SPM_平安金融中心项目_施工管理阶段_主体结构施工方案_120超高层泵送混凝土施工方案_20130607.pdf

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2.5.3楼板设计概况

【超高层泵送混凝土施工方案】

核心筒内楼板为普通现浇梁板体检标准，楼板厚度有：120mm、150mm、200mm、250mm、400mm。 梁主要截面有：150×300、200×300～950、250×500～1550、350×800、450×600、500 X850。核心筒内楼板混凝土强度等级为C35 外框楼板主要为钢梁支承的钢筋桁架楼承板及压型钢板组合楼板，楼板厚度有120mm、 180mm、200mm几种。外框楼板混凝土强度等级为C35

塔冠范围内有提升夹层、机电夹层、擦窗机夹层、照明夹层，楼板均为压型钢板组合 楼板，标高由572.970～585.580m，混凝土强度等级为C35， 585.580m即为本工程混凝土最大浇筑高度。

3.1施工管理组织机构

因主塔楼大量采用高强混凝土，浇筑高度超高，为确保主塔楼地上混凝土施工质量 项目部将成立混凝土浇筑专项施工管理小组。混凝土结构施工前在现场对施工班组做好交 底工作，使工人能切实掌握操作要领。塔楼混凝土浇筑现场管理机构及职责分工如下图所 示。

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【超高层泵送混凝土施工方案】

现场经理：施工总负责 施工总调度：负责浇筑协调混凝土罐车的现场调度，对搅拌站下达指令等 工程部：负责混凝土施工生产组织管理，包括混凝土小票的管理、现场混凝土落度 的检测、混凝土供应量的监测 技术部：负责考察混凝土供应商、与供应商对接配合混凝土试配工作、编制混凝土泵 送施工方案、解决混凝土施工过程中的技术问题等 质量部：监管混凝土的浇筑质量 物资部：负责保温材料、养护材料及外加剂的供应 安全部：负责现场安全文明施工及对现场混凝土浇筑过程中安全工作，组织工人进行 安全生产培训 试验室：负责现场混凝土取样、试块制作、落度测试、混凝土测温等试验工作 临水、临电：负责现场供电、供水工作 消防、保卫：负责指挥现场交通车辆的通行 2、协力施工单位 项目经理：对施工过程全面负责 生产经理：负责操作层的指挥，现场协调 施工队长：组织工人现场操作

3.2施工重点难点分析

3.2.1首层楼板完成时间较晚

因基坑内支撑影响，地下室整体施工速度较慢。主塔楼核心简位于支撑大圆环内，巨 注位置留有洞口，因此核心筒及巨柱可先行施工。塔楼施工遵循“钢结构先行、混凝土紧 随”、“核心简先行、外框架随后”的原则。 巨柱施工至L4层后，可插入L4层及以上外框楼板施工。而塔楼首层外框楼板在首道 内支撑内环拆除后才能完成，此时核心筒剪力墙施工至L30层左右。塔楼区外环楼板完成 时，核心筒已超过L60层。 当塔楼首层外框楼板尚未完成时，核心筒与首道撑之间有超过10m水平距离，泵管无 法直接通过，需在相应位置搭设型钢通道。塔楼首层外框楼板完成后，首层水平管及泵机 均需重新布置。 塔楼区域外环支撑拆除及楼板施工分段进行，势必影响该区域水平泵管及泵机。拆撑 时需拆除该区域水平泵管及泵机等设备，等该段楼板施工完成后，再重新布置。当西北角

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【超高层泵送混凝土施工方案】

拆撑时，仅有西南角一台泵能投入使用，为保证有两台泵同时浇筑，需将西北角一台泵暂 时移动至西南角（详5.2.3节）。

3.2.2泵送高度大、混凝土强度等级高

主塔楼核心筒及巨柱采用C60、C70高强混凝土，高强混凝土粘度大，与泵管摩擦力 较大，泵送较普通混凝土更加困难。而本工程高强混凝土泵送高度达到554.45m，普通混 凝土泵送高度达到585.58m。目前国内尚未有将混凝土泵送至585m高度的记录，国际上仅 有迪拜塔成功将C60泵送至606m。 要顺利完成混凝土泵送，必须选用具有足够泵送能力的设备；同时超高层混凝土泵送 时，下部泵管压力很高，混凝土在高压下极易离析及泌水，因此需保证混凝土良好的抗离 析和泵送性能

3.2.3大体积混凝土裂缝控制

主塔楼巨柱截面尺寸为6525mm×3200mm～3118mm×1400mm，混凝土强度等级为C60 C70，核心筒L67以下外墙厚度为1500mm～1100mm，混凝土强度等级C60，为大体积混凝 土及高强混凝土，易产生裂缝。巨柱及核心筒均为主塔楼重要构件，控制其裂缝是混凝土 施工的重点。 大体积混凝土裂缝控制措施详见6.5节，

