本文转载自“施工技术《超高层封闭斜杆结构混凝土泵送顶升技术》，作者：龙叶天，雷晓勤等”，仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！
[摘要】结合成都华置广场的工程实践，提出了一套超高层封闭斜向钢管混凝土的泵送顶升混凝土浇筑技术。首先根据本工程的施工难点，提出解决这些难题的施工路线，制定出合理的施工流程。详细介绍了方案实施的具体细节，以及施工要素和施工中的注意事项。通过对成都华置广场混凝土顶升泵送浇筑工艺应用，克服了施工中出现的一系列难题，总结出一套针对此类型混凝土浇筑的施工工艺。
[关键词]混凝土；高层建筑；泵送；顶升；施工技术
1工程概况华置广场项目位于四川省成都市青羊区太升南路地段，总建筑面积约430000m2，地上共设酒店、办公楼、住宅Tc、住宅TD等4栋塔楼以及附属裙楼，地下室4层，其中2栋住宅塔楼为53层，建筑高度194m。根据建筑设计的需要，2栋住宅楼在地上38层至屋面结构部位采用悬挑对接，形成独具特色的凯旋门空间结构(见图1)，而为了承担凯旋门结构悬挑部分的荷载，在38～40层间采用超高层高空门式大悬挑转换桁架作为悬挑楼层部分的承力转换机构。凯旋门结构的悬挑转换桁架结构由连接于外框柱的2榀钢结构桁架HJ-1和HJ-2组成，两榀桁架用H型钢次梁进行连接。单栋塔楼最大悬挑长度约14m。
为了承担悬挑结构上部11层钢筋混凝土楼层的荷载传递，在每栋塔楼的转换桁架中设置2根大斜撑钢结构构件作为主要受力传力构件，大斜撑总长11．2m，由塔楼向外悬空45°，大斜撑由1根6m长、1000mm×800mm×60mm×60mm矩形钢管与3个120mm厚铸钢节点构件焊接而成，焊接施工成型后在大斜撑内部形成1个11m×0．88m×0．68m的斜向空心封闭结构，因设计中考虑本构件的耐火性能要求较高，故需将此空心封闭结构内部以C60混凝土浇筑密实，形成钢管混凝土类型的斜向支撑杆件(见图2)。4根悬挑斜撑结构距地面高134．4～142．4m。
2施工难点由于凯旋门中悬挑转换桁架的封闭斜向钢管混凝土的特殊设计要求，在施工中存在如下技术难点。
2)凯旋门大斜撑位于134．400m以上，混凝土浇筑高度较高，同时斜撑为由塔楼向外45。悬挑，下方无施工平台可供利用，操作面狭小且在高空操作危险性较大。
3)因为大斜撑作为凯旋门结构门式大悬挑转换桁架主要受力杆件，斜向支撑内存在多达7层的加强肋隔板(见图3)，隔板中间最小开洞净空仅为300mm×300mm，采取普通方式浇筑混凝土时内部空气难以完全排除，极易出现混凝土空洞等缺陷。
4)斜向杆件浇筑中，无法运用振捣棒对混凝土进行振捣密实，同时外附着式振捣器由于钢斜撑的管壁较厚，振捣效果也难尽如人意，因此对混凝土必须得依靠自身重力作用达到浇筑密实的目的。
5)由于杆件内混凝土无法进行施工缝二次处理，所以钢管混凝土必须为一次浇筑成型，确保斜撑内混凝土成型质量。
3解决思路鉴于大斜撑钢管混凝土浇筑中出现的上述工艺难点，确定方案设计思路为采用顶升泵送混凝土浇筑法进行施工。采用顶升混凝土浇筑法有利于由下至上排除钢管内部的空气，可保证封闭杆件内多层加劲肋形成的小空腔的混凝土浇筑质量，因此结合本工程封闭斜向支撑钢管混凝土的特殊特点，通过对普通顶升泵送工艺进行针对性革新，提出超高层封闭斜杆结构的混凝土浇筑工艺。主要解决思路如下。
