钢管混凝土顶升法浇筑施工方案(很好的方案,获奖的)

1、编制依据 .........................................................................................................................................................1 2、工程概况 .........................................................................................................................................................1

2.1工程综述 ................................................................................................................................................1 2.2 建筑设计概况 .......................................................................................................................................2 2.3结构概况 ................................................................................................................................................3 2.4钢结构概况 ............................................................................................................................................5 2.5 施工重点与难点 ...................................................................................................................................8 3、顶升混凝土配置 .............................................................................................................................................8

3.1顶升混凝土配置的控制关键 ................................................................................................................8 3.2混凝土的配合比性能评价指标确定 ....................................................................................................9 3.3混凝土的配置 ........................................................................................................................................9 4、施工部署 .......................................................................................................................................................12

4.1施工管理组织机构 ..............................................................................................................................16 4.2施工段划分 ..........................................................................................................................................17 4.3配套资源 ..............................................................................................................................................18 5、地泵选型和泵管布置 ...................................................................................................................................21 5.1混凝土泵的选择 ..................................................................................................................................21 5.2泵管的布置 ..........................................................................................................................................24

5.3 泵管布置时的注意事项 .....................................................................................................................26 6、钢管混凝土的顶升施工 ...............................................................................................................................27 6.1混凝土的供应 ......................................................................................................................................18 6.2混凝土的运输 ......................................................................................................................................18 6.3施工工艺流程 ......................................................................................................................................28 6.4钢管混凝土的顶升 ..............................................................................................................................29

6.5 混凝土的养护 .....................................................................................................................................31 6.6混凝土顶升过程中的应急措施 ..........................................................................................................30 6.7混凝土试验及记录 ..............................................................................................................................31 7、质量控制措施 ...............................................................................................................................................31 8、安全生产、文明施工与环保措施 ...............................................................................................................32

钢管混凝土顶升法浇筑施工方案 2014年10月15日

1、编制依据

表1—1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 名 称 西城区大吉片公建CD地块结构施工图纸 施工组织设计 《混凝土结构工程施工质量验收规范》 《混凝土结构工程施工规范》 《混凝土强度检验评定标准》 《混凝土质量控制标准》 《混凝土结构设计规范》 《混凝土结构试验方法标准》 《普通混凝土配合比设计技术规程》 《预拌混凝土》 《混凝土外加剂应用技术规范》 《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 《混凝土耐久性检验评定标准》 《混凝土泵送技术规程》 《施工现场临时用电安全技术规范》 《建筑施工高处作业安全技术规范》 《钢管混凝土工程施工质量验收规范》 《钢管混凝土结构技术规程》 编 号 类别 GB50204-2002（2011版） 国家 GB50666-2011 GB/T 50107-2010 GB 501-2011 GB50010-2010 GB/T 50152-2012 JGJ55-2011 GB/T 14092-2003 GB50119-2003 GB50080-2002 JGJ/T 193-2009 JGJ/T 10-2011 JGJ46-2005 JGJ 80-91 GB 50628—2010 CECS28：2012 国家 国家 国家 国家 国家 行业 国家 国家 国家 行业 行业 行业 行业 国家 行业 2、工程概况 2.1工程综述

表2-1

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序号 1 2 3 4 5 项 目 工程名称 建设单位 监理单位 设计单位 施工单位 内 容 西城区大吉片公建CD地块 金融街（北京）置地有限公司 北京帕克国际工程咨询有限公司 北京市建筑设计研究院有限公司 中建二局第三建筑工程有限公司 金融街集团的大吉片地块C 和D 公建项目位于西城区菜市口东南角。两地块位在菜市口大街以东，沿骡马市大街南侧彼此相邻。地块C 和D 基本为长方形，两地块在道路交叉口均有切角。目前正在建设中的7 号线地铁，运行在两个地块北侧的骡马市街地下。服务4 号和7 号线地铁的菜市口地铁站，位于两地块以西，骡马市街和菜市口大街的交界处。C、D栋各自分开。

地块C 的建筑轮廓是东西向92.5米,南北向55米。地块D 的建筑轮廓是东西向94米，南北向55米。C楼地上12层，D楼地上9层，首层层高5.0米，2 层以上典型层高为3.90 米。

