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1、混凝土超高泵送1. 工程概況1.1 A棟主塔樓結構的混凝土強度等級根據設計圖紙的說明，本工程A棟主塔樓結構的混凝土強度分布狀況如下：序號部 位混凝土等級1工程樁（人工挖孔樁）C402基礎墊層C153基礎底板（4500mm厚）C45（S8）4地下結構剪力墻、柱（非主塔部位）C805主塔樓剪力墻及其連梁-443層，（泵送高度191.800mm）C804498層,（泵送高度191.8419.8mm）C606梁板（含樓梯板）C40組合樓板一般層C3018、20、37、39、55、57、73、75、91、93、94層（避難層與交易層結構節點層）C407型鋼混凝土柱，（泵送高度419.8mm）C801.22、 A棟主塔樓結構的混凝土泵送估算量A棟主塔樓結構在正常施工狀態下，沿立面標高將保持4個上下層次的混凝土澆筑作業面，分別為：第一作業層：最上部是核心筒墻體混凝土澆筑，每次施工一層，混凝土量估算約1000立方。 第二作業層：滯后第一作業層5層左右是核心筒水平樓蓋混凝土澆筑，每次施工一層，混凝土量估算約50立方。第三作業層：滯后第二作業層34層左右是外筒型鋼柱內混凝土澆筑，每次施工三層，混凝土量估算約9001500立方。第四作業層：滯后第三作業層34層左右是外筒水平樓蓋及核心筒樓梯板混凝土澆筑，每次施工一層，混凝土量估算約150立方。1.3 樓層功能及層高分布A、入口大堂及商場區（14層）首層大堂及3、B1/F層高分別為12m及6m。B、辦公樓區（574層）5/F-72/F為辦公室樓層, 其中15/F, 20/F, 34/F, 41/F, 52/F, 57/F, 70/F為貿易辦公樓層。辦公樓層高為4.2m而貿易辦公層層高為4.73m。39/F-40/F為空中轉換層, 兩層轉換層層高分別為5m及4.47m。18/F-19/F, 37/F-38/F, 55/F-56/F, 73/F-74/F為避難層及機電層。避難層 (18/F, 37/F, 55/F及73/F) 層高為4.2m。機電層 (19/F, 38/F, 56/F及74/F) 層高分別為4.47m, 4.2m, 4.47m及5.7m。C4、酒店及特色餐廳區（75頂層）76/F -90/F為酒店客房層, 其層高為3.5m。94/F為酒店大堂, 1/F則為酒店首層大堂。酒店大堂層高為11m, 酒店首層大堂則為12m。75/F為酒店俱樂部, 其層高為5.5m。76/F為會議室, 其層高為5.5m。93/F為酒店中餐廳, 其層高為5.5m。96/F及97/F為特色餐廳,每層層高為5m。98/F為開放式酒吧。92/F為避難層、 91/F及95/F為機電層。每層層高分別為4.15m、 4.15m及3.5m。2. A棟主塔樓結構混凝土輸送泵的選擇2.1 混凝土輸送泵的選擇A、*項目理論要求 a）高度419.80米；b）混凝土強度等級C40、5、C60、C80；c）每小時實際輸送方量不小于80方。B、設備選型 根據高度要求，泵送到419.80米高度的混凝土出口壓力大約需要大于20MPa，而按實際需要每小時輸送方量不小于80立方，因此必須采用兩臺混凝土泵同時施工泵送，每臺混凝土泵輸送量不少于40方。 針對以上要求，我們擬選用中聯重科HBT90.40.572RS超高壓混凝土泵, 可以滿足該項目混凝土泵送施工的要求。具體配置如下： 泵送設備：HBT90.40.572RS三臺,其中使用2臺,1臺備用， 布料機：HG19Y(液壓式)2臺 單孔管道截止閥4套,配高壓液壓泵站4臺 兩套管道及管道附件。