3.2.4安全文明施工

由项目技术部编制详细的施工方案，并进行方案交底，明确混凝土施工中应注意的事 项。责任工程师对操作班组进行交底，明确操作中的技术要求和质量控制标准， 现场施工技术人员必须熟悉图纸，完成施工技术方案及安全技术的交底工作，并编制 每月、每周施工进度计划

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3.3.2现场养护室准备

【超高层泵送混凝土施工方案】

混凝土现场标准养护室要求养护温度20土2℃相对湿度95%以上，试验器具准备见下

混凝土现场标准养护室要求养护温度20土2℃相对湿度95%以上，试验器具准备

组织泵机操作人员、泵机维修保养人员、布料机操作人员以及泵送指挥人员等进 培训，并经考试合格后持证上岗

【超高层泵送混凝土施工方案】序号设备名称型号单位数量性能备注18潜水泵台43.5劳动力组织序号工种人数备注1混凝土工362试验工（试块、小票、落度）33杂工（放灰、洒水、交通指挥）54泵机操作手6两班制5专业维修工46管道维护工67布料机操作手48配合工种（看模、看筋、机动等）5总人数69四、混凝土配合比设计4.1高强混凝土配置要求本工程核心筒墙体混凝土强度等级为C60，外框巨柱混凝土强度等级在L86层以下为C70，L86～L118层为C60，都属于高强高性能混凝土。高强混凝土具有强度高、粘度大的特点，泵送尤其困难，且C60混凝土最大泵送高度超过550m，C70混凝土最大泵送高度400m，对混凝土的可泵性及稳定性要求更高。根据设计及施工工艺，对混凝土提出如下性能要求：a、高强度。在配置混凝土时首先必须保证其强度等级满足设计要求。b、高流动度与可泵性。高强混凝土的拌合物除高流动性外，还必须具有良好的抗离析性和填充能力。C、高耐久性。要求高强混凝土在硬化过程中体积稳定，水化热低，冷却时温度收缩小，干燥收缩小，不易产生宏观及微观裂缝。d、L11层以下钢板剪力墙采用自密实混凝土，自密实混凝土要求具有更好的流动性、抗离析及填充性。e、因工程施工周期较长，应实时调整配合比，以满足不同施工环境、气候条件、混凝土不同浇筑高度下对性能的要求。f、从优选原材料、控制入模温度等措施进行大体积混凝土裂缝控制。第15页共71页

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4.2混凝土配合比优化措施

【超高层泵送混凝土施工方案】

1、原材料方面 采用质量稳定、活性高的52.5硅酸盐水泥，有利于实现混凝土的高流动性与低损失， 高后期强度和高耐久性。 混凝土中掺加粉煤灰、矿粉或硅灰，进一步保证混凝土的强度，同时有效降低高强混 凝土的水化热和混凝土收缩，最大限度地控制裂缝的出现。 选用5～20mm的石子粒径，严格控制石子的粒型与级配，以提高混凝土的流动性与可 泵性，特别是对于自密实混凝土，对石子粒径有更严格的要求。 采用洁净、颗粒级配好、氯离子含量低的中砂。 采用优质聚羧酸型高性能减水剂，可有效降低混凝土水灰比，大大增加混凝土流动性， 减小经时损失。 2、配合比方面 为了控制混凝土的干缩，减少水泥用量，增加矿物掺合料含量； 减小单方用水量，采用较小的水灰比及较大的砂率，以提高和易性及可泵性。 3、混凝土控制指标方面 选择较大的落度，这样混凝土的流动性和泵送性均较好，有利于保证内部混凝土的 密实度和避免过大的泵送损失；自密实混凝土还应保证较大的扩展度及间隙通过性（J型 环）。

4.3混凝土配合比设计流程

与本工程混凝土供应商配合，结合深圳地区混凝土原材料供应情况，采用正交试验法 进行材料和配合比的优选优化。 1、进行水泥与外加剂的适应性试验，并考虑生产供应与质量稳定性等，确定水泥和外 加剂品种。 2、根据混凝土的和易性和强度等指标选择确定优质矿物掺合料。 3、寻找最佳掺合料比例，最大程度地发挥掺合料的“叠加效应”。 4、根据混凝土性能指标和成本控制指标等确定掺和料的最佳替代掺量。 5、通过调整外加剂性能、砂率与砂石级配、粉体含量等措施，深入进行配合比优化 工作，在保证混凝土强度控制率的前提下，进一步降低混凝土和易性尤其是黏度的经时变 化率和收缩率。 6、通过试验调整，从所有混凝土的和易性、黏度、强度和收缩率等技术指标均满足