地块C&D 的塔楼彼此，地下四层，有一设备夹层。B4、B3、B2层层高为3.7米，B1层层高为4.65米（C栋）及3.9米（D栋）。B4、B3层局部为六级人防地下室，B1做为商业功能，其它地下室主要做为停车场和机械、电器和给排水设备房。C、D栋之间的区域地下室顶板上有3米覆土。

结构形式为：钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构

2.2 建筑设计概况

建筑设计概况 表2-2

项 目 建筑面积 地下建筑面积 地上层数 内 容 183349m 2项 目 地上建筑面积 建筑用途 标准层高 内 容 96576㎡ 办公楼、商业 3.9m C楼B1：4.6m；D楼B1：3.9m；夹层：86773m C楼：12层 D楼：9层 5层（含地下一夹层） 2地下层数 地下室层高 5.1m；B2层：3.7m；B3层：3.7m；B4层：3.7m 第 2 页 共 34 页

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2.3结构概况

结构概况表 表2-3 序号 项 目 基础结构形式 内 容 梁筏基础 地下室：钢筋混凝土框架-剪力墙结构；主体结构形式 地上：钢管混凝土框架-钢筋混凝土核1 结构形式 心筒结构 地下室：钢筋混凝土主次梁体系； 楼盖结构形式 地上核心筒采用钢筋混凝土楼板； 地上其余楼板采用组合楼板。 地基采用天然地基，C地块持力层为卵石③层，fka=450kpa。D地块持力层卵石⑤层，fka=420kpa。C、D2 土质、水位 地块连通道持力层为卵石⑤层，fka=450kpa。 抗浮设计水位标高为36.000m。该场地潜水对混凝土结构有微腐蚀性；在干湿交替的环境下，对钢筋混凝土结构中钢筋有弱腐蚀性。 地基土质层：卵石⑤层 3 建筑物地基 地基承载力标准值为fak=500KPa 防水混凝土+两道SBS高聚物改性沥青4 地下防水 材料防水 防水卷材（聚酯胎Ⅱ型，卷材总厚度不小于4+3） 垫层：C15 基础 基础底板：C40（抗渗等级P10） 地梁：C40 5 混凝土强度等级 地下室外墙 墙地下室体内墙 钢筋混 C40（抗渗等级B4-P10、B3、B2-P8、B1层以上-P6） 除核心筒外的地下室内墙外其余均为C40 B4-10层：C50 第 3 页 共 34 页

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凝土剪力墙 10层以上：C40 （注：人防地下室临空墙抗渗等级P8） 钢管混凝土柱 柱钢筋混凝土柱 （地下） 梁、板、楼梯 （地上） C40 C50） C40(B3-F1层），C30（F2层以上） 注：地下室顶板（有覆土）抗渗等级P6，人防地下室顶板抗渗等级P8 隔墙构造柱、过梁、拉接带等非主体结构构件：C20 抗震设防烈度 建筑场地类别 建筑抗震设防类别 B3、B4 B2 钢筋混凝土核心筒 6 办抗震等级 公楼及其裙房 框支柱及转换架桁架 7

8度 II类 丙类 四级 三级 二级（按一级构造） 一级（按特一级构造） 四级 三级 二级 一级 B1 B1M层及以上 B3、B4 钢管混凝土框架 B2 B1 B1M层及以上 特一级（中震弹性/不屈服） 钢筋类别 HPB300：φ6、φ8、φ10 HRB400：第 4 页 共 34 页

8～32 钢管混凝土顶升法浇筑施工方案 2014年10月15日

8 钢筋接头形式 滚轧直螺纹：直径≥22钢筋 搭接接头：直径<22钢筋 地下室外墙厚度 剪力墙及其他内墙厚度 基础底板厚度厚 500mm、400mm、300mm 600mm、500mm、400mm、300mm、200mm 1850mm、1000mm 墙体厚度(mm) 底板厚度 结构9 断 面尺寸 钢筋混凝土梁断面尺寸(mm) 柱子截面 1200mm×1200mm、600mm×600mm、800mm×钢筋混凝土柱 800mm、1600mm×1600mm、600mm×900mm、500mm×500mm、600mm×980mm、600mm×800mm、800mm×1300mm、500mm×600mm、450mm×600mm 800mm×1600mm、1300mm×1800mm、1300mm基础地梁 ×1600mm、3000mm×1800mm、1800mm×1800mm、 1600mm×1800mm、1000mm×1800mm、 1000mm×1850mm、2500mm×1800mm、2400mm×1800mm 2.4钢结构概况

