超高层外框柱及水平结构施工方案文档格式.docx
《超高层外框柱及水平结构施工方案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超高层外框柱及水平结构施工方案文档格式.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
GB50666-2020
8
《钢结构工程施工规范》
GB50755-2020
9
《建筑机械使用安全技术规程》
JGJ33-2020
10
《建筑施工安全检查标准》
JGJ59-2020
11
《钢筋焊接及验收规程》
JGJ18-2020
12
《钢筋机械连接通用技术规程》
JGJ107-2020
2.工程概况
2.1基本概况
工程名称
本中心双塔楼及裙房工程
工程地址
建邺区江山大街北侧，金沙江东路南侧，扬子江大道东南侧，燕山路南延段西侧
建设单位
本河西工程管理
设计单位
中国建筑设计研究院（建筑及结构）
本华森建筑与工程设计顾问
监理单位
本建科工程咨询
施工单位
总承包公司
开竣工日期
2020年4月21日开工，2019年7月31完成幕墙外立面，2020年8月31日竣工验收
合同工程投资额
约30亿元
合同工期
至幕墙外立面完成共831日历天，至全面竣工共1593日历天
2.2地上结构设计概况
塔楼1
塔楼2
结构形式
钢管混凝土框架—钢筋混凝土核心筒
楼板形式
核心筒内为现浇混凝土板、核心筒外为组合楼板
混凝土等级
外框钢管柱内砼C60，梁板砼C40
典型层高
5.0m、3.9m、5.85m
4.3m、3.9m、5.85
2.3地上结构构件
外框柱截面
1塔楼1600×
1600~1000×
1000，1300×
1300~900×
900
2塔楼1400×
1400~1000×
1000；
核心筒内梁截面
400×
1000、400×
800、400×
700、400×
600、300×
400、
250×
800、200×
700、200×
500、200×
400、120×
300、
板厚
核心筒内现浇板150、250，核心筒外楼承板100、110、120、130、150、250
组合楼板型号
TD6-70、TD6-80、TD6-90、TD6-100、TD6-120、TD6-220
3.施工技术条件分析
3.1技术准备
施工前，项目须完成各不同强度等级的混凝土试配工作，确定其配合比。
为确保混凝土在不同季节温度下都拥有的工作性能，应确定高温季节和冬期施工及一般常温下混凝土施工三种不同条件下配合比。
混凝土的3天龄期和28天龄期标养试块应达到施工和设计要求。
对于钢管砼通过试验柱方法检测砼的自密实性能，确定试验柱的浇筑方法。
3.2技术条件分析及施工对策
1）、工程现场正负零层施工已经完成；
根据设计提供的荷载值，正负零层楼板上（除出土口和其他洞口）均可满足混凝土泵车停放和混凝土运输车辆的行驶。
浇筑施工平面布置较为灵活。
2）、TA外框柱最高泵送高度253.445m，结构楼板最高泵送高度239.55m。
TB外框柱以及楼板最高泵送高度302.75m，混凝土输送高度较大，输送泵选择须有较高的输送压力，垂直泵管须有可靠的固定措施，水平泵管须有足够的长度和固定措施。
3）、外框钢管柱、楼层梁板施工相错4个楼层，采用一组泵管施工。
钢柱上部无施工作业面，且钢柱混凝土施工部位分散，因此钢柱混凝土施工作业面设在楼板层，泵管架立在楼板层上，通过在钢柱侧壁开浇注孔实施混凝土浇筑。
4）、外框钢柱内C60混凝土，钢柱内有较多隔板，混凝土不易密实，因此采用自密实微膨胀混凝土。
5）、根据本工程施工组织设计，本工程核心筒先行施工，水平结构相对滞后，需在核心筒内预埋钢筋，与水平结构钢筋完成连接。
预留钢筋施工质量控制困难的特殊部位，采用植筋处理。
4.主楼楼板钢筋施工
4.1钢筋连接
组合楼板钢筋的连接形式：
直径大于等于16mm的钢筋采用机械连接；
直径小于16mm的钢筋采用单面焊连接，焊缝长度10d（d为钢筋截面直径）。
焊材选用E50；
圆钢与三级钢焊接焊材选用E43。
4.2组合楼板钢筋节点做法
