高度的混凝土出口压力大约需要大于20MPa，而按实际需要每小时输送方量不小于80立方，因此必须采用两台混凝土泵同时施工泵送，每台混凝土泵输送量不少于40方。
针对以上要求，我们拟选用中联重科HBT90.40.572RS超高压混凝土泵,可以满足该项目混凝土泵送施工的要求。
具体配置如下：
①泵送设备：
HBT90.40.572RS三台,其中使用2台,1台备用，
②布料机：
HG19Y（液压式）2台
③单孔管道截止阀4套,配高压液压泵站4台
④两套管道及管道附件。
2.2泵送设备的基本技术参数
技术参数
单位
HBT90.40.572RS
混凝土最大理论方量（低压/高压）
m3/h
91/49
最大理论出口压力（低压/高压）
MPa
20/40
最大理论出口压力时方量（低压/高压）
m3
77/41
混凝土缸直径/行程
mm
Φ180×2100
主油缸直径/行程
mm
Φ200×Φ140×2100
主油泵型号
/
2-A11VLO260
发动机（功率）/转速
kW/rpm
（286+286）/2100
整机质量
kg
≤14000
2.3泵送性能参数
高压泵送
q（cm3/r）
Q（L/min）
P1（bar）
H（m3/h）
Z（n/min）
P2（bar）
429.71
875.33
320
40.74
12.71
395.06
458.36
933.68
300
43.33
13.52
370.37
491.1
1000.37
280
46.28
14.44
345.68
520
1059.24
264.44
48.86
15.25
326.47
低压泵送
q（cm3/r）
Q（L/min）
P1（bar）
H（m3/h）
Z（n/min）
P2（bar）
429.71
875.33
320
76.75
23.95
201.48
458.36
933.68
300
81.44
25.41
188.89
491.1
1000.37
280
86.73
27.06
176.3
520
1059.24
264.44
91.35
28.5
166.51
注：
P1:
系统压力q:
液压泵排量Q:
液压泵流量
P2:
泵送压力H:
泵送方量Z：
泵送次数
2.4
HBT90.40.572RS技术特点
a）动力强劲，输出功率大（2×286kW）
b）泵送压力高。
c）输送量能满足施工要求。
d）采用双发动机、双泵、双回路液压系统。
e）分配油路采用双恒压泵供油，双作用摆动缸推动。
摆动力大。
新型分配缓冲专利技术。
f）高吸料性、高强度料斗。
g）原装进口的液压件、电气元件性能优越，为设备的可靠性提供了保证。
h）、拥有数据管理及远程信息监视系统.同时,具备“非常状况处理”功能。
i）、为了减少液压系统的压力损失，提高实际泵送能力。
本机采用阀块式高低压切换。
说明：
中联重科HBT90.40.572RS混凝土输送泵，理论泵送出口压力可达40MPa，配备高压液压泵站四台，可保证泵送施工的可行性。
2.5混凝土泵管系统的选择
由于混凝土泵管内的泵送压力高达22MPa，泵管内将产生270kN的纵向拉力，所以必须采用耐高压的管道系统方能满足泵送要求，具体选择方案见下表所示：
序号
项目
选用方案
1
管径
管径越小则输送阻力越大，过大则抗爆能力差且混凝土在管内流速慢，影响混凝土的性能，综合考虑选用内径为125mm的输送管。
2
管厚
选用壁厚为10mm的超高压管道，保证管道的抗爆能力。
3
接头形式
采用法兰螺栓连接的形式保证泵管连接的牢固性。
4
密封圈
采用带骨架的超高压密封圈以防止混凝土在22MPa的高压下从管夹间隙中流出，减少压力损失，确保接头处长期可靠。
说明：
选用φ125mm，壁厚12mm的耐高压泵管。
泵管设计按照5万立方米寿命考虑，保证泵管一次布设能完成主塔楼所有混凝土泵送工作。
3.泵送混凝土的连续供给
3.1混凝土搅拌站的选择
根据本工程特点，初步估计混凝土一次浇筑量2700（m3），对此，我们将选择三个搅拌站为本工程提供商品混凝土，其中一个直接为本工程输送混凝土，另外两个作为紧急情况备用，对搅拌站的基本要求情况见下表：
名称
搅拌站
位置
日生产能力
（m3）
搅拌车辆情况（辆）
搅拌站到施工现场车程（h）
资质级别
（级）
备注
待定
安托山
约3600
30
0.5内
不低于2
主选站
为保证混凝土输送车能以最快的速度到达施工现场，我们先对主要路线的车流量进行调查，然后根据调查结果优化确定搅拌站混凝土运输车辆的行驶路线。
3.2现场的交通组织
