超高層混凝土泵送方案與技術(shù)措施

1、208超高層混凝土泵送方案與技術(shù)措施本工程甲級寫字樓最大泵送高度為 280m屬超高程泵送混凝土。超高層混凝土要提前做 好混凝土配比的試驗研究，明確每個高度施工段及各種環(huán)境條件下的最優(yōu)配合比，優(yōu)選高性 能的泵送設備，確保超高泵送的順利實施。23.1 超高泵送混凝土簡介超高程泵送要求混凝土必須具有很好的流動性、體積穩(wěn)定性和可泵性，但截至目前，國 內(nèi)尚無有關(guān)超高泵送混凝土的技術(shù)性能要求的規(guī)范、標準，我們根據(jù)企業(yè)以往施工超高層的 實際經(jīng)驗，并參考國內(nèi)外同類工程的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和資料，總結(jié)出超高泵送混凝土的技術(shù)性 能要求如表23.1-1所示。表23.1-1超高泵送混凝土的技術(shù)性能指標序號試驗要求項目技術(shù)性

2、能指標要求1坍落度1）不小于200mm2）坍落度損失值：大氣溫度1020c以下1h小于10mm大氣溫度20 c30 C 1h小于25mm大氣溫度 30 C35 C 1h小于35mm2擴展度控制在500650mm'也圍；3充填性U型儀試驗中，4min時兩側(cè)混凝土的局差 Hv 10mm4流動性倒錐試驗中，流出時間為815m；5保水性、粘聚性10s時的相對壓力泌水率 S0V 35% ;6凝結(jié)時間初凝時間t0>8h,終凝時間不超過 12h。7其他粗骨料最大粒徑與管徑比宜在1:41:5。為了確保混凝土的技術(shù)性能達到上述指標要求，我們將嚴控原材料的優(yōu)選和檢驗，并根據(jù)進度計劃提前做好各強度等級

3、混凝土的試配。 超高泵送混凝土原材料質(zhì)量控制見表 23.1-2表23.1-2超高泵送混凝土原材料質(zhì)量控制序號原材料技術(shù)性能指標檢驗項目1水泥堿及CA含量少，強度富余系數(shù)大，活性好， 標準稠度用水量小，質(zhì)量穩(wěn)定，水泥與外加 劑之間的適應性良好，硅酸鹽水泥。安定性、凝結(jié)時間、強度、 標準稠度用水量、膠砂強 度、堿含量、化學分析、 放射性核素分析等2砂選用中砂，要求細度模數(shù)在 2.62.9之間，顏色,致,含泥重控制在1%以內(nèi)，大于 5mm的純泥含量要小于 0.5%,有害物質(zhì)按重量計 <1.0%,選擇細骨料時其堿活性含量必須符 合要求。細度模數(shù)、含泥量、泥塊 含量、堿活性反應、有機 物含量、表觀

4、密度、堅固 性、放射性核素分析3石520mmi續(xù)級配碎石，產(chǎn)地、品種要,致, 含泥量不超過1% 5mm以上的純泥含量要小級配、壓碎指標、針片狀含量、含泥量、泥塊含量、序號原材料技術(shù)性能指標檢驗項目于0.5%,針片狀顆粒含量不超過 10%不得 有風化顆粒，骨料不帶雜物，碎石粒形好、 表面粗糙可以增強骨料顆粒與水泥石之間的 粘結(jié)力。骨料的空隙率控制在 40%A內(nèi)。母巖立方體強 "彳H 100MPa空隙率、表觀密度、堿活 性反應、吸水率、堿活性 反應、母巖強度放射性核 素分析4混合材粉煤灰：n級，需水量比小于105%細度不超過25%燒失量不超過8%細度、需水量比、燒失量、 含水量、游離氧化

5、鈣含 量、三氧化硫含量等5礦粉：比表面枳 350kg/m2,活性指數(shù)7天大 于75% 28天大于95%流動度比大于 90% 其它指標符合 GB/T18046-2000要求。密度、比表面積、活性指 數(shù)、流動度比、含水量等6外加劑減水率/、小于12%氯離子及息堿含量應控制 在生產(chǎn)廠控值的3% 5%內(nèi)，泌水率比小于小 超過100%減水率、泌水率比、氯離 子含量、含固量、含氣量、 總堿含量等7水應符合混凝土拌合用水標準，宜采用飲 用水。PH值、不溶物、可溶物、 氯化物、硫酸鹽及硫化物 含量、凝結(jié)時間差、砂漿 抗壓強度比等23.2泵送混凝土的施工組織與流程泵送出口壓力是決定混凝土泵送高度的重要指標，我們