钢结构概况表 表2-4 序号 项目 内 容 矩形钢管砼柱、热轧H型钢、焊接H型钢、钢筋桁架楼承板 钢柱 口800*800*20*20 口900*900*25*25 口1200*1200*45*45 口800*800*30*30等 HN700*300*13*24 HM488*300*11*18 钢梁 HN496*199*9*14 HN400*200*8*13 HN300*150*6.5*9 H（700~300）*300*16*30等

1 结构类型 2 钢构件 钢桁架 楼板 H700*800*30*30 H1000*800*35*45（弦杆） H1000*800*35*45（腹杆）等 钢筋桁架楼承板（组合楼板） 第 5 页 共 34 页

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钢构件钢材牌号为Q345-B低合金高强度结构钢，柱中型3 钢材材质 钢、梁中型钢、钢柱、钢梁、斜撑、斜撑的横梁、檩条、柱脚底板采用Q345B；楼面水平支撑、隅撑、耳板、连接板、锚栓、埋件钢板采用Q235B。 4 焊缝质量等级 梁柱拼接和梁柱节点连接的焊缝质量等级为一级；角焊缝的焊缝质量等级为三级；其余部位的焊缝质量等级为二级。 焊条：E43-HPB300、E52-HRB335、E55-HRB400 5 焊条、螺栓和锚栓 高强螺栓：采用10.9级摩擦型高强螺栓。摩擦系数Q345时≥0.50，Q235时≥0.45。 普通螺栓：采用4.6级螺栓（C级孔）。 钢材表面应采用喷射（丸）除锈，除锈等级为Sa21/2级。本工程防腐年限不得超过25年，防腐涂装设计需根据腐蚀6 防腐涂装 环境和涂料产品性能进行具体设计。型钢混凝土构件中的钢构件不得涂刷油漆，不得有油渍，在浇筑混凝土前应除锈清渣。 本工程耐火等级为一级，钢柱耐火极限为3.0小时，钢梁及钢支撑的耐火极限为2.0小时。钢梁、柱、支撑均采用7 防火涂装 防火涂料保护。防火涂料详见建筑图要求。防火涂料需要与底漆配套，所选用防火涂料的性能、涂层厚度及质量要求应符合《钢结构防火涂料》和《钢结构防火涂料应用技术》中的规定

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工程地上核心筒为钢筋混凝土剪力墙结构，外框架为钢管混凝土柱-钢梁，楼板采用

压型钢板组合楼板。典型平面图如下：

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本工程地上采用顶升法浇筑钢管柱，在柱子的根部预留灌浆孔，根据钢结构分节深化设计，按每 3 层设置一个顶升灌浆孔，灌浆孔设在平面梁顶向上 650mm，朝向内侧。当钢柱和钢梁安装完成后，将泵管直接与预留灌浆孔连接，通过泵压将混凝土从柱底向柱顶泵入钢管柱内，混凝土顶升高度至上一个顶升口下部 400mm 处。在浇筑高度上部的顶升灌浆孔位置设置摄像头，以监测混凝土浇筑。待钢管柱内混凝土顶升完成后，将浇筑孔封堵，卸去泵管。

2.5 施工重点与难点

1）地上结构采用钢结构与混凝土组合结构形式，这种结构施工需要钢结构专业与土建专业的密切配合，这种配合不仅仅是两个专业施工队伍现场作业时的相互配合，它贯穿了整个结构施工策划、组织和实施的全过程.