为保证混凝土浇筑时现场不出现交通混乱现象，我们将对现场道路进行规划，混凝土浇筑时混凝土运输车按照与预定的路线行驶，现场两台工作泵分别设置一个候车区，具体情况见下图所示：
4.混凝土的泵送及浇捣
4.1混凝土泵送
序号
项目
注意事项
1
泵管的布置
布管应根据混凝土的浇注方案设置并少用弯管和软管，尽可能缩短管线长度。
本工程管道沿楼地面或墙面铺设，在混凝土地面或墙面上安装一系列支座，每根管道均由支座固定。
为了减少管道内混凝土反压力，在泵的出口布置了一定长度的水平管及弯管。
2
混凝土配合比
配合比设计的原则是满足强度、耐久性、可泵性要求，具体配合比将在施工之前根据现场实际情况进行混凝土配合比实验确定合理可行的混凝土配合比。
3
泵送前准备
泵送前应用水湿润泵的料斗、泵室、输送管道等与混凝土接触的部分，检查管路无异常后方可采用水泥砂浆润滑压送。
4
泵送过程中
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运输速度。
当砼泵送困难、泵的压力突然升高时会导致管路产生振动，可用槌敲击管路、找出堵塞的管段，采用正反泵点动处理或拆卸清理，经检查确认无堵塞后继续泵送，以免损坏泵机。
混凝土泵送时现场交通路线图
4.2
混凝土的浇捣
序号
项目
注意事项
1
浇筑前的
准备工作
混凝土浇捣前应首先对较光滑的混凝土表面进行凿毛并清除混凝土表面的浮浆和杂物，清水冲洗干净后，首先铺设20厚水泥砂浆。
2
墙体的浇筑
混凝土浇筑过程中应严格控制混凝土的坍落度、工作度及混凝土的输送时间，以防混凝土产生离析；
墙体混凝土分层进行浇筑，逐层振捣，确保混凝土浇筑质量；分层浇筑必须连续进行，严禁施工冷缝的出现。
3
水平楼板
的浇筑
核心筒水平楼板应先做好与墙体之间的施工缝处理。
混凝土浇筑时要确保按同一个浇筑方向进行连续进行。
4.3混凝土养护
养护部位
养护措施
核心筒
核心筒剪力墙采取刷DB-H538A养护剂和薄膜覆盖相结合的方式进行养护；水平楼板采取洒水养护。
混凝土薄膜覆盖养护
4.4模拟泵送试验
正在施工中的广州西塔项目，其混凝土结构主体高度达到437.5米，我们将在广州西塔工程现场进行混凝土泵送模拟等相关试验，熟悉掌握泵送系统在施工各种高度情况下的性能及施工注意事项，为本工程混凝土浇筑积累经验。
广州西塔项目HBT90CH输送泵泵送图片
5.高性能混凝土配制及型钢柱混凝土施工
为了搞好本工程C60、C80高性能混凝土的配制、施工及验收全过程控制工作，在正式施工之前，项目部将联合业主、监理、设计、搅拌站，并邀请国内一些混凝土行业知名专家，成立混凝土攻关小组，对超高性能混凝土的强度要求、可泵性要求、稳定性要求等进行一系列的实验和研究。
A、对砂、石、水泥、外加剂等原材料质量进行严格控制和管理。
原材料挡雨蓬
B、不断试验，调整配合比，提高砼的可泵性。
对于高性能混凝土必须根据实际材料等情况进行大量的塌落度、扩展度、倒筒时间、L型流度仪、压力泌水等试验，在确保强度的前提下优化配合比，尽量满足可泵性要求。
同时，还要求进行砼耐久性、自收缩、防火等性能研究，以满足重点工程的高标准高功能的设计要求。
扩展度测定L型流动仪
30MPa压力泌水仪混凝土离析系数测定仪
试件在受压U型流动仪
另外，本工程A栋主塔楼型钢柱主要采用C80高性能混凝土灌注，其最高需泵送至419.80m高，为了确保该高性能混凝土的泵送质量，我们还将对型钢柱的砼进行1：
1模拟施工工艺，以便掌握C80高性能砼浇筑的特点与技术参数。
6.混凝土试块长期保存试验
本工程设计使用年限为100年，所以混凝土结构的耐久性、混凝土结构的维护和保养十分重要。
为了给工程在使用过程中的维护和保养提供依据，同时也为今后的类似工程的设计和施工积累经验，我们将对本程的核心筒及钢管混凝土等典型部位的各种强度等级混凝土留置长期试件，对混凝土在不同龄期的各项性能指标进行观察，了解结构的耐久性变化情况，对结构混凝土的维护和保养提出建议或措施。
6.1试件的留置种类
根据本工程的结构特性及混凝土所处环境,拟留置以下几种类型的试块：
抗压试块、弹性模量试件、氯离子渗透试件、混凝土收缩试件，并对试件做定期检测。
6.2计划检测、观察的项目
检测各龄期混凝土的强度、弹性模量、混凝土的收缩、混凝土的炭化深度、混凝土抗氯离子渗透能力，并建立混凝土的强度发展曲线、收缩—徐变曲线、炭化深度曲线，根据各种曲线对结构的耐久性及寿命进行评估，提出维护的建议或措施。
混凝土抗压试验仪器混凝土耐久性试验仪器
混凝土渗透试验仪器
6.3检测、观察方案