2.2 泵送設備的基本技術參數 技術參數單位混凝6、土最大理論方量（低壓/高壓）m3/h91/49最大理論出口壓力（低壓/高壓）MPa20/40最大理論出口壓力時方量（低壓/高壓）m377/41混凝土缸直徑/行程mm1802100主油缸直徑/行程mm2001402100主油泵型號/2-A11VLO260發動機(功率)/轉速kW/rpm(286+286)/2100整機質量kg140002.3 泵送性能參數高壓泵送q(cm3/r)Q(L/min)P1(bar)H(m3/h)Z(n/min)P2(bar)429.71875.3332040.7412.71395.06458.36933.6830043.3313.52370.37491.11000.377、28046.2814.44345.685201059.24264.4448.8615.25326.47低壓泵送q(cm3/r)Q(L/min)P1(bar)H(m3/h)Z(n/min)P2(bar)429.71875.3332076.7523.95201.48458.36933.6830081.4425.41188.89491.11000.3728086.7327.06176.35201059.24264.4491.3528.5166.51注：P1:系統壓力 q:液壓泵排量 Q:液壓泵流量P2:泵送壓力 H:泵送方量 Z：泵送次數2.4 HBT90.40.572RS技術特點a）動力強勁，輸出8、功率大（2286kW）b）泵送壓力高。c）輸送量能滿足施工要求。d）采用雙發動機、雙泵、雙回路液壓系統。e）分配油路采用雙恒壓泵供油，雙作用擺動缸推動。擺動力大。新型分配緩沖專利技術。f）高吸料性、高強度料斗。g)原裝進口的液壓件、電氣元件性能優越，為設備的可靠性提供了保證。 h)、擁有數據管理及遠程信息監視系統. 同時,具備“非常狀況處理”功能。i)、為了減少液壓系統的壓力損失，提高實際泵送能力。本機采用閥塊式高低壓切換。說明：中聯重科混凝土輸送泵，理論泵送出口壓力可達40MPa，配備高壓液壓泵站四臺，可保證泵送施工的可行性。2.5 混凝土泵管系統的選擇由于混凝土泵管內的泵送壓力高達22MP9、a，泵管內將產生270kN的縱向拉力，所以必須采用耐高壓的管道系統方能滿足泵送要求，具體選擇方案見下表所示：序 號項 目選用方案1管 徑管徑越小則輸送阻力越大，過大則抗爆能力差且混凝土在管內流速慢，影響混凝土的性能，綜合考慮選用內徑為125mm的輸送管。2管 厚選用壁厚為10mm的超高壓管道，保證管道的抗爆能力。3接頭形式采用法蘭螺栓連接的形式保證泵管連接的牢固性。4密封圈采用帶骨架的超高壓密封圈以防止混凝土在22MPa的高壓下從管夾間隙中流出，減少壓力損失，確保接頭處長期可靠。說明：選用125mm，壁厚12mm的耐高壓泵管。泵管設計按照5萬立方米壽命考慮，保證泵管一次布設能完成主塔樓所有混凝10、土泵送工作。3. 泵送混凝土的連續供給3.1 混凝土攪拌站的選擇根據本工程特點，初步估計混凝土一次澆筑量2700（m3），對此，我們將選擇三個攪拌站為本工程提供商品混凝土，其中一個直接為本工程輸送混凝土，另外兩個作為緊急情況備用，對攪拌站的基本要求情況見下表：名稱攪拌站位置日生產能力（m3）攪拌車輛情況（輛）攪拌站到施工現場車程（h）資質級別（級）備注待定安托山約3600300.5內不低于2主選站為保證混凝土輸送車能以最快的速度到達施工現場，我們先對主要路線的車流量進行調查，然后根據調查結果優化確定攪拌站混凝土運輸車輛的行駛路線。3.2 現場的交通組織為保證混凝土澆筑時現場不出現交通混亂現象，11、我們將對現場道路進行規劃，混凝土澆筑時混凝土運輸車按照與預定的路線行駛，現場兩臺工作泵分別設置一個候車區，具體情況見下圖所示：4. 混凝土的泵送及澆搗4.1 混凝土泵送序 號項 目注意事項1泵管的布置布管應根據混凝土的澆注方案設置并少用彎管和軟管，盡可能縮短管線長度。本工程管道沿樓地面或墻面鋪設，在混凝土地面或墻面上安裝一系列支座，每根管道均由支座固定。為了減少管道內混凝土反壓力，在泵的出口布置了一定長度的水平管及彎管。2混凝土配合比配合比設計的原則是滿足強度、耐久性、可泵性要求，具體配合比將在施工之前根據現場實際情況進行混凝土配合比實驗確定合理可行的混凝土配合比。3泵送前準備泵送前應用水濕潤12、泵的料斗、泵室、輸送管道等與混凝土接觸的部分，檢查管路無異常后方可采用水泥砂漿潤滑壓送。