2）混凝土的最大顶升高度为 69m，如何确定合适的混凝土配比保证顶升混凝土性能的实现与控制，包括混凝土自密实性、流动性、可泵性、低收缩性和较低的流动性损失率，在保证混凝土强度的同时保证混凝土扩展度和坍落度，是顶升混凝土施工的重点和难点。

3）本工程随着塔楼高度上升，部分钢管柱截面减小，结构内收，上层柱与下层柱在连接点处弯折，如何保证混凝土的顶升施工质量，如何确定顶升工艺也是整个工程的重点和难点。

混凝土浇筑过程中如何保证每个空腔内的混凝土浇筑密实，如何保证将横隔板下的空气排除干净是需要解决的施工难题。 3、顶升混凝土配置

3.1 顶升混凝土配置的控制关键

混凝土施工浇筑过程中要解决的问题是： 一是钢管混凝土浇筑时密实度的可靠保证问题；二是混凝土泵送施工问题。

当工程采用泵送顶升施工工艺，难点则变为混凝土顶升性能的实现与控制。要保证钢管混凝土的顺利浇筑和质量，最关键的是混凝土必须具有良好的泵送顶升性能，这也是混凝土生产控制的技术难点。同时，还要控制混凝土经过泵送后坍落度和扩展度的泵送损失问题。

1）泵送顶升混凝土

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实践证明，钢管顶升混凝土应具备以下性能：

（1）自密实性能：浇筑时不振捣，混凝土凝结硬化后密实良好。 （2）低收缩或微膨胀性：确保钢管与混凝土联合形成一个整体受力构件。 （3）良好的可泵性和流动性：便于混凝土自动扩展填充和顶升密实。

（4）较小的黏度损失与较低的扩展度损失，包括坍落度损失和流动性损失率，并有足够的初凝时间（不小于 8h） ：保证混凝土在整个泵送顶升的过程中能够始终保持良好的流动状态，以有利于顶升施工和密实。

2）泵送与泵送损失的控制

实践证明，混凝土（尤其是高等级混凝土）在泵送时，面临的关键问题是： （1）黏度与和易性之间的矛盾。由于高等级混凝土中水泥掺量大引起黏度变化。 （2）坍落度与扩展度泵送损失的控制。由于稠度变化,扩展度随时间推移而得不到保证造成泵送困难。

（3）扩展度和黏度经时损失的问题。 （4）高流动性混凝土的抗压强度保证问题。

理论分析和施工经验表明，泵送坍落度损失在较高高度泵送时容易发生，可从以下几方面采取控制措施：

（1）混凝土拌和物的经时损失要尽可能地小。 （2）增加初始（入泵）值。 （3）骨料空隙率或吸水率要小。 （4）粉料级配要合理。

3.2 混凝土的配合比性能评价指标的确定

根据本工程的要求， 所配制的钢管顶升混凝土必须同时具有以下性能： 自密实性能、低收缩或微膨胀性能、良好的可泵性和流动性、较小的黏度，以及较低的扩展度（坍落度）和流动性损失。

另外，还必须防止出现（自密实混凝土易发生的）离析泌水（浆）现象，否则极有可能对施工过程及混凝土质量产生严重影响：一方面，离析现象会导致混凝土在泵管中石子堆积而产生堵管现象；另一方面，有离析泌水（浆）现象的混凝土进入钢管后，粗集料下沉，砂浆上浮，导致钢管中混凝土严重分层，形成局部薄弱层，而且硬化混凝土与钢管壁的粘结也可能由于泌水形成的水膜的存在而不紧密， 对整个钢管混凝土的质量造成严重影响。

根据工程经验，主要采用扩展度及V漏斗试验对泵送顶升自密实钢管混凝土的质

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量进行评价与控制，具体如表3-1所示。

泵送顶升自密实混凝土拌合物控制指标要求 表3—1

必控指标 指标名称 任选其一必控指标 倒置坍落度筒排空时间 ≤15s 参考指标 U型箱压力泌试验 ≥320mm 水率 含气坍落扩展扩展时V漏斗试量 度SL 度SF 间T60 验 参数2.5%-250±650-7要求 3.5% 20mm 00mm ≤15s ≤20s ≤20% 注：拌合物 3h 之内坍落度损失不大于 10mm，扩展度的损失不大于 30mm；自收缩小于 400×10-6 m/m。 3.3 混凝土的配制