6、將在計算理論泵送所需壓力的基 礎上初定泵的型號，然后根據(jù)擬定布置方式計算配管整體水平換算長度等技術(shù)指標，從而驗 算所選泵型的科學、合理性。經(jīng)過詳細計算與周密論證，我們最終選定三一重工生產(chǎn)的HBT90CH-2122和SY5121-THB90存載泵）分別作為本工程超高泵送的高、低區(qū)泵，其理論最大出口壓力分別達至ij 35MPaffi 11.5Mpa。其中HBT90CH-2122必的最大理論泵送排量為100R3/小時，理論泵送壓力為35MPa柴油機功率為546kW理論最大水平泵送距離為 2500米，垂直泵送高度為500米。HBT90CH-2122D SY5121-THB90勺技術(shù)參數(shù)和實際應用情況見

7、表 23.2-3表23.2-3輸送泵技術(shù)參數(shù)及實際應用r-._ 輸送泵型號_HBT90CH-2122DSY5121-THB90混凝土理論輸送壓力（MPa）低壓高壓14227.511.5混凝土理論輸送量（m3/h）低壓高壓751055390皮木參數(shù)''_輸送,型號_HBT90CH-2122DSY5121-THB90動力及泵送系統(tǒng)（油泵排量ml/r ,油壓MPa容積L、功率KW）主油泵排量190 x2油壓32,油箱容積600柴油機額定功率181 X 2發(fā)動機額定功率161碎坍落度（mm）100230100230輸送虬直徑x取大仃程 （mm）200X 2100 230X 1600料斗

8、容積x上料高度 （m3/mm）0.7 X 14200.6 X 1500外形尺寸長x寬x高（mm）7126X 2330X 27508940X 2370X 3040總質(zhì)里（kg)1150012000SY5121-THB90HBT90CH-2122D擬應用低區(qū)：30層以下（泵送高度127.6m)高區(qū)：30層以上（最大泵送高度280m)串）faEI追.3TO1111aSrriA1）泵送出口壓力計算按照甲級寫字樓的最大泵送高度進行驗算。（1）泵送混凝土至甲級寫字樓屋面最高點（280m）所需壓力計算混凝土泵送所需壓力P包含三部分，即：混凝土在管道內(nèi)流動的沿程壓力損失P1、混凝土經(jīng)過彎管及錐管的局部壓力損失

9、 P2以及混凝土在垂直高度方向因重力產(chǎn)生的壓力P&沿程壓力損失計算-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 一單位長度的沿程壓力損失;l 一泵管總長度：垂直高度280m加上布料機及水平泵管部分120m取400mk2一速度系數(shù)，取 k2= （4.00-0.01S ） X 102 =380（Pa/m/s）;t2/t1 一混凝土泵分配閥切換時間與活塞推壓混凝土時間之比，取0.20.3;V2一混凝土在管道內(nèi)的

10、流速，當排量達 40m3 /h時，流速約0.91m/s；2一徑向壓力與軸向壓力之比，其值約 0.9。0局部壓力損失計算泵送至屋頂最高點時，需：90o彎管25個，45o彎管4個，橡膠軟管1根，率t管1個，截 至閥2個。根據(jù)表12.2.4-2、表12.2.4-5所列換算關(guān)系，則有：P2=25X 0.1+0.05 X 4+0.08 X 2+0.2+0.1=3.16 MPa表23.2-4混凝土泵送的換算壓力損失管件名稱換算量換算壓力損失（MPa水平管每20m0.10垂直管每5m0.1045°彎管每只0.0590°彎管、錐管每只0.10管路截止閥每個0.8035m橡膠軟管每根0.20

11、表23.2-5附屬于泵體的換算壓力損失部位名稱換算量換算壓力損失（MPa丫型管每只0.05分配閥每個0.08泵啟動內(nèi)耗每臺2.80自重壓力計算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計算。2）泵送能力驗算根據(jù)P1、P2和P3的計算結(jié)果，則泵送混凝土至屋頂最高點（280m）所需理論總壓力：P=P1+P2+P3=7.7+3.16+7.13=17.99MPa考慮到超高層泵送過程的復雜性，為安全、保守k1 粘著系數(shù)，取 <=(3.00-0.01 XS) X 102 (Pa)=280,S 為坍落度，暫取

12、 20cm壓力應為:d 混凝土輸送管直徑，暫按125mn算;P' =17.99 X 1.2=21.58MPa。起見，混凝土泵 應考慮至少20%的壓力儲備。因此，泵送混凝土至屋頂最高點 280 m所需混凝土管道水平配管總換算長度1=120+280 X 4+ 9 X 25+4.5 義 4+8+20=120+1448+225+18+28=1919根據(jù)以上計算結(jié)果可知：(1)混凝土管道水平配管總換算長度 L=1511n< 2500m賅型泵理論最大水平輸送距離為 2500m);(2)考慮各類壓力損失及壓力儲備后，計算出泵送混凝土至屋頂最高點(381.84m)所需壓 力P' =21.