1)依托顶升泵送混凝土的浇筑原理进行施工方案设计，解决普通布料杆、塔式起重机高抛等传统施工方法难以对封闭构件浇筑的难题。
2)在钢结构大斜撑的深化设计阶段，提前考虑各钢构件混凝土浇筑孔、观察孔、溢浆排气孔的设置，在保证凯旋门结构体系受力要求的前提下，满足顶升泵送混凝土的施工要求。
3)通过采取配制高性能的C60无收缩自密实泵送混凝土，满足顶升泵送工艺中存在的超高层泵送、高强度、无振捣自密实等特殊要求。
4)通过对施工机械的选型、泵管的布置和加固进行优化，从技术措施上保证顶升泵送混凝土一次浇筑成型。
4技术流程大斜撑钢构件深化设计一高性能泵送混凝土配合比设计一钢桁架构件的安装以及泵管的连接固定一砂浆废浆池的修建一泵送压力的计算及泵车的选择一混凝土的顶升浇筑一混凝土超声波密实度检查。
5方案实施5．1
大斜撑钢构件的深化设计首先根据顶升泵送混凝土的需要对大斜撑钢结构构件进行深化设计。深化设计主要考虑钢构件上混凝土顶升口、观察孔、溢浆孔等需要预留洞口开设大小及位置布置(见图4)。
1)顶升口位于距离大斜撑根部1．500m标高位置，加工时预先留置1个直径200mm圆孔，顶升泵管由此孔插入斜撑内，焊接连接，用于混凝土浇筑入料用。
2)为保证顶升浇筑过程中对混凝土的浇筑高度以及浇筑速率情况进行及时了解，在大斜撑侧面4．000，6．000m标高处各开设1个直径50mm观察孔，观察孔外侧采用4层BOPP透明胶带进行粘贴密封。
图4大斜撑钢构件预留孔洞开设
5．2高性能顶升混凝土的设计配合比
凯旋门大斜撑钢管混凝土的配合比设计主要存在以下难题：①钢管混凝土设计强度为c60，属于高强混凝土，水泥使用量较大导致黏度较大，不利于顶升泵送工艺的实施。②因为斜撑内为封闭结构，混凝土必须具有微膨胀性能，防止钢管内混凝土浇筑成品产生收缩空洞及裂缝。③必须满足134．000m以上浇筑高度斜向浇筑过程中，流动性、和易性、混凝土坍落度损失满足顶升要求。④浇筑杆件内部由于加劲肋隔板较多，混凝土必须具备依靠自身重力作用和流淌性达到良好的自密实效果。⑤由于商品混凝土搅拌站点距离工程现场单边路程超过30km，因此考虑到混凝土的运输、交通拥堵、现场等待、浇筑时间等，混凝土必须保证≥8h的初凝时间，保证在整个泵送顶升过程中处于良好的流动状态。
针对以上设计要求，通过采取优质的水泥、胶凝材料和砂石，采用添加适量的粉煤灰、微硅粉等添加剂，经过多次试验，配制出满足大斜撑施工的C60自密实无收缩顶升泵送混凝土，其设计配合比如表l所示。表l中配合比所用砂、石为风干装填，用水量可根据现场砂、石实际含水率调整。配制出的混凝凝土坍落度为(240±20)mm，拌合机捣固方式为机拌机振，选用温度为5～35℃，输送方式为泵送，水胶比0．31，砂率为47％。
5．3钢桁架结构的安装以及泵管的连接固定
凯旋门钢桁架安装完毕，各构件节点焊接施工完毕后，对泵管进行布置、连接以及固定。
1)泵管与钢斜撑的连接及加固首先将1根