因泵送顶升混凝土的综合质量要求较高， 而且一旦出现诸如堵管等质量问题时所带来的质量风险很大。因此当工程采用泵送顶升混凝土时，一定要杜绝出现任何影响顶升中断的情况。 这就要求顶升混凝土从混凝土的原材料选择、 配合比设计、 生产过程控制、供应保证和现场泵送施工等整个生产施工环节与过程都必须采取特定的保证措施确保每次施工的顺利进行，尤其是配合比性能的稳定性保持方面。

首先，要从根本上保证顶升自密实的性能，就要选择优质的、适宜的原材料。要根据所采用的水泥选用和配制的专用优质外加剂，确保混凝土的自密实性能，解决黏度与和易性之间的矛盾以及扩展度和黏度经时损失的问题， 从而有效的保证混凝土在要求的时间内扩展度和坍落度损失达到要求。

同时，采用天然第二集料区砂和适宜的小粒径石子，以保证骨料级配的合理性，同时可进一步降低混凝土的收缩。骨料的级配对混凝土拌合物的和易性也是相当重要的，在配制顶升自密实混凝土时，采用小粒径石子（配制效果不佳时可采用 5~16mm 粒径的石子），含泥量控制在 0.5%以内，以满足混凝土拌和物流动性和强度的要求。 在配制本工程自密实混凝土时将采用天然第二集料区砂。 与普通混凝土用砂相比而言，较低的含泥量不但对自密实混凝土拌和物的性能保持有利，而且可以有效地降低混凝土的收缩。

最为关键的是，要充分进行混凝土配合比的优化工作，调整掺合料的掺量和浆骨比例，优化混凝土所有组成材料的级配，确保混凝土的可泵性与流动性满足要求，并解决坍落度与扩展度泵送损失的问题，并达到进一步降低混凝土收缩的目的。通过掺加适宜的外加剂减少自密实混凝土坍落度与扩展度泵送经时损失。和普通混凝土不同

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的是，自密实混凝土还要有适宜的浆骨比，相对而言水泥浆含量增加 15L 左右，水泥相应增加40kg/m3 ， 以保证混凝土拌和物的流动性和硬化后混凝土的体积稳定性， 通过增加水泥用量或粉煤灰等优质矿物掺和料的用量， 并调整石子用量， 配制出性能满足要求的混凝土。同时，要保证胶凝材料体系级配的合理性，以保证混凝土在泵送过程中不发生较大的压缩变化，而导致出现较大的泵送损失，从而有效保证顶升自密实的在高压下的性能保持和泵送的顺利进行。适宜的胶凝材料体系和浆骨比对降低混凝土的收缩也较为有利，以充分保证钢管混凝土的性能。

另外，在生产过程中加强专用材料的管理，顶升自密实混凝土的所用的优质原材料与普通混凝土不同，需采用专用料仓存储，同时采用专用机组生产，确保混凝土质量的可靠性和稳定性。

最后，根据自密实混凝土的质量控制标准，加强各项试验项目的检测频次， 确保混凝土配合比的性能和出厂质量满足现场泵送顶升施工和钢管混凝土质量要求。具体在配合比设计过程中，要对配合比自收缩进行检测，选择收缩小的混凝土配合比。与普通混凝土不同的是，在实际生产过程中，要定制专门的试验仪器对顶升自密实混凝土拌合物的性能包括 J 环扩展度、V 漏斗试验、U 型箱试验、压力泌水率等多项性能指标进行检测， 确保出厂混凝土与入模混凝土的性能满足顶升和泵送要求。

需提出说明的是，由于顶升混凝土的工艺特点，每次顶升结束后，与普通混凝土泵送相比，泵管内剩余混凝土量较大。因此，在施工时应充分计划或再利用，尽可能地减少浪费。

1)原材料

采用唐山冀东水泥厂生产的 P.O42.5 水泥，I 级粉煤灰，采用 5-16mm连续级配机碎石，采用天然水洗中砂，优质聚羧酸系减水剂。

2)配合比优化设计

综合分析多方面信息后，决定泵送顶升混凝土的研究、配制技术路线是：水泥与外加剂的适应性试验→确定优质矿物掺合料→寻找掺合料的最佳比例和掺量→调整混凝土和易性尤其是黏度的经时变化率及坍落度、 扩展度损失率→确定满足技术指标要求的一组或几组配合比为试验室最佳配合比→确定最终施工配合比。 根据这一配合比设计思路及类似工程经验，通过多次正交试验优化出最佳配合比。根据混凝土强度进行不同等级的试配工作。