桁架组合楼板与核心筒剪力墙、外框柱连接节点详见下图：
桁架组合楼板与核心筒剪力墙连接节点图
桁架组合楼板与外框柱连接节点图
板边做法
预留洞口节点做法
注：
无梁洞口位置，大小根据相关专业确定预留，在楼板砼浇筑完毕，达到设计强度后，将洞口范围内钢筋桁架楼承板割除。
桁架组合楼板降板做法
4.3楼板与剪力墙节点连接处理
由于主楼上部结构的桁架组合楼板晚于竖向结构的施工，且压型钢板组合楼板内的钢筋根据设计要求应当锚入核心筒剪力墙结构内，因此在核心筒剪力墙施工时预留该部分钢筋。
由于本工程核心筒外墙采用道广大模板体系，组合楼板钢筋无法直接通长预留，须弯折90°
后紧贴结构面预埋，而三级钢C8、C10在90°
弯折后重新扳直可能会发生脆断现象或对钢筋受力产生影响，因此，核心筒内外后施剪力墙，均采用等强度代换的原则，预留一级钢做胡子筋打斜锚入筒体剪力墙，后期顺结构时，凿出后再与结构板焊接的形式与结构板连接，等强度预埋的钢筋在间距相同的情况下：
原设计C8用A10代换、C10用A14代换，详见下图：
预留段紧贴结构面，设置在组合楼板高度范围内。
后期桁架组合楼板结构施工时将组合楼板位置处的剪力墙面混凝土凿除50mm，扳出预留筋调直，并作表面处理后，与楼板钢筋焊接。
对于预埋筋定位不准或调直过程中破坏造成无法利用的，采用植筋方式。
5.模板施工
5.1塔楼核心筒外组合楼板
5.1.1模板形式
底模利用桁架板。
钢筋桁架板施工方案见《地上钢结构施工方案》，该方案已经报送监理。
在楼板高低跨位置设置吊模。
在洞口和后浇板位置沿边界采用快易收口网支模，支模高度略高于板面。
5.1.2模板临时支撑
根据设计要求：
板跨超过楼承板施工阶段最大无支撑跨度时需在跨中加设一道可靠临时支撑。
因此在进行混凝土浇注之前，须按钢结构深化图纸要求对需要加设临时支撑的部位进行支撑，支撑采用搭设双排脚手架，上部支撑点木枋连接。
临时支撑详见下图：
5.2核心筒内梁板
该部分内容已在地上结构施工方案中予以详细描述，本方案不再赘述。
6.混凝土施工
6.1施工组织
1）混凝土供应商选择
本工程塔楼2选择嘉盛混凝土公司供应混凝土，塔楼1选择中联混凝土公司供应混凝土。
上述两家公司已按照2020年11月22日，《中心双塔楼及群房工程地上、地下部分混凝土供应专题会议》要求进行混凝土试配和设备选择。
初定配合比如下图：
施工过程中根据混凝土工作性能和成品质量进行微调。
2）、设备选择
超高层泵送设备是本工程塔楼超高层泵送施工的关键，项目确定国际知名品牌德国普茨迈斯特（大象）公司和国内三一重工集团公司的专业设备。
大象公司、三一公司负责对本工程超高层泵送设备的操作进行指导，并提供及时的维修服务。
3）、混凝土浇筑施工组织
本工程塔楼1和塔楼2分别组织两只混凝土施工队伍进行施工，分别由两个区域生产经理和该区域施工部门进行施工作业管理。
6.2泵送设备
6.2.1超高层混凝土输送泵选型
本方案涉及的混凝土泵送最大高度为302.75m。
工程三一重工生产的HBT90CH-2135D泵，该设备最大输送压力35Mpa，有效泵送高度可达597M（天津117大厦）。
能够满足本工程需求。
其设备性能参数如下：
6.2.2设备性能分析
该设备泵送塔楼外框柱C60和水平结构C40混凝土，C60高强混凝土粘度较C40普通混凝土更大，混凝土泵送压力损失更大，因此以C60混凝土计算外框柱最大泵送高度的压力损失。
根据以往工程实际泵送施工数据来推算C60混凝土的沿程压力损失：
1m水平管的压力损失为:
△Pl=0.02MPa/m（采用150管道压力减小20%）
1m垂直管的压力损失为:
△Pl=0.045MPa/m
TB外框柱最大泵送高度302.75m。
竖管高度按照303m计算，水平管长度按照75m计算。
水平管的压力损失△P=0.02MPa/m*75m=1.5MPa
垂直管的压力损失△P=0.45MPa/m*303m=13.6MPa
TB泵管压力损失总计15.1MPa。
TA外框柱最大泵送高度253.445m。
竖管高度按照255m计算，水平管长度按照65m计算。
水平管的压力损失△P=0.02MPa/m*65m=1.3MPa
