超高层混凝土泵送专项施工方案.doc
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1、卫星通信运营大厦施工总承包工程超高层混凝土泵送专项施工方案 编制: 审核: 审批: XX公司 年 月 日目 录第一章 编制依据1第一节. 编制依据1第二节. 编制说明1第二章 工程概况2第一节. 工程总体概况2第二节. 建筑概况2第三节. 结构概况3第四节. 核心筒混凝土概况3第三章 混凝土泵送施工方案6第一节. 混凝土泵送浇筑设备选型6第二节. 外框混凝土浇筑14第三节. 泵管及管件配置14第四节. 管道连接14第五节. 混凝土泵管加固15第六节. 预埋件15第七节. 水平管的安装及固定16第八节. 垂直管道的安装与固定18第九节. 液压截止阀安装23第十节. 混凝土泵送施工23第四章 泵管
2、清洗26第一节. 水洗准备26第二节. 水洗原理及方法26第三节. 水洗步骤26第四节. 布料机清洗27第五节. 水洗注意事项27第六节. 管路清洗27第五章 堵管分析及异常处理28第一节. 堵管原因分析28第二节. 堵管及爆管应对措施30第六章 质量标准及保证措施31第一节. 主控项目31第二节. 一般项目32第七章 安全防护和文明施工措施35第一节. 安全防护措施35第二节. 安全文明施工措施36【卫星通信运营大厦项目施工总承包工程 超高层混凝土泵送专项施工方案】第一章 编制依据第一节. 编制依据1. 相关规范规程序号名称编号类别1建筑结构荷载规范GB50009-2012国家2混凝土结构设
3、计规范GB50010-2010国家3混凝土结构工程施工规范GB50666-2011国家4混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2015国家5混凝土泵送施工技术规程JGJ/T 10-2011国家6建筑施工安全技术统一规范GB50870-2013国家7建筑施工脚手架安全技术统一标准GB51210-2016国家8建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2012行业9建筑施工安全检查标准JGJ59-2011行业10建设工程施工现场环境与卫生标准JGJ146-2013行业11HGY28/3布料机使用说明书/12HTP80型混凝土输送泵使用说明书/2. 施工组织设计与图纸序号名称1深圳卫星通信运营大厦
4、项目施工图纸2深圳卫星通信运营大厦项目施工组织设计第二节. 编制说明本工程为超高层钢框架核心筒剪力墙结构,本方案的编制旨在指导塔楼核心筒多类型组合模架施工(外爬模+核心筒内小顶模+快拆铝模)过程中,剪力墙、及梁板结构混凝土泵送作业。 第37页第二章 工程概况第一节. 工程总体概况工程名称卫星通信运营大厦工程地点深圳市宝安区新安街道宝兴路建设单位亚太卫星宽带通信(深圳)有限公司代建单位 深圳市万科发展有限公司设计单位筑博设计股份有限公司勘察单位深圳市勘察研究院有限公司监理单位上海市建设工程监理咨询有限公司施工单位中建三局第一建设工程有限责任公司工程类别5A甲级超高层办公楼建设概况卫星通信运营大厦
5、位于深圳市宝安区宝兴路,由一栋超高层办公塔楼与裙房组成,办公塔楼47层,建筑高度224.8米(绝对高度230m),底部商业裙房6层,地下4层,总建筑面积10.71万平米。其中地上建筑面积8.04万平方米,地下室建筑面积2.67万平方米。第二节. 建筑概况建筑面积总面积107084.75主要层高塔楼4.4m、4.5m、5.1m(35F避难层)裙楼5.1m、4.23m、4.4m占地面积7630.06地下室3.8m、4m、4.6m、6.2m建筑层数地上47F建筑高度224.80(230)m地下4F防水等级地下室防水级,混凝土抗渗等级为P6P12 人防工程等级核六级常六级建筑耐火等级一级屋面防水级抗震