初步拟定所采用的混凝土配合比如下：

泵送顶升自密实钢管混凝土配合比及试验结果 表3—2

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混凝土强度等级 C40 混凝土配合比（kg/m3) 水泥 392 粉煤灰 砂 825 5-16mm石子 水 外加剂 124 859 160 8.8 拌和物性能（出机后3h时） 含气量 2.8%

坍落度 265mm 扩展度 690mm 倒置坍落度筒排空时间 抗压强度（MPa） 3d 7d 28d 8s 34.1 50.7 66.9 4、施工部署

4.1施工管理组织机构

由于本工程墙、柱

的混凝土强度等级种类较多，且主体结构施工遭遇冬期施工，因此对混凝土的技术要求高，为了确保地上混凝土的浇筑质量，项目经理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作好交底，使工人能确实掌握操作要领。混凝土浇筑现场管理机构图及职责分工见下图:

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执行经理：施工总负责

技术部：负责解决混凝土施工过程中的技术问题、外加剂掺量控制等 物资部：负责保温材料、养护材料的供应

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

工程部：负责现场管理、车辆调配、劳动力安排及混凝土质量、混凝土小票的管理、现场混凝土坍落度的检测、混凝土供应量的监测、现场安全文明施工

试验员：负责现场混凝土取样、试块制作、坍落度测试、混凝土测温等试验工作 临水、临电：负责现场供电、供水工作 质量部：负责混凝土的浇筑质量

消防、保卫：负责指挥现场交通车辆的通行 4.2施工段划分

结构施工出±0.00后，按“核心筒先行、外框架随后”的原则，核心筒为钢筋混凝土结构，领先外钢管柱6层，钢管柱内混凝土每三层采用顶升法浇筑一次。

地上结构按楼栋号分为CI、CII，DI、D2区域，地上结构由于核心筒使用爬架，导致核心筒与外框架施工时间不同步，因此每个区域划分为2个流水段，如下图：

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4.3

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配套资源

1）劳动力计划安排

主体结构钢柱顶升工作主要涉及混凝土工、电焊工、泵工等工种，根据主体结构工程量及工期安排，拟投入劳动力如下：

地上混凝土施工劳动力组织表 表4—1 序号 1 2 3 4 工种 混凝土工 试验工（试块、小票、坍落度） 杂工（放灰、洒水、交通指挥） 后勤（机修、材料、后勤、电工） 5 6 泵工 配合工种（看模、看筋、机动等） 总人数 2）施工机械准备 （1）机械设备

混凝土浇筑机械设备表 表4—2 序号 1 2 3 设备名称 混凝土输送泵 泵管 混凝土振捣棒 空气压缩机 混凝土罐车 型号 单位 数量 性能 80m3/h（理论） 2.2kw 206 20 20 人数 120 6 20 20 备注 HBT80C φ125 φ30、φ50 台 m 只 10 1500 30、30 5 3m3 台 2 清理 6

15m3 辆 20 第 15 页 共 34 页

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7 备注 塔吊 台 8 实际数量需根据现场施工情况进行调整 （2）混凝土泵的泵送能力计算

砼泵的平均泵送量 根据

Q1QmaxQ1：每台砼泵的实际平均输出量（m3/h） Qmax：每台砼泵的最大输出量（m3/h） α1：配管条件系数，取0.8-0.9 η：作业效率：可取0.5-0.7