4泵送過程中開始泵送時泵機應處于低速運轉狀態，注意觀察泵的壓力和各部分工作情況，待順利泵送后方可提高到正常運輸速度。當砼泵送困難、泵的壓力突然升高時會導致管路產生振動，可用槌敲擊管路、找出堵塞的管段，采用正反泵點動處理或拆卸清理，經檢查確認無堵塞后繼續泵送，以免損壞泵機。 混凝土泵送時現場交通路線圖4.2 混凝土的澆搗序 號項 目注意事項1澆筑前的準備工作混凝土澆搗前應首先對較光滑的混凝土表面進行鑿毛并清除混凝土表面的浮漿和雜物，清水沖洗干凈后，首先鋪設20厚水泥砂漿。2墻體的澆筑混凝土澆筑過程中應嚴格控制13、混凝土的坍落度、工作度及混凝土的輸送時間，以防混凝土產生離析；墻體混凝土分層進行澆筑，逐層振搗，確保混凝土澆筑質量；分層澆筑必須連續進行，嚴禁施工冷縫的出現。3水平樓板的澆筑核心筒水平樓板應先做好與墻體之間的施工縫處理。混凝土澆筑時要確保按同一個澆筑方向進行連續進行。4.3 混凝土養護養護部位養護措施核心筒核心筒剪力墻采取刷DB-H538A養護劑和薄膜覆蓋相結合的方式進行養護；水平樓板采取灑水養護。 混凝土薄膜覆蓋養護4.4 模擬泵送試驗正在施工中的廣州西塔項目，其混凝土結構主體高度達到437.5米，我們將在廣州西塔工程現場進行混凝土泵送模擬等相關試驗，熟悉掌握泵送系統在施工各種高度情況下的性14、能及施工注意事項，為本工程混凝土澆筑積累經驗。HBT90CH輸送泵 廣州西塔項目HBT90CH輸送泵泵送圖片5. 高性能混凝土配制及型鋼柱混凝土施工為了搞好本工程C60、C80高性能混凝土的配制、施工及驗收全過程控制工作，在正式施工之前，項目部將聯合業主、監理、設計、攪拌站，并邀請國內一些混凝土行業知名專家，成立混凝土攻關小組，對超高性能混凝土的強度要求、可泵性要求、穩定性要求等進行一系列的實驗和研究。A、 對砂、石、水泥、外加劑等原材料質量進行嚴格控制和管理。原材料擋雨蓬B、不斷試驗，調整配合比，提高砼的可泵性。 對于高性能混凝土必須根據實際材料等情況進行大量的塌落度、擴展度、倒筒時間、L型15、流度儀、壓力泌水等試驗，在確保強度的前提下優化配合比，盡量滿足可泵性要求。同時，還要求進行砼耐久性、自收縮、防火等性能研究 ，以滿足重點工程的高標準高功能的設計要求。 擴展度測定 L型流動儀 30MPa壓力泌水儀 混凝土離析系數測定儀 試件在受壓 U型流動儀另外，本工程A棟主塔樓型鋼柱主要采用C80高性能混凝土灌注，其最高需泵送至419.80m高，為了確保該高性能混凝土的泵送質量，我們還將對型鋼柱的砼進行1：1模擬施工工藝，以便掌握C80高性能砼澆筑的特點與技術參數。6. 混凝土試塊長期保存試驗本工程設計使用年限為100年，所以混凝土結構的耐久性、混凝土結構的維護和保養十分重要。為了給工程在使16、用過程中的維護和保養提供依據，同時也為今后的類似工程的設計和施工積累經驗，我們將對本程的核心筒及鋼管混凝土等典型部位的各種強度等級混凝土留置長期試件，對混凝土在不同齡期的各項性能指標進行觀察，了解結構的耐久性變化情況，對結構混凝土的維護和保養提出建議或措施。6.1 試件的留置種類根據本工程的結構特性及混凝土所處環境,擬留置以下幾種類型的試塊：抗壓試塊、彈性模量試件、氯離子滲透試件、混凝土收縮試件，并對試件做定期檢測。6.2 計劃檢測、觀察的項目檢測各齡期混凝土的強度、彈性模量、混凝土的收縮、混凝土的炭化深度、混凝土抗氯離子滲透能力，并建立混凝土的強度發展曲線、收縮徐變曲線、炭化深度曲線，根據各17、種曲線對結構的耐久性及壽命進行評估，提出維護的建議或措施。 混凝土抗壓試驗儀器 混凝土耐久性試驗儀器混凝土滲透試驗分析 混凝土滲透試驗儀器6.3 檢測、觀察方案各齡期試件雙倍留樣，置于與工程類似的氣候環境條件下，其中一半試件表面刷上與工程所用相同的外墻涂料，涂料的更換時間與工程同步，分別檢測各齡期混凝土的各項性能，記錄數據進行分析，對混凝土涂料的保護作用也可以進行評價。