垂直管的压力损失△P=0.45MPa/m*255m=11.5MPa
TA泵管压力损失总计12.8MPa。
根据计算结果，该设备最大输送压力35Mpa满足现场施工要求。
在常规高度泵送时，可采用该设备的低压19Mpa，在超高层泵送时，采用该设备的高压35Mpa工作状态。
6.3泵管布设与固定
本工程核心筒泵送为超高压混凝土泵送，采用耐超高压的管道系统，包括壁厚为9mm、直径125mm的超高压输送泵管、耐超高压混凝土密封圈以及高强度连接螺栓。
泵管采用超高压输送泵管专用抱箍。
泵管标准节长度为3.0m。
6.3.1地面水平段布设和固定
本工程塔楼2最大泵送高度约300m，根据规范和相关施工经验，超高层泵送水平段与竖直段长度比例应为1:
4到1:
6之间，因此本工程塔楼2地面水平段长度应为75-50m。
本工程塔楼2外框柱及水平结构施工布设1组泵管。
水平段长度58.4m，有两个直角弯头，相当于78.4m。
本工程塔楼1最大泵送高度接近250m，根据规范和相关施工经验，超高层泵送水平段与竖直段长度比例应为1:
6之间，因此本工程塔楼1地面水平段长度应为60-40m。
本工程塔楼外框柱及水平结构施工布设1组泵管。
水平段长度50m，有两个直角弯头相当于70m。
具体布置见附图《外框柱泵送水平泵管布置图》
地面水平段泵管的固定方式为，在每节泵管接头两端500mm处固定。
固定采用钢制固定架与抱箍固定，抱箍与泵管之间垫设橡胶垫，缓冲泵管冲击力。
固定架采用膨胀螺栓固定在地下室楼面上。
因泵管标高保持水平，在地下室顶板面标高不同的地方，调整固定架高度。
泵管固定架尺寸规格见附图《外框柱泵送地面水平泵管固定架》。
6.3.2竖直段泵管布设与固定
塔楼1竖直泵管定位
塔楼1核心筒竖直泵管1组。
布置在Z21靠核心筒一侧。
泵管中间不设置弯头，竖向贯通。
具体见附图《外框柱泵送TA竖向泵管布置图》
塔楼2竖直泵管定位
塔楼2核心筒竖直泵管1组。
布置在轴线T2-A交轴线T2-6外框柱靠核心筒一侧。
具体见附图《外框柱泵送TB竖向泵管布置图》
竖向泵管固定
竖向泵管固定原则为：
在每节泵管接头两端500mm处固定。
若遇到不利条件，可做适当调整，调整后固定处距泵管接头处不得超过800mm。
固定架焊接在外框柱上。
6.3.3作业层水平泵管布设
本工程外框柱、组合楼板、核心筒内现浇板采用一套竖向泵管，在作业层根据不同工况分别布置水平管。
具体参见附图《作业层水平泵管布置》
6.3.4组合楼板上留洞补强措施
竖向泵管先行安装，须在组合楼板楼板上留设空洞。
泵管管径为125mm，可留设150mm×
150mm方形洞口。
核心筒楼板钢筋间距为94mm，因此钢筋施工时根据图集规定对洞口周边增加钢筋进行补强，补强钢筋截面不小于截断钢筋截面。
6.4混凝土泵送施工过程控制
6.4.1混凝土质量控制与配合比设计
根据以往工程经验，本方案涉及的外框柱混凝土具有初凝时间短、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：
（1）配合比设计时，水泥用量同时考虑混凝土的强度和可泵性要求，在保证强度的前提下适当减少水泥的用量，降低混凝土粘度，减小泵送的阻力。
同时，掺加优质的化学外加剂和优质矿物掺料，改善混凝土的可泵性，提高混凝土的耐久性。
（2）粗骨料选择最大粒径不大于25mm连续级配的碎石，同时严格控制扁平石子的含量，针片状含量控制在10%以内，以免影响混凝土的和易性和可泵性。
（3）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100m以下混凝土入泵坍落度应控制在160-180mm，对于100m以上楼层的混凝土入泵坍落度应控制在220-240mm，扩展度控制在600mm以上，同时应考虑气温等因素造成混凝土的坍落度损失。
6.4.2泵送过程控制
超高层混凝土的泵送过程控制应该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余料回收和泵管清洗，每个步骤都必须严格控制，保证每次混凝土泵送的顺利。