13、58Pa<35MPa俵型泵理論最大輸送壓力為 35MPa>因此，可以判斷：本工程高區(qū)泵(HBT90CH-2122D的泵送能力滿足要求。運用同樣方法，推斷出低區(qū)泵(SY5121-THB90)的泵送能力滿足要求。3 )輸送泵可靠性論證三一重工的HBT90CH-2122D1凝土輸送泵，集世界先進技術(shù)于一體，是一種高效率、高 可靠的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。在上海環(huán)球國際金融中心使用，它的最大理論泵送排量為120 m3/小時，理論泵送壓力為22MPa柴油機功率為362kW理論最大水平泵送距離為2500米，垂直泵送高度 為500米。采用雙動力結(jié)構(gòu)、專利技術(shù)眼鏡板、切割環(huán)和高壓密封活塞，輔以液壓截止閥， 可實

14、現(xiàn)全自動高低壓切換、直接水洗等，完全滿足超高泵送需求。4 )布料機的選擇最大布料半徑18m臂架回轉(zhuǎn)角度任M工作環(huán)境(-10+45) ° C安裝型式四條支腿支撐，免安裝支腿前后跨度(mm4484*4484電機型號丫160M-4V1,IMB5,IP54功率11kw控制方式有線控制輸送管清洗方式水洗/干洗總質(zhì)里4500kg臂架形式二節(jié)卷折全液壓輸送管徑DN125mm表23.2-6 HGY18混凝土布料機性能參數(shù)(1)本著“方便操作、經(jīng)濟適用”的原則，、塔樓外筒的鋼管柱、組合樓混凝土板施工采 用由三一重工生產(chǎn)的HGY1配移動式混凝土布料機，該機可遙控操作，臂架自由俯仰，最大 布料半徑18m

15、HGY18昆凝土布料機性能參數(shù)見表 23.4-6 。末端軟管長度3mA節(jié)臂長度7010mm第一節(jié)臂轉(zhuǎn)角92°第一節(jié)臂長度5891mm第二節(jié)臂轉(zhuǎn)角180°第二節(jié)臂長度4820mm第三節(jié)臂轉(zhuǎn)角230°(2)核心筒剪力墻、樓板混凝土施工，采用壁掛式HGB2阻混凝土布料機，該機可遙控操作，臂架自由俯仰，最大布料半徑 28m特別適合跟隨爬模自開布料的需求，HGB28昆凝土 布料機性能參數(shù)見表23.2-7。技術(shù)茅敝型號HGR28科卡布科半好asmtsiw1)工作環(huán)用溫度(一10一+ 45)憶塔身高度3Qe 但&5。爬升速度O.5-O.8m/min(1l.6-2.G7m

16、in>周升型式油騎升式電機型號Y200L- 4, B35 JP44功率30KW (40HPJ!轉(zhuǎn)速1 450rpm系疑壓力30MPa(435D psi)沌量4 7 1 /m in (1901s IJ rYii n)油箱客積30aL (79,3gHl>控制方式近控F有線/遙度懈送官耦洗方式水洗F干洗總后265O0ky(59422茸朝瑯式四節(jié)卷折全液壓甫送管徑DN125mm(5->未蕭;軟管娛舟3rn9 1g第一節(jié)碎球度745Ornm(24,5B)轉(zhuǎn)角閆工口第二節(jié)雪球度fifi轉(zhuǎn)角iao0第三節(jié)珥托度6730mm(22'1轉(zhuǎn)角180°第四節(jié)皆標度6830mm(2

17、2H5")特南240°表23.2-7 HGB28型壁掛式混凝土布料機技術(shù)參數(shù)布料機選型主要考慮以下原因：鋼管柱混凝土的23層澆筑一次及安裝進度的要求。外筒組合樓板鋼梁安裝標高與鋼管柱安裝相差3個層高以內(nèi)的情況。®核心筒剪力墻與筒內(nèi)樓板相差 3個層高以內(nèi)的情況。鋼管柱混凝土量及塔吊使用情況。23.3 超高泵送混凝土方法23.3.1 地面混凝土泵送分為裙樓施工階段、塔樓施工階段裙樓施工階段，地下室土方已經(jīng)回填，裙樓施工區(qū)擬采用 6臺HBT60加式泵。甲級寫字 樓因核心筒施工速度較快，擬在地下室核心筒剪力墻完成后， 65層甲級寫字樓安裝2臺壁掛 式布料機，配備2臺輸送泵

