超高层塔楼城市综合体超高层混凝土泵送施工方案.doc
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1、6.5 超高泵送混凝土施工方案6.5.1 工程概况8.5.1.1T1塔楼核心筒典型截面概况表8.5.1-1 T1塔楼核心筒典型截面概况表B425F26F50F51F75F76F101F8.5.1.2主塔楼核心筒剪力墙概况表8.5.1-2主塔楼核心筒剪力墙概况表层数B4-LGLG-7F7-15F15-26F26-62F62-70F70-77F77-83F83-99F外墙厚(mm)1100100010001000900700700550400砼强度等级C60C60C60C60C60C60C50C50C50层数B4-LGLG-15F15-26F26-51F51-70F70-77F77-84F84-1
2、00F内墙厚(mm)800800800600450400400400砼强度等级C60C60C60C60C60C50C50C50注:钢板剪力墙均采用自密实混凝土进行浇筑。8.5.1.3主塔楼板结构概况表8.5.1-3主塔楼板结构概况表序号板厚(mm)分布楼层(F)混凝土强度1125622、2749、5167、101C3521508497C3531801C35420025、2326、50、6883、98100C358.5.1.4主塔楼外框巨柱概况主塔楼外框共设计有16根巨型圆柱,随着结构的升高,柱截面尺寸逐渐减小,柱截面及混凝土强度如下表所示:表8.5.1-4 外框巨柱截面及混凝土强度表层数LG-
3、26F26-51F51-71F71-85F85-100F巨型圆柱截面直径(mm)28002400200016001200混凝土强度等级C70C70C60C50C50注:为保证巨柱混凝土浇筑成型效果,均使用自密实混凝土进行浇筑。8.5.1.5各标号混凝土泵送高度概况表8.5.1-5各标号混凝土泵送高度概况表序号部位混凝土强度等级最大高度(m)1巨柱外包混凝土CC1、CC2C70234.450C60328.350C50459.0002剪力墙、连梁C60328.350C50459.0003梁、板C35459.0008.5.1.6超高层混凝土泵送概况项目主塔楼101层,建筑高度468m,主体结构高度为
4、459m,要求混凝土施工高度达459m。钢筋混凝土结构包括核心筒、巨柱及组合楼板。塔楼地下室采用钢结构与混凝土结构同步协调施工,结构施工至-7.100标高后,地上核心筒与外框结构采用“不等高同步攀升”组织流水施工。根据塔楼结构形式,混凝土主要体现为竖向不同结构部位的流水施工。由上至下分别为核心筒剪力墙、柱、水平楼板三个混凝土泵送浇筑作业面,以上工作面随着塔楼各部分结构施工,由下至上流水逐层依次进行。混凝土泵送方案需满足以下要求:表8.5.1-6混凝土泵送方案需求表序号项目子项1泵及泵管配备数量混凝土泵及管道的配备数量根据混凝土浇筑体积量、单机的实际平均输送量和计划作业时间综合选取。2管道及布料
5、机布置混凝土管道及布料机布置满足核心筒剪力墙、柱、水平楼板三个浇捣部位泵送浇筑,并能适应作业面转换频繁的要求。3专业穿插泵机、泵管及布料机的布置置尽量减少对其他专业施工的影响。4强度要求混凝土泵、管道及布料机固定满足超高压力泵送时的强度要求。6.5.2 施工重难点分析表8.5.2-1施工重难点分析表序号重难点措施概要1超高混凝土一次泵送高度459m,对混凝土质量和机械性能要求高。根据工程特点和施工条件,做好混凝土试配工作,以保证混凝土具有高匀质性、低粘度等性能,同时配置高性能的泵送机械,以满足本工程459m超高泵送的要求。2混凝土强度等级多,从C35到C70,低强及高强混凝土泵送特性差异大,泵