各龄期试件双倍留样，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。
混凝土的同条件养护
6.4长龄期试件的留置原则
考虑到工程的特殊性，除对每个浇筑单元按规范要求留置试块以外，对核心筒及钢管混凝土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>不同强度等级；
<3>核心筒与钢管混凝土分别留置。
6.5试件的成型
为了使长龄期试件所测的数据更具有代表性，每种混凝土强度等级的长龄期试件必须由同一批混凝土制作，这样所测到的数据才能真实、准确的反应混凝土在不同龄期的变化状况，对混凝土的耐久性的分析才会大致准确，才能准确的提出对结构进行维护的建议和措施。
6.6试件检测的龄期
序号
项目
检测龄期
1
抗压试件
56d、90d、180d各两组，其后每年检测两组。
2
弹性模量试件
每隔两年检测一次，每次两组。
3
氯离子渗透试件
每隔一年检测一次，每次两组。
4
收缩试件
前28天每天测量一次，第一年内每月测量一次，其后每半年检测一次。
5
炭化深度检测
同抗压试件，对试压后的抗压试件用酚酞滴定法检测混凝土的炭化深度。
7.泵送系统布置
合理布置现场泵送系统，主要对泵机的选位，水平泵管的长度及平面布置，竖向弯头设置，单元泵管固定节点等进行详细设计，保证泵送系统合理可靠。
施工过程中采用GPS跟踪记录泵机相关参数，用以指导后续泵送施工。
7.1泵管平面布置
本工程拟选用3台HBT90CH型泵，布置2套泵管，具体平面布置见下图所示：
A栋主塔楼超高泵送体统平面布置图
7.2各层泵管平面位置示意图
7.3泵管竖向系统布置示意图
7.4管道的垂直布置
①首层管道布设大样图
②管道于空中楼层间水平移位转弯大样图（根据本工程核心筒楼板的布局情况，1号泵管于74层320.20m高度、2号泵于77层336.90m高度需要水平移位）
③管道于空中楼层中间加设立管与水平管大样图（拟设置两次弯道）
泵管水平与垂直转接点
水平楼板及钢管混凝土浇筑泵管
核心筒上部泵管的连接
泵管接头
泵管支撑
水平泵管与竖向泵管连接
水平泵管的固定
7.5泵机的水平固定大样图
8.布料系统
本工程主塔楼混凝土浇筑面主要有：
核心筒竖向构件、核心筒内水平构件、外框钢管混凝土、核心筒外楼盖混结构。
四个工作面之间高差最大达40m左右，因此，本工程将选用2台HGY13轻型布料机，混凝土浇筑作业时用塔吊将布料机吊运至作业面进行布料作业。
（1）“中联”HG19Y布料机特点
a、全液压驱动，360°全回转；
b、电气系统主要元件选用日本欧姆龙Omron和法国施耐德Schneider等世界知名品牌；
c、三节卷折式臂架，运用计算机有限元分析、动力学仿真、模态分析等最先进的设计手段对臂架机构进行优化设计；
d、有线遥控、无线遥控两种操作方式；
e、装运时可将整机分解为几个大部件，其重量及几何尺寸如下（总重约6t）：
序号
部件名称
单件重量
（kg）
件数
单件几何尺寸
（长×宽×高）m
1
大臂前+中臂+小臂
1800
1
9.4×0.9×1.2
2
上下支座+回转支承+大臂后
2000
1
3.9×2.2×2.7
3
立柱（管柱）
600
1
1.5×1.3×1.4
4
供油装置
500
1
1.2×0.65×1.3
5
上支座平台＋栏杆
420
1
2.1×2.75×0.8
6
电控柜
160
1
0.3×0.6×1.2
（2）优点：
固定式：
整体吊装、立柱与基础采用4个销轴快装；塔身以上部分弯管为φ125×R500B-90°，立柱弯管为φ125×1000B-90°,降低混凝土泵送阻力。
（3）HG19Y布料机主要技术参数
a、技术参数
型号
HG19Y
输送管（外径×壁厚）JJ83（mm×mm）
Φ133×4
软管（内径×长度）（″×mm）
5″×3000
布料半径（m）
18.6
三节液压卷折式
一节臂（m）
9.3
二节臂（m）
5.28
三节臂（m）
4.0
回转范围（°）
360
电机功率（kW）
7.5
独立高度（至臂根铰点）（m）
3
管柱截面（mm）
φ800
管柱高度（m）
1.395
操作方式
1.有线遥控2.无线遥控
整机重量
6t
电源
380V/50Hz
b、工作范围图
（4）布料机安装点载荷
布料机安装点应能承受下列载荷
载荷
数值
Ph水平力（kN）
1.5
Pv垂直力（kN）
65
弯矩（kN·m）
260
扭矩（kN·m）
25
（3）外形
混凝土布料机
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