本工程采用的砼泵的输送能力为80m3/h。 α1=0.8 η=0.5

Q1800.80.532(m3/h) 2）混凝土输送车配备数量

每台混凝土泵所需配备的混凝土搅拌运输车辆 ：

N1：混凝土搅拌运输车台数

Q1：每台砼泵实际输出量（m3/h） V1：每台砼搅拌车容量（m3）

S0：混凝土搅拌运输车平均行驶速度（km/h） L1：混凝土搅拌车往返距离（km）取定35km T1：每台混凝土搅拌车总计停歇时间（min）

N1326035303(辆)601540N1Q160L1T160V1S0 因此每段浇筑需要9台罐车。

3）技术准备

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（1）对技术交底的要求

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。

（2）现场养护室的准备

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

试验器具表 表4—3 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 名 称 架盘天平（2000克）,M2级砝码 干湿温度计 混凝土抗压试模 砂浆试模 抗渗试模 温湿度计 标准养护室温控仪 混凝土坍落度桶 砼振动台 单 位 架 支 联(每联3个) 组 组(每组6个) 个 台 个 个 数 量 1 1 45 2 20 1 1 3 1 4）材料准备

主要材料准备明细表 表4—4 序号 材料名称 规格、型号 数量 15000 20㎡ m 泵管支架搭设 单位 用途 1 钢管架料 Φ48.3×3.6 第 17 页 共 34 页

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脚手板 钢管混凝土顶升法浇筑施工方案 2014年10月15日

00 备工作

工方细交过程 阶段

（1）工艺准备 制定项目的施案，并做好详底，保证施工质量。 （2）技术准备5）施工前期准

过浆孔、排气孔和观察孔设置技术准备阶段是决定顶升浇筑能否实现的重要一环， 对钢管内隔板尤其是复杂节点进行隔板开孔设计，使其既能够保证隔板的传力性能不受影响，并且浇筑过程中混凝土能够注满每一个空腔。为保证混凝土更好的通过，首先，在柱内横向隔板上需要开设过浆孔；其次， 柱身和柱身内横隔板上还需要开设一定量的排气孔使混凝土在进入空腔时，里面的空气能够通过排气孔顺利排出，柱身的排气孔不能过大，防止顶升过程中过多的浆体被压出，直径为20mmm，同时，柱身排气孔的设置位置要便于观察，也作为混凝土浇筑情况的观察孔。混凝土顶升后可用木塞将孔塞堵，减少漏浆。

过浆孔和透气孔设置要求： 1200mm×1200mm钢柱在柱内加劲板上设置4个φ300 的大孔和8个φ30 的出气孔，顶部加劲板上设置一个φ600灌浆孔。小于800mm×800mm及900mm×900mm钢柱在柱内加劲板上设置4个φ200 的大孔和8个φ30 的排气孔，顶部加劲板上设置一个φ300灌浆孔。同时在柱壁上开设φ20 观察孔，间距 1米，设置在柱身内侧，以便观察柱内混凝土顶升的状况。

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（3)顶升孔设

计

地上钢

管采用顶升工艺；每3层设置一个顶升灌浆孔，灌浆孔设在平面梁顶向上650mm，朝向内侧。

灌浆孔设置楼层：L1层，L4层，L7层，L10层，L13层，L16层 灌浆孔示意图如下：

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6）施工准备阶段

钢柱加工过程中和加工完成后， 需要反复的检查预留孔的留设是否与深化设计图纸相符，如发现不符，及时进行修改。

对泵管的固定尤其是弯管的固定进行安全性检查，消除安全隐患。对磨损较大的高压泵管进行壁厚的检测，发现壁厚小于方案规定最小值时及时更换。

对顶升作业层的水平泵管按照每根钢柱顶升的顺序进行布置， 保证顶升过程中的顺利衔接。顶升施工由远端到近处，按照拆管顺序进行。 7）润管

钢管混凝土顶升前，首先要进行混凝土泵管的润管，保证混凝土浇筑到作业层时不堵管。

（1）在水和同标号砂浆泵送后，混凝土泵送前，需要再次对混凝土的坍落度和坍落扩展度进行检测，满足要求才能进行泵送；

（2）较高高度泵送时，由于混凝土泵管里泵送用水和砂浆量较多，需要提前准备倒运的垃圾筒。 8）钢管混凝土顶升

待混凝土泵送至作业层后，需要再次进行混凝土的坍落度和坍落扩展度的检测（防止泵送损失过大造成堵管），满足要求后再进行接管顶升。

混凝土泵管和钢柱的连接顺序和方法需要按照既定的方案进行， 设专人进行接管的操作，尽量缩短接管的时间。

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顶升过程中设专人观察顶升浇筑的速度，及时与混凝土泵操作工联系，随时调节泵速和泵压。发现异常，立即通知停泵，待查明原因后再进行顶升。