1．5m长泵送管与大斜撑底部的进料口进行焊接，考虑到减小顶升时泵送混凝土的阻力，泵管安装时与大斜撑成30°，泵管深入斜撑内200mm。为避免发生爆管现象，选用的泵送管应采用内径为125mm，壁厚4mm的新管，安装前检查钢管不得有裂缝、砂眼等缺陷。同时浇筑停止后，为防止顶升混凝土沿泵管倒流，在泵管接口后方3m处安装1个截止阀。
因为超高压泵送产生的振动较大，而泵管与钢斜撑的连接为刚性焊接，为避免浇筑混凝土时泵送振动对连接部位造成破坏，在临近钢斜撑的地面地梁上植入4根直径25HRB335钢筋头，然后支设模板，浇筑50cm×50cm×80cm混凝土配重加固块将泵管与地面成型，避免了泵送振动对泵管端部连接口造成的破坏。
5．4砂浆废浆池的修建
考虑到泵管顶升浇筑前必须采用砂浆进行润管，而本次浇筑大斜撑结构为封闭空间，润管砂浆不得顶升进入斜撑内，因此在38层泵管临近大斜撑段设置活动接头，接头下方楼面开设200mm×200mm的开洞作为废浆排出口，在相应的37楼层相应部位采用砖砌筑500mm高砂浆池，泵管砂浆润管时将活动接头打开，润管砂浆将泵管润管完毕后由楼面洞口处排至砂浆废浆池，这种做法不仅减少了对楼面的污染，同时存积于废浆池内的砂浆可再次回收用于其他工程作业使用。
5．5泵车及泵送压力的选择
为保证有足够的泵送压力将混凝土顶升至大斜撑部位，考虑泵送过程中的垂直上升阻力，水平输送及弯管、输送泵内损失等，经过计算后得出采用18～26MPa的泵送压力值可有效地满足顶升混凝土泵送要求，针对计算结果，混凝土泵车选用ZLJ5121THB型混凝土输送泵进行顶升浇筑施工。
泵管布置时，为减小竖向混凝土的回流压力，在地面层以及38层分别布置35m水平段作为缓冲段，泵送施工前，将泵管的竖直段与剪力墙采用连接板连接牢固，水平段采用拉环限位固定，特别是弯头接头部位，做好泵管连接的加固控制措施，浇筑中采取专人监控。
5．6混凝土顶升浇筑
1)混凝土顶升施工前，首先检查泵管的安装是否就位，检查泵管与钢斜撑的焊接点有无缺陷，泵管前端混凝土配重加固浇筑密实，各段泵管支撑均采用加固环与建筑结构连接。
3)采用水、砂浆对水平段、竖向段泵管进行润管，待砂浆泵送完毕，润管结束后，将活动接头与大斜撑顶升进料口泵管采用套箍连接完毕。
4)坍落度检测满足要求后开始进行顶升浇筑作业。
5．7混凝土密实度检测
为保证钢管混凝土的浇筑质量，混凝土浇筑完成28d后采用超声波进行无损检测，利用ZBL-U520非金属超声波仪及配套的换能器对4根转换钢桁架大斜撑方形钢管混凝土进行检查，每根大斜撑上采取250mm×250mm测点间距布置，检测点共计108个，对混凝土密实度、均匀性、混凝土与钢管壁的黏结情况等进行检测，各检测点均未发现不密实或空洞的质量缺陷情况。同时根据混凝土试块抗压强度报告，混凝土28d强度均达到65MPa以上，满足工程设计要求。
6结语
随着超高层建筑的发展，顶升混凝土泵送技术越来越多地应用于工程实践中，而类似的超高层封闭斜杆钢管混凝土结构也将会更多地出现在工程设计中。通过对成都华置广场的顶升泵送浇筑工艺的设计，解决了高强度无收缩自密实混凝土配合比、混凝土泵送压力的计算以及机械选型、斜向支撑钢构件的顶升施工深化设计、泵管布置及加固等一系列难题，总结出一套针对此类型混凝土浇筑的施工工艺。
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