（1）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。
同时，定期使用超声等手段检测高压泵管，发现问题及时更换。
（2）开始泵送时应先用水湿润泵的料斗、泵室、输送管道等与混凝土直接接触的部分，无渗漏及堵塞等异常情况后，方可采用水泥砂浆润滑压送。
（3）在泵机出料管路中放入一只海绵球将砂浆放入料斗，当垂直泵送管路长度小于150m时，使用1：
1水泥砂浆；
当垂直泵送管路大于150m，使用2.5：
1水泥砂浆。
砂浆必须充分搅拌，用量约每200m管线1m3。
（4）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。
（5）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5min，为防止泵管内混凝土凝固造成堵管，每隔5min应开泵一次。
（6）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。
6.4.3液压截止阀的使用
截止阀是为了解决在高层混凝土泵送中临时中断泵送，隔断回流反压对泵体的冲击而研制开发的。
本工程采用全液压截止阀，其采用液压油缸作动力，活动闸板之间嵌有耐磨环和橡胶弹簧，可以做到自动补偿间隙，闸板表面精加工硬化处理，使用过程不漏水、漏浆，大大的节省了人力，提高了工作效率。
6.4.4堵管处理方式及预防措施
在泵送过程中，由于混凝土泵送路径过长，泵送阻力随之增大，因此超高层泵送混凝土对混凝土性能和泵送技术要求较高。
以下为我们提高混凝土泵送成功率，改善混凝土泵送环境，以及出现堵管现象所采取的措施。
（1）施工过程中混凝土应保持连续供应，出现不可抗力导致供应中断时，为防止泵管内混凝土出现泌水、离析，每隔5min开一次泵，当供应中断超过1h后，将管内混凝土泵出，清洗管路，待混凝土恢复供应后重新泵送。
（2）在炎热的夏天，日照强温度高，应采用湿草袋覆盖管道，防止在泵送过程中，因管道温度过高导致混凝土坍落度损失过快而产生堵管。
（3）当发生堵管情况时，首先采用正反泵点动及人工敲打堵管部位，若无法解决，则需要拆卸泵管进行清理。
在拆卸泵管前，先关闭液压截止阀，泄压后将堵塞的泵管拆下，清除堵管中的混凝土，接好管道，开启液压截止阀继续泵送。
6.4.5管道清洗
超高层泵送混凝土的余料回收及泵管清洗是个不容忽视的问题。
混凝土余料回收处理不当，不但造成浪费，还会对环境造成影响；
泵管清洗不到位，会影响泵管的重复使用。
本工程采用专用回料管回收废料和砂浆。
每个塔楼十层设置一个回料池，一组回料管。
回料池为砖砌，规格为8.0m*8.0m*0.5m，池壁240mm。
采用MU15标准砖，M7.5砂浆砌筑，内抹30厚1:
2防水砂浆。
回料管采用530mm内径螺纹钢管，3.0m一节，法兰连接。
回料管布置详见《超高层泵送方案》附图《超高层泵送回料管布置图》
（1）在每次混凝土泵送时，泵管内混凝土最多时可达5m3左右，因此在计算混凝土总需求量时应将泵管内的混凝土量计算在内。
（2）将最后一斗混凝土泵入管内后，关闭液压截止阀，在料斗内加入0.5-0.7m3与混凝土配合比相同的砂浆（除石子外的同配比），打开截止阀，将砂浆泵入管内（2-3m3）（两端放置海绵球），作为封闭隔离层。
（3）关闭液压截止阀，在料斗内注满水，打开液压截止阀，利用高压水将泵管内的混凝土和砂浆泵至操作层，直至泵出海绵球为止。
泵出的混凝土和砂浆经回料管排入楼层上回料池中。
（4）再次将液压截止阀关闭，将混凝土泵车至截止阀间一段泵管拆除，打开液压截止阀，利用重力将水排至沉淀池，回收再利用。
6.5混凝土浇筑
6.5.1外框柱混凝土浇筑
本工程外框柱采用泵送浇筑。
钢柱上部无施工作业面，且钢柱混凝土施工部位分散，因此钢柱混凝土施工作业面设在外框楼板上，泵管架立在外框楼板上，通过在钢柱侧壁开浇注孔实施混凝土浇筑。
当钢柱为两层一节时，开孔位于上部一层，若为三层一节，则在中间层开孔。
浇筑孔为圆形，直径300mm，孔中心在外框楼板楼面结构标高以上1000mm；
外框柱混凝土分节浇筑，每节混凝土浇筑至浇筑孔下边缘以下500mm。