18、。66層甲級寫字樓在地下室核心筒剪力墻完成后安裝 2臺壁掛式 布料機，配備2臺輸送泵。壁掛式布料機的布置考慮原則如下：1）避免與外爬塔吊在同一墻體。2）布料機盡量對稱設置，并保證每臺都能滿足墻體、樓板混凝土澆筑的使用。3）盡量不占用電梯井，以便電梯井作為上料平臺并便于泵管連接。4）附著點墻的厚度大于400mm爬模部位的架體要進行改造。23.3.2 在裙樓（除預留區(qū)域作為場地外）封頂后，塔樓的混凝土施工運輸路線應保持混凝 土施工區(qū)域內(nèi)的道路暢通和場地的使用， 避免與鋼結(jié)構(gòu)、裝飾材料場地的混淆。在30層以下, 每個塔樓布置2臺車載泵，在30層以上，每個塔樓改為2臺超高壓拖式混凝土輸送泵。配備 1臺

19、備用混凝土輸送泵。序號設備名稱型號數(shù)量備注1混凝土輸送泵SY5121-THB904臺車載泵（30層以下）2混凝土輸送泵HBT90CH-2122D4臺拖式泵（30層以上）3混凝土輸送泵HBT60C4臺商業(yè)裙房4布料機BLG18 內(nèi)徑 125mm2臺布料半徑18m,移動式（商業(yè)裙房）5布料機HGB283臺甲級寫字樓、酒店、公寓6布料機HGY182臺甲級寫字樓、酒店、公寓7碎運輸車斗容8m348輛8泵管內(nèi)徑125mm卡箍連接1300m普通型9泵管內(nèi)徑125mm法蘭連接1400m高壓型表23.3-1地上混凝土泵送時的機械設備投入23.3.3 地上結(jié)構(gòu)施工混凝土機械設備投入計劃見表23.3-1。序號設備

20、名稱型號數(shù)量備注10900彎管曲率半徑1m50只11塔吊70m臂2臺泵管吊運、布料機移位12動臂4臺13插入式振搗棒6 50、6 3040套(6 30: 10 套)14平板震動器ZF55-104臺23.3.5泵管固定及加固1）輸送泵料斗出口標高約為0.350 ,核心筒首層結(jié)構(gòu)標高-0.100 ,泵管平面上水平布置, 間距3m設置固定裝置，固定裝置由墊板、12#曹鋼立柱、卡環(huán)組成，立柱高度根據(jù)施工實際情況確定，墊板用4個M20X 110的膨脹螺釘固定于結(jié)構(gòu)樓板上，泵管固定裝置見圖23.4-2圖24.3-2 水平泵管2）立管豎向通過三角鋼支架附墻固定， 鋼支架采用50X5角鋼制作，焊接在墻體預 埋

21、鋼板上，豎向間距標準層層高，見圖 23.4-3。3）為承受豎向泵管混凝土之沖擊力，在 核心筒首層水平管與垂直管連接處澆筑混凝 土固定墩（1m見方，通過預埋鋼筋與墻體拉 結(jié)）,將彎管包裹固定，混凝土固定墩如圖圖24.3-3泵管支架做法23.3- 4 0M圖24.3-4 泵管支架23.3.5 截止閥的設置高壓泵送時混凝土泵前端輸送管的壓力最大，是堵管和爆管的故障多發(fā)部位，在泵的出 口部位和垂直管的最前段各安裝一套液壓截止閥。液壓截止閥的主要作用是關(guān)閉垂直方向的 輸送管道，阻止垂直泵管內(nèi)混凝土回流。關(guān)閉管道之后可以清洗或維修泵機，清除或更換堵 塞的混凝土管道、等待攪拌車交換給料等。23.3.6 泵管

22、水洗準備本工程采用超高泵管直接水洗工藝，泵送多高，水洗多高，即利用專利技術(shù)的碎活塞、自動補償磨損間隙的眼鏡板、切割環(huán)及管路的良好密封性，直接用混凝土泵泵送水洗，減少混凝土浪費和對施工環(huán)境的污染。為方便泵管水洗，現(xiàn)場作如下準備：1）利用緊臨輸送泵的地下室頂板的標高差異性，在每臺輸送泵北側(cè)各布置一個沉淀池和 一個凈水池。2）制作二個吊斗（容積約1n3）,用于承接水洗出的廢棄混凝土渣。23.3.7 泵送系統(tǒng)立面布置1）為了減少管道內(nèi)混凝土反壓力，在泵的出口設置80m的水平管及若干彎管，并根據(jù)樓2）立管穿樓板處預留500X 500mm同口，在各層樓面下方1m處設置立管鋼支架（采用50 X 5角鋼制作，焊接在墻體預埋鋼板上，豎向間距2m立管接長時，在鋼支架上放置一塊10mm 厚的橡膠圈，用于消除支架水平高差及泵送