與結構近似的養護環境養護箱標準試塊混凝土的同條件養護6.4 長齡期試件的留置原則考慮到工程的特殊性，除對每個澆筑單元按規范要求留置試塊以外，對核心筒及鋼管混凝土典型節點留置一定數量的長期試件，留置原則為： 每50m高度為一個區段18、； 不同強度等級； 核心筒與鋼管混凝土分別留置。6.5 試件的成型為了使長齡期試件所測的數據更具有代表性，每種混凝土強度等級的長齡期試件必須由同一批混凝土制作，這樣所測到的數據才能真實、準確的反應混凝土在不同齡期的變化狀況，對混凝土的耐久性的分析才會大致準確，才能準確的提出對結構進行維護的建議和措施。6.6 試件檢測的齡期序號項目檢測齡期1抗壓試件56d、90d 、180d各兩組，其后每年檢測兩組。2彈性模量試件每隔兩年檢測一次，每次兩組。3氯離子滲透試件每隔一年檢測一次，每次兩組。4收縮試件前28天每天測量一次，第一年內每月測量一次，其后每半年檢測一次。5炭化深度檢測同抗壓試件，對試壓后的抗19、壓試件用酚酞滴定法檢測混凝土的炭化深度。7. 泵送系統布置合理布置現場泵送系統，主要對泵機的選位，水平泵管的長度及平面布置，豎向彎頭設置，單元泵管固定節點等進行詳細設計，保證泵送系統合理可靠。施工過程中采用GPS跟蹤記錄泵機相關參數，用以指導后續泵送施工。7.1 泵管平面布置本工程擬選用3臺HBT90CH型泵，布置2套泵管，具體平面布置見下圖所示：A棟主塔樓超高泵送體統平面布置圖7.2 各層泵管平面位置示意圖 7.3 泵管豎向系統布置示意圖 7.4 管道的垂直布置首層管道布設大樣圖管道于空中樓層間水平移位轉彎大樣圖（根據本工程核心筒樓板的布局情況，1號泵管于74層320.20m高度、2號泵于720、7層336.90 m高度需要水平移位）管道于空中樓層中間加設立管與水平管大樣圖（擬設置兩次彎道） 泵管水平與垂直轉接點布料機水平樓板及鋼管混凝土澆筑泵管核心筒上部泵管的連接泵管接頭泵管支撐水平泵管與豎向泵管連接水平泵管的固定7.5 泵機的水平固定大樣圖8. 布料系統本工程主塔樓混凝土澆筑面主要有：核心筒豎向構件、核心筒內水平構件、外框鋼管混凝土、核心筒外樓蓋混結構。四個工作面之間高差最大達40m左右，因此，本工程將選用2臺HGY13輕型布料機，混凝土澆筑作業時用塔吊將布料機吊運至作業面進行布料作業。(1)“中聯”HG19Y布料機特點a、全液壓驅動，360全回轉；b、電氣系統主要元件選用日本歐姆21、龍Omron和法國施耐德 Schneider等世界知名品牌；c、三節卷折式臂架，運用計算機有限元分析、動力學仿真、模態分析等最先進的設計手段對臂架機構進行優化設計；d、有線遙控、無線遙控兩種操作方式；e、裝運時可將整機分解為幾個大部件，其重量及幾何尺寸如下（總重約6t）： 序號部 件 名 稱單件重量(kg)件數單件幾何尺寸(長寬高)m1大臂前+中臂+小臂180019.40.91.22上下支座+回轉支承+大臂后200013.9 2.22.73立柱 (管柱)60011.51.31.44供油裝置50011.20.651.35上支座平臺欄桿42012.12.750.86電控柜16010.30.61.222、(2)優點：固定式：整體吊裝、立柱與基礎采用4個銷軸快裝；塔身以上部分彎管為125R500B-90，立柱彎管為1251000B-90,降低混凝土泵送阻力。(3) HG19Y布料機主要技術參數a、技術參數型 號HG19Y輸送管(外徑壁厚) JJ83（mmmm）1334軟管 (內徑長度)（mm）53000布料半徑 (m)18.6三節液壓卷折式一節臂(m)9.3二節臂(m)5.28三節臂(m)4.0回轉范圍 ()360電機功率 (kW)7.5獨立高度(至臂根鉸點) (m)3管柱截面 (mm)800管柱高度 (m)1.395操作方式1.有線遙控 2.無線遙控整機重量6t電源380V/50Hzb、工作范圍圖(4)布料機安裝點載荷 布料機安裝點應能承受下列載荷載荷數值Ph水平力(kN)1.5Pv垂直力(kN)65彎矩 (kNm)260扭矩 (kNm)25(3)外形 混凝土布料機