6、设防烈度七度设计使用年限50年建筑性质办公塔楼(超高层建筑),裙房商业、物业管理用房;另外地下一层为商业及车库、设备用房,地下二至四层为车库及设备用房、人防工程。建筑高层本工程0.000相当于绝对标高5.200m第三节. 结构概况结构类型地震及风荷载纯地下室主楼抗震设防分类设防烈度设计基本地震加速度基本风压地面粗糙度类别框架结构钢管混凝土柱+钢框架+立面斜撑+环桁架+混凝土核心筒混合结构标准设防类7度0.10g0.75kN/B类建筑结构安全等级建筑物耐火等级砌体施工质量等级地基基础设计等级二级一级B级甲级第四节. 核心筒混凝土概况1. 混凝土强度等级概况本工程核心筒混凝土强度等级为C30C60
7、,具体主要各部位混凝土强度等级见下表所示:部位楼层标高/m混凝土强度等级单层混凝土方量剪力墙连梁115F-0.90067.550C604.4m层高约480 m4.5m层高约490 m5.1m层高约525 m1625层67.550112.550C552630层112.550135.050C503136层135.050162.650C453743层162.650194.150C4044屋面层194.150220.900C35梁板结构1F屋面层-0.900220.900C302. 混凝土泵送概况根据本工程施工组织设计,本工程采用塔楼先行,核心筒与外框不等高同步施工。对于核心筒13F,采用木模施工,并
8、于3F之后安装组合模架体系(外爬模+核心筒内小顶模+快拆铝模)。由于组合模架体系无大平台,不可附着布料机,故布料机需单独设置在核心筒内。对于核心筒13F结构采用天泵浇筑混凝土,而对于4F以上,受核心筒筒内结构影响,13F均无水平楼板(如下图所示),且电梯井筒内需安装小顶模施工,故无条件安装布料机,需在5F板完成之后,方可安装。因此核心筒14F结构(含5F梁板)采用天泵浇筑混凝土,核心筒5F以上则采用布料机浇筑混凝土,混凝土最大泵送高度需达到220m。核心筒2F结构核心筒3F结构4F以上核心筒组合模架施工平面布置图核心筒4F结构对于外框混凝土施工,钢管柱及箱型柱内为自密实混凝土,外框为钢筋桁架楼
9、层板及部分悬挑混凝土结构,混凝土泵送高度最高为216m。第三章 混凝土泵送施工方案本工程核心筒14F(含5F梁板)采用天泵浇筑混凝土,5F以上则采用布料机进行浇筑混凝土,对于外框从2F开始即利用同核心筒共用泵管,采用摇头泵进行浇筑。第一节. 混凝土泵送浇筑设备选型1. 核心筒14F混凝土浇筑由于核心筒4F施工前,地下室仍在施工,选用天泵浇筑混凝土,需站在首道还撑板上布料。14层混凝土平均每层方量约510,为保证浇筑效率,及浇筑质量,避免混凝土产生冷缝,故选用东西侧布置2台天泵同时进行混凝土浇筑。(根据首道环撑板结构及其上材料堆场平面布置,拟将天泵布置在如下位置)14F混凝土浇筑天泵布置核心筒1
10、4层(含5F梁板)混凝土浇筑随着层高越高,混凝土浇筑难度越大,所需天泵型号越高,故以4F剪力墙及5F梁板结构混凝土浇筑来判断所需天泵型号。根据本工程施工部署,于3F结构完成后安装爬模,故在4F结构混凝土浇筑时,天泵臂架需要越过爬模进行浇筑,4F结构混凝土天泵浇筑模拟分析如下图所示。理论上选用60m级天泵可满足4F及5F梁板结构混凝土浇筑要求60m级天泵参数项目自重1臂/转角2臂/转角3臂/转角4臂/转角5臂/转角软管参数5t12140mm/9010090mm/1809570mm/18011840mm/23012255mm/2003m前支腿展开宽度11350mm后支腿展开宽度12300mm全长1
11、5450mm总高4000mm根据上述分析选用60m级天泵可满足4F及5F梁板结构混凝土浇筑要求,为保险起见,实际浇筑过程中需选择更高等级(70m级以上型号)的天泵进行浇筑。2. 核心筒5F及以上混凝土浇筑核心筒4F以上采用组合模架施工技术,随着结构施工高度往上升,采用天泵已无法满足混凝土浇筑要求,而由于组合模架上无大平台,不可附着随模架体系同步爬升布料机,故本工程拟选用自爬升式布料机。同时由于电梯井筒内安装有小顶模,故无法采用电梯井内爬式布料机,而采用楼面爬升式布料机。2.1 混凝土泵选型本工程4F以上核心筒平均每层混凝土量约490m,根据JGJ/T 10-2011混凝土泵送施工技术规程,混凝