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【超高层泵送混凝土施工方案】

要求的配合比中选择一组最佳配合比，确定为试验室最佳配合比。 7、将试验室最佳配合比投入实际生产中，在现场进行实际泵送施工，针对所出现的 实际问题进行分析研究，必要时对试验室最佳配合比进行微调，最终得到最佳施工配合比。 8、随施工进度及时调整配合比，以满足不同浇筑高度混凝土的性能要求。

200m以上混凝主配合比试配完成后，通过模拟泵送试验来检验其泵送性能。传统泵送 试验是通过在水平地面上布置较大长度的水平泵管来模拟，以估测混凝土的沿程压力损失 本工程采用普茨迈斯特公司（大象）的滑动管状流变仪（sliper），该设备无需占用较大 场地，在实验室内便可较为准确地测得混凝土的泵送性能，大大减少试验时间及成本。

项目部根据前期供应商混凝土试配结果，并结合高强混凝土专家论证意见进行混 合比优化，200m以下最终优先选用的原材料及混凝土配合比分别如下：

200m以上混凝土配合比试验正在进行

5.1.1超高压泵选型及计算

本工程C35混凝土泵送高度达585.58m，C60高强混凝土泵送高度亦超过550m，超高 层泵送时，泵机出口压力不仅要克服管道对混凝土产生的摩擦阻力，还要克服如此高度下 混凝土产生的自重阻力。 混凝土泵两个关键参数为出口压力与整机功率，出口压力是泵送高度的保证，而整机 功率是输送量的保证。设备最大泵送能力应有一定的储备，以保证输送顺利、避免堵管。 下面分别通过理论计算及实际工程经验数据进行混凝土泵的选型计算。 1、理论公式计算泵送出口压力 a、水平管压力损失 P1

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【超高层泵送混凝土施工方案】

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【超高层泵送混凝土施工方案】

每米泵管内混凝土产生的自重压力： P米= pgh=2400×10×1=0.024MPa, 泵送至585.58m时的自重压力： P, = 0.024×585.58 =14.05MPa C、弯管压力损失P3 按照经验公式，每个90°弯管压力损失相当于6m直管压力损失： △P弯=6mX0.008（MPa/m）=0.048MPa 布管中用到弯管个数为：8（两个S弯）+5（水平弯管，其中2个为75°）+3个竖向 弯管+8（布料机弯管）=24个 计算结果：混凝土在弯管中的压力损失为： P3=22X0.048+2X0.048X 75/90=1.13MPa 综上可得，C35混凝土泵送至585.58m米所需出口压力为： P=P1+P2+P3=6.24+14.05+1.13=21.42MPa 2、实际工程经验数据验算 因上面的理论计算仅适用于普通混凝土的泵送，而高强混凝土粘度较大，泵送时需 克服更大的管道摩擦力，因此需采用实际施工数据验算压力，现采用三一重工提供的上海 环球金融中心C60混凝土泵送相关数据进行验算。 上海环球金融中心C60混凝土实际泵送高度为293m，摘取2006年6月至2006年7月 拖泵现场施工数据来推算C60混凝土的沿程压力损失。拖泵型号为HBT90CH2135D，现场水 平布管90m，其中90°弯头5个，45°弯头4个，在L35层（152m）和L44层（192m）分 别布置了两个90°缓冲弯头，

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【超高层泵送混凝土施工方案】

19MPa/m，为保守计算，取本工程C60混凝土在单位长度管道内的压力损失为：Ap,=0. m 本工程采用150A规格超高压泵管，压力损失可较125管减小20%，故取150A管道 呈压力损失为0.02×0.8=0.016MPa/m。 3、泵机出口压力计算 对比前面理论计算及实际工程数据，选用0.016MPa/m作为本工程的沿程压力损失 a、高强混凝土 水平管压力损失：95m×0.016=1.52MPa 竖向管压力损失：554.45m×（0.016+0.024）=22.18MPa 弯管损失（16个，含2个75°弯）：14×0.016×6+2×0.016×6×75/90=1.50MPa 布料机损失（20m管+8个弯管）：20×0.02+8×6×0.02=1.36MPa 液压截止阀损失（2个）：0.05×2=0.1MPa 分配阀损失：0.2MPa 理论出口压力：P=1.52+22.18+1.43+1.50+0.1+0.2=26.93MPa b、普通混凝土 根据实际经验，普通混凝土沿程压力损失约为0.01Mpa/m。 水平管压力损失（含未端水平管50m）：（95+50）m×0.01=1.45MPa 竖向管压力损失：585.58m×（0.01+0.024）=19.91MPa