混凝土浇筑完成后，采用坡口焊焊接板材封闭浇筑孔。
为防止降雨造成钢管柱内积水影响混凝土质量，每节钢柱吊装完成后，柱顶临时覆盖雨布，并在钢柱侧壁开泄水孔；
泄水孔为圆形，直径20mm，孔下边缘位于混凝土浇筑面以上20mm。
具体详见下图：
浇筑孔与泄水孔定位图浇筑孔封闭焊接图
6.5.2组合楼板混凝土浇筑和养护
组合楼板混凝土标高控制采用在外框柱上标示控制线，采用抹光机抹平，人工收面。
高温季节，浇筑完成后12h洒水养护。
冬季施工期间，采用覆膜养护。
7.质量及安全保证措施
7.1质量保证措施
7.1.1钢筋工程质量控制
1）钢筋在加工前应洁净、无损伤，无油渍、漆污，铁锈等。
2）钢筋应先调直再加工，切口端面宜与钢筋轴线垂直，端头弯曲、马蹄严重的应切去，不得用气割下料。
3）连接套进场时应有产品合格证；
施工单位应进行复检。
4）电焊工必须持相关证书并试焊通过方能大面积焊接。
5）钢筋绑扎施工前检查预留钢筋筋是否预留到位，不到位的要及时植筋。
7.1.2模板工程质量控制
1）组合楼板钢筋绑扎前对桁架板进行验收，对桁架板出现弯曲、破损现象的，应及时整改、更换。
2）组合楼板需要临时支撑的，
7.1.3混凝土工程质量控制
1）进行混凝土配合比调整试配，确定现场施工最优混凝土配合比。
2）定期对混凝土搅拌站回访监督，对混凝土供应情况、坍落度、供应速度、和易性等技术指标及混凝土技术资料、混凝土原材料情况等做出评价，并填写回访表作为内控。
3）混凝土浇筑前采用同样水泥用量的砂浆润管。
4）及时检查混凝土的凝结时间及和易性，混凝土坍落度做到每车必测，严禁使用坍落度不符合要求的混凝土。
5）浇筑混凝土的过程中派专人看护模板，发现模板变形、位移时立即停止浇筑，并在已浇筑的混凝土凝结前修整完好。
6）现场制作足够组数的混凝土试块。
所有同条件试块必须在下料口制作，在施工现场养护，保证条件与实际混凝土条件相同，操作面附近必须准备有振动台、模具等有关器具。
7）混凝土应在浇筑12h后加以覆盖和浇水。
8）已浇筑的楼板、楼梯踏步的上表面混凝土要加以保护，必须在混凝土终凝后方可上人。
9）要保持钢筋的正确的位置，保护好洞口、预埋件及水电管线等。
7.2安全保证措施
7.2.1施工现场临电安全保障措施
1）电工持证上岗，坚守工作岗位，遵守职业道德和操作规程，并做好施工日志。
2）必须严格做到“三级配电、二级保护”。
施工现场必须设置总配电箱或柜，不得直接在供电局或建设单位提供的电源系统上向各分配电箱供电。
3）开关箱必须做到“一机、一闸、一漏、一箱”的要求，箱内漏电开关不得大于30mA/0.1S的额定漏电动作电流要求。
4）对所有供电线路、用电设备、各类配电箱，现场值班电工班每天至少要进行两次全面细致的检查，发现问题及时处理并做好记录。
7.2.2钢筋工程安全措施
（1）钢筋半成品应按规格品种堆放整齐，制作场地要平整、工作台要稳固，照明灯具必须加网罩。
（2）切断小于30cm的短钢筋，应用钳子夹牢，禁止用手把扶。
多人合运钢筋，起、落、转、停，动作要一致，人工上下传送不得在同一垂直线上，钢筋堆放要分散、稳当，防止倾倒和坍落。
（3）钢筋焊接严禁非焊工操作，焊接工作开始前，应检查焊机和工具是否完好和安全可靠。
施焊过程中应注意防漏电和防火。
（4）机械操作：
工作前必须检查机械，仪表工具等确认完好后方可使用，施工机械和电气设备不得超负荷作业。
机器设备作到专人专机，其拆装维修均由专人负责，其它人员不得擅动。
7.2.3模板工程安全施工措施
1）在架上作业的工人应穿防滑鞋和配挂好安全带，为了便于作业和安全，脚下应铺设必要数量的脚手板，并应铺设平稳，不得有探头板。
2）模板拆除后应将钉子向内敲弯，模板摆放时钉尖不可朝上。
3）组合楼板临边布设防护栏杆和踢脚板。
7.2.4混凝土工程安全措施
1）混凝土浇筑前应对临时支撑架进行验收。
2）混凝土操作人员振捣操作时要戴好绝缘手套，穿好胶鞋。
8.附件
《外框柱泵送地面水平泵管布置图》
《外框柱泵送地面水平泵管固定架》
《外框柱泵送TA竖向泵管布置图》
《外框柱泵送TB竖向泵管布置图》
《T1作业层水平泵管布置》
《T2作业层水平泵管布置》
升级会员 