6、送难度高。根据混凝土不同的使用部位及不同强度等级,按不同的标高划分进行具有针对性的混凝土试配试验,在满足混凝土强度及耐久性要求的前提下尽量提高工作性能,保证混凝土结构施工质量。3核心筒钢板剪力墙、外框巨柱钢筋密布,难以振捣。优选骨料粒径及级配,优选混凝土外加剂,确定合适的粉料用料,配置自密实混凝土进行浇筑。4工程施工周期长,需要根据气候条件实时调整配合比。做好原材料采购预案,根据四季变化天气情况进行砼试配,做到有备无患。5现场施工场地非常有限,同时业主需在首层设置售楼部,加剧了场地受限程度对椿树街进行占道后,对泵送设备采取隔音措施,把椿树街作为超高层混凝土永久浇筑点。6.5.3 超高泵送混凝土
7、配合比设计8.5.3.1原材料的质量要求与品种确定1)原材料的质量要求表8.5.3-1 三类代表性混凝土所需原材料的通用性指标表序号项目原材料的通用性指标要求1水泥碱含量低、C3A含量少、强度富余系数大、活性好、标准稠度用水量小,水泥与外加剂之间的适应性良好。2粗骨料含泥量不大于1%,泥块含量为0,针片状颗粒含量不大于5%;碱活性反应试验合格,其它指标满足建筑用卵石、碎石的类要求。3细骨料区河砂,细度模数2.62.9,含泥量不大于0.5%,泥块含量为0,有机物等含量不大于1%。碱活性反应试验合格。满足建筑用砂的类要求。4掺合料活性矿物掺合料,粉煤灰、矿粉。 5外加剂聚羧酸减水剂,减少氯离子和碱
8、量的引入,满足外加剂与水泥的相容性。6水自来水,符合混凝土拌合用水标准JGJ632006规定。2)超高泵送C35普通混凝土表8.5.3-2超高泵送C35普通混凝土所需原材料特殊性指标表序号项目原材料的特殊性指标要求1水泥普通硅酸盐水泥PO42.5。2粗骨料粗骨料粒径选择520mm,级配连续。3外加剂聚羧酸高效减水剂。3)超高泵送C50、C60高强混凝土表8.5.3-3 超高泵送C50 、C60高强混凝土所需原材料特殊性指表序号项目原材料的特殊性指标要求1水泥P52.5水泥或PO42.5,根据试验最终确定。2粗骨料粒径516mm,级配连续,母岩强度大于混凝土强度的20%。3外加剂减水率20%的聚
9、羧酸高效减水剂。4)C70自密实混凝土表8.5.3-4 C70自密实高强混凝土所需原材料特殊性指标表序号项目原材料的特殊性指标要求1水泥P52.5水泥或PO42.5,根据试验最终确定。2粗骨料粒径选择520mm、516mm,级配连续,母岩强度大于混凝土强度的20%。3掺合料级粉煤灰、S95矿粉、微硅粉、微珠。 4外加剂减水率20%的聚羧酸高效减水剂。通过主要原材料重要指标的对比分析,确定主要原材料。对比指标主要包括:对比水泥与外加剂的相容性,胶凝材料中粉煤灰的活性指标、细度和烧失量等,矿粉的活性指标、比表面积和有害离子含量等,硅粉的活性指标和蓄水量比等,粗骨料的压碎指标、碱含量和含泥量等,细骨
10、料的细度模数、碱含量和有害离子的含量等内容。本部分仅列举了原材料主要指标,原材料质量控制部分有比较全面的检测指标。对比原材料的流程如下:从产品的质量保证体系、市场的使用情况、产品的信誉、产品的技术指标及产品的供应能力等方面综合考核,初步确定选用下列材料进行混凝土配合比试验:表8.5.3-5 混凝土配合比试验材料表序号材料备注1PO42.5根据试配和试拌结果确定最终选用适应于各强度等级混凝土的水泥品种2P52.5 3级粉煤灰用于本工程所需混凝土4S95级矿粉用于本工程所需混凝土5硅粉用于C70自密实混凝土6粗骨料C35超高泵送、C50、C60、C70选520mm、516mm;超长抗裂抗渗砼选53