9MPa/m，为保守计算，取本工程C60混凝土在单位长度管道内的压力损失为：△p,=0 m 本工程采用150A规格超高压泵管，压力损失可较125管减小20%，故取150A管道 压力损失为0.02×0.8=0.016MPa/m。 3、泵机出口压力计算 对比前面理论计算及实际工程数据，选用0.016MPa/m作为本工程的沿程压力损失 a、高强混凝土 水平管压力损失：95m×0.016=1.52MPa 竖向管压力损失：554.45m×（0.016+0.024）=22.18MPa 弯管损失（16个，含2个75°弯）：14×0.016×6+2×0.016×6×75/90=1.50MPa 布料机损失（20m管+8个弯管）：20×0.02+8×6×0.02=1.36MPa 液压截止阀损失（2个）：0.05×2=0.1MPa 分配阀损失：0.2MPa 理论出口压力：P=1.52+22.18+1.43+1.50+0.1+0.2=26.93MPa b、普通混凝土 根据实际经验，普通混凝土沿程压力损失约为0.01Mpa/m。 水平管压力损失（含未端水平管50m）：（95+50）m×0.01=1.45MPa 竖向管压力损失：585.58m×（0.01+0.024）=19.91MPa

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【超高层泵送混凝土施工方案】

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【超高层泵送混凝土施工方案】

BSA14000SHPD超高用

5. 1. 2 高压泵选型

4#泵及4#泵管主要用于L32层以下外框及核心筒楼板浇筑，需将C70混凝土最高泵送 至154.15m高度，因此直接采用实际经验值进行计算。 4#泵管采用150A普通高压管，其首层水平管长度约55m，共有90°弯管3个，15 弯管2个。 1、沿程压力损失确定 根据上海环球金融中心统计数据，选用0.016MPa/m作为该趟泵管的沿程压力损失 2、泵机出口压力计算 水平管压力损失：55×0.016=0.88MPa 竖向管压力损失：154.15×（0.016+0.024）=6.17MPa 弯管损失：3×0.016×6+2×0.016×6/6=0.37MPa（含15°弯管）

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【超高层泵送混凝土施工方案】

150A普通高压管为45Mn2合金钢管，其抗拉强度，=885MPa。 a、泵管最小许用壁厚t。 泵管最小许用壁厚计算公式：Omin=Pmax×D/(2×O）（S/D≤0.08），其中Pmax取超高 压低压泵送最大压力25MPa。/D=6/150=0.04≤0.08， 计算得min =Pmx×D/(2×O,)=25×150/(2×885)=2.12mm 。 b、确定泵管壁厚t 确定泵管壁厚时，取安全系数k=2.0。 故理论泵管壁厚取t=k×to=2×2.12=4.24mm。 选取壁厚6mm的泵管满足厚度要求。 C、泵管承受压力计算 P=2××,/(D×k)=2×6×885/(150×2)=35.4Mpa>25MPa 壁厚6mm泵管满足压力要求。

5.1.4布料机选型及布置

布料机选型主要考虑其布料半径，同时还需考虑核心筒临时钢梁与爬模上平台操作架 的影响。核心筒布置两台布料机用于剪力墙浇筑，采用三一重工生产的18m臂长HGY18布 料机。

HGY18布料机技术参数如下

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【超高层泵送混凝土施工方案】

根据本工程总体施工部署，核心筒剪力墙先行，因受基坑内支撑影响，塔楼首层外框 楼板完成时间较晚，同时根据核心筒不同高度时的混凝土方量，将泵管及泵机布置划分为 5个阶段。泵管及泵机的布置及泵机的使用时间将根据现场实际进度做调整，以满足现场 施工需要。

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【超高层泵送混凝土施工方案】

5.2.1L11层（均指核心筒施工层）及以下布置

因核心筒内楼板滞后于核心筒剪力墙，首层核心筒楼板完成以前，在核心筒外四角搭 设临时通道，用于人员通行及泵管布置。因此本阶段竖向泵管布置于核心筒四角上，四台 普通泵布置在四角巨柱之间。

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【超高层泵送混凝土施工方案】

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【超高层泵送混凝土施工方案】

核心筒施工至L26、L27层时，主塔楼内环支撑拆除，并施工L1层外框楼板，此 通道拆除，泵管通过在B1层楼板上搭临时操作架进入核心简。

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安全阀标准【超高层泵送混凝土施工方案】

此阶段塔楼首层外框楼板完成，首层水平泵管重新布置，将1#、2#、3#首层150 高压管更换为150A超高压管，并采用混凝土墩+埋件+支撑固定，

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【超高层泵送混凝土施工方案】

4#泵管至L32层以后不再往上布置，在L32层巨柱浇筑完成后拆除（此时核心筒施工 至约L41层）。 核心筒施工至L61、L62层时，塔楼区外环支撑分段拆除。当拆除西南角支撑时，3# 泵受影响，采用1#、2#泵浇筑。当拆除西北角内支撑时，1#、2#泵均受影响，为保证有两 台泵投入使用，将1#泵临时移动至7#大门附近，

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项目管理、论文【超高层泵送混凝土施工方案】