12、土泵的配备数量计算式如下:式中:混凝土泵数量; 单层混凝土浇筑体积量(m);混凝土泵送计划施工作业时间(h),拟计划5h6h内完成混凝土浇筑作业; 每台混凝土泵的实际平均输出量(m/h),可根据混凝土泵的最大输出量、配管情况和作业效率,按式计算(该式中:每台混凝土泵的最大输出量;配管条件系数,可取0.80.9,保守考虑取=0.8;作业效率,根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的间断时间、拆装混凝土输送管和布料机停歇等情况,可取0.50.7,本工程中取=0.6)根据大型施工项目常用的混凝土泵型号HTB60、HTB80、HTB90,其各自标准款技术参数对比如下表所示。型号最大理论混凝土输送量(m/h
13、)最大泵送混凝土压力Mpa功率KW外型尺寸m整机重tHTB6060131296x2x2.26.5HTB8080161456.5x2x2.26.8HTB9090161766.8x2x2.27.3由上表最大理论输送量,计算得所需混凝土泵台数为3台、2台、2台,综合考虑成本与实际效率,选用2台HTB80型号混凝土泵用于泵送混凝土(实际随着结构墙厚收缩及40F以上南侧变筒,单层混凝土量少于490 m,选用2台HTB80型混凝土泵可满足超高层混凝土泵送施工要求)。2.2 布料机选型由上计算分析需配备2台HTB80型混凝土泵同时进行混凝土浇筑,相应的布料机需配置2台楼面爬升式布料机。而根据核心筒结构混凝土
14、浇筑所需布料范围,选用2台HGY17型布料机(单台布料机布料半径为17m),刚好能满足浇筑要求。考虑到小顶模突出作业层、及核心筒东西侧剪力墙上存在钢骨斜撑,及现有的布料机设备,故拟选用2台HGY28型楼面爬升式布料机。其附着楼板定位如下所示(在对布料机进行定位时,需考虑从4F板至47F板,布料机所在位置预留洞口需避开梁)。HGY28型布料机穿楼板预留洞口定位图本工程选用自爬升式布料机,其与组合模架体系(外爬模+内小顶模+快拆铝模)相互独立,两者平面布置关系及里面关系如下图所示。布料机于组合模架平面布置布料机于组合模架立面关系由上图可知,布料机所在核心筒电梯前室2F无楼板、3F仅1m宽挑板、从4
15、F开始才有完整的板结构,而布料机在工作与爬升状态,至少需附着2层楼板,因此本工程布料机需待5F板结构安装完成后再进行安装。(布料机安装详见布料机安装及爬升方案)2.3 混凝土泵管布置根据JGJ/T 10-2011混凝土泵送施工技术规程,混凝土输送管最小内径,当粗骨料最大粒径为25mm时,输送管最小内径为125mm,当粗骨料最大粒径为40mm时,输送管最小内径为150mm,本工程地上核心筒混凝土粗骨料最大粒径为25mm,故选用DN125型口径125mm,壁厚8mm泵管。2.3.1. 混凝土泵管水平距离根据JGJ/T 10-2011混凝土泵送施工技术规程,混凝土泵的最大水平输送距离按照下式计算:式
16、中:混凝土泵最大水平输送距离(m); 混凝土泵额定工作压力(MPa),取12 MPa 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失(MPa),按照单套泵管设置2个截止阀,压力损失为0.2 MPa;1个分配阀压力损失为0.2 MPa;单台泵启动内耗1.0 MPa,由此计算得=1.4 MPa; 混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失(Pa/m),可根据式计算,式中r混凝土泵管半径,取0.0625m;粘着系数,按照坍落度200mm计算,取100Pa;速度系数,按照坍落度200mm计算,取200Pas/m;混凝土泵分配阀切换世界与活塞推压混凝土时间之比,取0.3;混凝土在泵管内的平均流速,按照45m/h的
17、输送量计算,得其为1.0m/s;径向压力与轴向压力之比,取0.9,;综上计算得到=0.01MPa/m。由上计算可得混凝土泵最大水平输送距离1060m(含弯管、竖管、倾斜上管折算水平长度,其中半径1m的90弯管,水平换算长度为9m;竖向管每米折算长度4m;45弯管水平换算长度为4.5m),本工程混凝土泵送高度需达220m,即垂直泵管长约需布置220m,折算水平距离约880m,故地面水平泵管布置折算长度最大为180m。再根据JGJ/T 10-2011混凝土泵送施工技术规程第5.2.3条垂直向上配管时,地面水平管折算长度不宜小于垂直泵管长度的1/5,且不宜小于15m,垂直泵送高度超过100m时,混凝