11、1.5mm连续级配7细骨料细度模数2.8的区中砂8外加剂用于C50、C60、C70高强混凝土9微珠用于C50、C60、C70高强混凝土根据原材料要求及本工程混凝土拟采用的原材料厂家,对进场原材料分批次检验,具体检验指标见下表:表8.5.3-6 进场原材料检验指标表序号材料检验项目1水泥流变性能、粗细颗粒级配、细度、安定性、凝结时间、强度、标准稠度用水量、胶砂强度、碱含量、化学分析、放射性核素分析2粗骨料级配、含泥量、泥块含量、空隙率、表观密度、含水率、吸水率、母岩强度、压碎指标、针片状颗粒含量、有机物含量、SO3含量、碱活性反应及放射性核素分析3细骨料细度模数、含水率、吸水率、含泥量、泥块含量
12、、表观密度、坚固性、硫化物和硫酸盐含量、氯盐含量、碱活性反应、放射性核素分析等4粉煤灰含水量、细度、需水比、烧失量、碱含量、活性指数、SO3含量、放射性核素分析5磨细矿粉含水量、氯离子含量、密度、放射性核素分析、比表面积、烧失量、流动度比、活性指数6硅粉比表面积、SiO2含量、烧失量、需水量比、含水量、活性指数等7微珠细度、比表面积、碱含量、活性指数等8外加剂减水率、固含量、氯离子含量、含气量、碱含量、水泥净浆流动度、混凝土坍落度经时损失、混凝土凝结时间、压力泌水率等8.5.3.2配合比设计从配合比设计中的外加剂适应性、混凝土性能、特殊要求及解决措施等方面进行混凝土配合比的设计。1)外加剂适应
13、性验证任何一种混凝土在使用外加剂之前,必须进行外加剂适应性试验。外加剂适应性验证合格,方可进行混凝土试配。外加剂适应性试验流程设计见下图:2)超高泵送C30普通混凝土配合比设计在进行超高泵送时,C35普通混凝土浆体稠度不足,可能会在超高泵送压力下引起泵管内混凝土分层离析,甚至出现堵管现象,因此,需要根据泵送高度,适当调整C35普通混凝土的浆体稠度,并且结合超高泵送泵管直径与骨料最大粒径的关系,及考虑提高C35普通混凝土的浆体包裹性,将粗骨料粒径控制为520mm连续级配。超高泵送C35普通混凝土的技术要求见下表:表8.5.3-7超高泵送C35普通混凝土的技术要求表技术指标具体要求坍落度及坍落度经
14、时损失要求混凝土入泵坍落度220240mm,坍落度经时损失要求为1h小于10mm,2h小于20mm。坍落扩展度坍落扩展度在500550mm之间,扩展度损失1h小于30mm,2h小于50mm。砂率砂率控制在38%44%之间。粗骨料碎石,粒径520mm连续级配,保证超高泵送所需的粘聚性。和易性不离析、不泌水、坍落度、扩展度满足指标要求。凝结时间为了保证混凝土的连续浇筑,避免出现施工冷缝,要求商品混凝土的初凝时间不小于6小时,终凝时间不大于12小时。压力泌水率压力泌水率小于35%,保证超高泵送压力下混凝土的抗离析性能。特殊性分析:C35普通混凝土胶凝材料用量低,浆体与骨料的比值偏小,粘聚性较差,在超
15、高泵送压力下易分层离析。解决措施:为保证C35梁板混凝土顺利实现超高泵送,在“双掺”粉煤灰和矿粉基础上,减小粗骨料粒径,将粗骨料粒径控制为520mm连续级配,提高混凝土的浆体包裹性;根据泵送高度掺加增稠剂调整粘度,并且经过压力泌水率试验验证可泵性。配合比设计流程:根据泵送高度,适当调整C35普通混凝土的浆体稠度,在优选原材料的基础上,进行超高泵送C35普通混凝土配合比优化设计。超高泵送C35普通混凝土粗骨料粒径控制在520mm,根据压力泌水仪试验调整浆体稠度,主要调整方式包括调整胶凝材料组合和利用增稠剂直接增加浆体稠度两种技术手段,增稠剂掺量依据压力泌水仪试验调整,并结合现场泵送及天气情况等即
16、时反馈信息,及时进行增稠剂掺量调整,确保C35混凝土超高泵送不发生泌水离析现象,顺利实现超高泵送。配合比设计流程图如下:超高泵送C35普通混凝土标准差取5.0MPa,28d标准试块的抗压强度需达43.2MPa以上;根据试配工作性在满足坍落度和扩展度要求下,根据压力泌水率测试结果调整增稠剂掺量改善泵送性能,最终选择强度、可泵性、耐久性良好的配合比进行工程应用。3)超高泵送C50、C60高强混凝土配合比设计本工程钢板剪力墙、部分巨柱为C50、C60高强混凝土,考虑施工过程不易振捣,且为保证墙内灌混凝土与钢筋的紧密结合,需要使用大流态的、接近自密实的高强混凝土。C50、C60高强混凝土的技术要求见下