18、土泵机出料口处应设置截止阀。故地面水平泵管布置折算长度不小于44m,并结合现场各阶段施工平面布置情况进行泵管布置,其中垂直泵管最终总高约220m,水平泵管折算总长(不含垂直泵管折算长度)约44m180m。2.3.2. 混凝土泵管布置本工程地下室与地上塔楼同步施工,考虑到地下室顶板施工时需进行拆换撑施工,现场需进行场地转换,因此根据不同施工阶段共分2种情况进行混凝土输送泵及泵管布置(如下图所示)。根据拆撑部署及首层板分区流水施工方向拟将地下室施工阶段泵管布置如上图所示地下室施工阶段混凝土泵车及泵管布置1#混凝土输送泵地面水平泵管折算长度约138m(3*26+1.5+4.5+6*9),满足要求2#
19、混凝土输送泵地面水平泵管折算长度约103.5m(3*22+1.5+4*9),满足要求塔楼主体结构施工阶段混凝土泵车及泵管布置1#混凝土输送泵地面水平泵管折算长度约51m(3*8+3*9),满足要求2#混凝土输送泵地面水平泵管折算长度约81m(3*15+4*9),满足要求2.3.3. 混凝土泵送压力核算根据JGJ/T 10-2011混凝土泵送施工技术规程,混凝土泵的额定工作压力需大于下式计算的混凝土最大泵送阻力:式中:混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失为0.01(MPa/m); 各类布置状态下混凝土输送管路系统的累计水平换算距离,按照上述计算混凝土输送泵地面最大水平泵管折算长度为147m
20、,垂直泵管最大折算水平距离为880m,累计最大水平换算距离为1027m。 混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失,为1.4(MPa)由上计算可得=10.27+1.4=11.67MPa12MPa,可满足混凝土泵送施工要求。第二节. 外框混凝土浇筑如前所述外框混凝土最大泵送高度为216m,故可利用同核心筒型号地泵。由于本工程外框为钢筋桁架楼层板与悬挑混凝土结构错层布置,且东侧外框不断倾斜内收,混凝土浇筑量最大为180方,且逐层减少,故对于外框混凝土浇筑同核心筒共用地泵与泵管,并错峰浇筑。第三节. 泵管及管件配置(1)直管:选取管径为125mm规格的输送管,输送管长度为3m/节,并配用少量1m、2m长
21、管。(2)弯管:选用90弯管,曲率半径为1m。(3)管卡:地面水平管和垂直管及楼面水平管采用专用管卡,应保证能够快速装拆和及时处理堵管部位。(4)垂直向上配管时,一般地面水平管长度垂直管长度的1/5,且15m;遵守产品说明书中的规定。第四节. 管道连接本工程混凝土泵管采用管卡连接,保证能够快速装拆和及时处理堵管部位,大样及实物见下图:第五节. 混凝土泵管加固对于超高层混凝土泵送,因为泵送压力大,故需对泵管进行加固,以保证混凝土泵送过程中安全。本工程输送泵管加固分为3段,第一段为地面水平管、第二段位附墙竖向管,第三段为随布料机竖向管。输送泵管的固定对于超高层泵送需做可靠的固定。使用如下图所示固定
22、件与预埋件焊接: 固定件一卡环固定:固定件二:U型螺栓固定上述两种泵管预埋件固定方式根据现场材料情况选取适用的固定件。第六节. 预埋件在水平输送管线上,可将固定件直接预埋进混凝土墩柱中,在铺设管道时则直接将泵管固定在固定件上;在竖向输送管线上,则在其对应的墙面用预埋的方式提前将约300mm300mm、厚度不低于10mm 的高强钢板(插焊4根直径 18 以上铆筋,长约300mm)埋至墙面,铺设管道时将输送管固定件配焊到预埋钢板上来固定输送管。对于已施工完成位置需安装砼管固定装置的地方,可用 M18化学螺栓或植筋方式将钢板固定到墙面上预埋件参见下图。预埋件泵管固定示意图预埋件大样第七节. 水平管的
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