17、表:表8.5.3-8 C50、C60高强混凝土的技术要求表技术指标具体要求坍落度及坍落度经时损失为保障混凝土具有超强的可泵性,要求混凝土入泵坍落度为220240mm;坍落度经时损失要求为1h小于10mm,2h小于20mm;保证混凝土匀质性高、粘聚性好,不离析。坍落扩展度坍落扩展度在760850mm之间,扩展度损失1h小于20mm,2h小于30mm。U型仪试验U型仪试验要求4min过流高度差小于10mm,达到自密实效果。倒锥试验倒锥试验流出时间在58s之间,保证超高泵送时具有合适的粘度。压力泌水率压力泌水率小于35%,保证超高泵送压力下混凝土的抗离析性能。体积稳定性混凝土28d自收缩率小于万分之
18、三。特殊性分析:钢板剪力墙边缘约束构件处钢筋较密,混凝土浇筑后不易振捣,需要采取大流态的、接近自密实的混凝土,保证混凝土的顺利浇筑和密实填充;随着混凝土中胶凝材料水化反应的进行,混凝土会产生化学收缩和自收缩,并且在混凝土硬化过程中,会发生干燥收缩,这些收缩会引起混凝土变形,整体性变差。解决措施:通过优化混凝土配合比,优选粗骨料级配,在保证混凝土达到自密实效果基础上,粗骨料的合理级配可以减小混凝土的部分收缩;保障混凝土与钢筋紧密接触。配合比设计流程:在C60高强混凝土所需主要原材料品种优选基础上,进行配合比流程设计。为保证强度及达到自密实效果,粗骨料粒径需选择516mm连续级配;配合比设计中按照
19、混凝土强度等级计算水胶比,确定单方用水量、砂率等关键参数,进而确定水泥用量,根据工程经验及配合比设计方法拟定多组掺合料掺量组合,进行混凝土试配,依据工作性能检测及U型箱试验检测试配混凝土的自密实效果。在多组满足自密实性要求的配合比中,优选压力泌水率低的配合比,进行混凝土长龄期试验,在长龄期试验结果中,重点考察多组混凝土的自收缩和干缩性能,其中自收缩性能必须达到低收缩的效果,并实现低干缩性。配合比设计流程见下图:C60高强混凝土标准差取6.5MPa, 28d标准试块的抗压强度需达到70.6MPa以上;在筛选的配合比中,在耐久性试验中重点考察收缩试验差异,最终实现C60高强混凝土的工程应用。4)C
20、70混凝土配合比设计C70自密实混凝土除了采用粉煤灰、矿粉、微硅粉“三掺”技术,保证混凝土强度和耐久性满足工程要求前提下,微硅粉可显著降低超高泵送C70混凝土的粘度,在合适的掺量下,可使倒筒时间从10s以上缩短至5s以内。微硅粉的掺入还可提高C70的密实度,有利于提高C70混凝土的耐久性。C70混凝土的技术要求见下表:表8.5.3-8 C70高强混凝土的技术要求表技术指标具体要求坍落度及坍落度经时损失对于巨型柱C70自密实混凝土,为保障混凝土具有超强的施工性能,要求混凝土入泵坍落度为220240mm;坍落度经时损失要求为1h小于10mm,2h小于20mm;保证混凝土匀质性高、粘聚性好,不离析。
21、坍落扩展度坍落扩展度在660750mm之间,扩展度损失1h小于20mm,2h小于30mm。倒锥试验倒锥试验流出时间在58s之间,保证超高泵送时具有合适的粘度。压力泌水率压力泌水率小于35%,保证超高泵送压力下混凝土的抗离析性能。体积稳定性3天收缩率小于万分之二特殊性分析:混凝土强度等级高,水灰比小,胶凝材料用量大,致使混凝土粘性大,不利于泵送。解决措施:掺入微硅粉,填充细微孔,实现混凝土中胶凝材料的紧密堆积,且发挥微硅粉一定的活性效应,提高混凝土的强度,保证达到C70的强度要求;微硅粉还可显著降低C70混凝土的粘度,有利于C70混凝土的顺利泵送。配合比设计流程:C70混凝土达到其设计强度,对原
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