如发现泵管内堵管，则立即停泵，关闭接口处的止回筏后，再拆除泵管，待疏通后继续顶升。

如发现钢柱内堵管，则立即停泵，关闭接口处的止回筏，待在混凝土浇筑面的上部的钢柱上重新开孔后再进行浇筑。也可以采用从上层顶升孔高抛的做法进行弥补。 顶升到上层顶升孔下 400mm（不大于）立即停泵，避免超灌。确定关上止回筏后才能拆除泵管，在进行下一根钢柱顶升前必须再次检测混凝土的性能是否满足顶升要求。

为确保混凝土顶升高度， 现场在顶升的各楼层均设置专人负责观察混凝土从观察口溢出的情况和速度，同时在上一层顶升孔内设置探头观察顶升情况。

9）浇筑完毕30min后，应观察管顶混凝土的回落下沉情况，出现下沉时，应人工补浇管顶混凝土。 5、地泵选型和泵管布置

5.1 混凝土泵的选择 1）地泵选型

混凝土顶升采用普通混凝土泵，同时现场需要配置一台备用泵。混凝土泵拟选用三一重工的 HBT80C 混凝土泵，泵的高压与低压分别为16/10MPa。

2）泵管的布置

由于本工程为高层建筑的混凝土施工，最高高度达到69m，混凝土强度高，且钢骨柱采用顶升方式浇筑。为确保避免产生堵管等问题，根据工程实际情况，采用HBT80C型混凝土普通泵，混凝土泵布置图如下：

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3）泵压计算：地泵混凝土施工时，我们拟选用三一重工的HBT80C型混凝土泵， 泵的高压和低压分别为16/10MPa。 主楼钢柱内混凝土的顶升高度为 69m。 混凝土的泵送压力主要包括三部分：

P1——混凝土在泵管内流动产生的沿程压力损失； P2——混凝土流经弯管产生的局部压力损失； P3——混凝土在高度方向上因重力产生的压力。 （1）沿程压力损失 P1 式中：

Δp l—单位长度的沿程压力损失。

k1—粘着系数，取k1=（3.00-0.10S）×102 (Pa),S 为塌落度，约 S=26cm。 d —混凝土输送管直径，按 125mm 计算。

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k2—速度系数,取k2=（4.00-0.10S）×102 (Pa/m/s)。

t2/t1—混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，这里取 0.2。 V2—混凝土在管道内的流速，当排量达 45 m3 /h 时，流速约 1.02m/s。 （即 45/（3.14×0.1252 /4）/3600）

α2—径向压力与轴向压力之比，其值约 0.90。 l —管道水平换算总长度 计算如下：

k1=（3.00-0.10×26）×102 (Pa)=40Pa k2=（4.00-0.10S）×102 =140Pa

换算总长度由下表得出：l＝344m。 表5—1 序号 类别 单位 m m 每只 每只 规格 125mm 125mm R＝1.0m 150→125mm 344 水平换算长度 3 1 9 实际长度/个数 69 75 6 换算总长 207m 75m m 1 垂直管 2 水平管 3 弯管 4 锥管 合计

8 1 8m

=2.33MPa

（2）局部压力损失 P2 的计算

局部损失考虑 15 个弯管，1 个截止阀。 表5—2 管件名称 换算单位 弯管 截止阀 总计

（3）重力损失 P3 的计算

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换算压力损失 0.1 0.8 管件个数 9 1 总换算压力损失 0.9 0.8 每只 每个 P2＝1.7MPa 钢管混凝土顶升法浇筑施工方案 2014年10月15日

P3=ρgH=2.4×10×69=1.7Mpa。

式中：ρ—混凝土密度，取 2400kg/m3 ； g—重力加速度，取 g=10m/s2 ； H—泵送高度，按 69m 计算；

综上所述：泵送所需总压力 P＝P1+P2+P3＝2.33+1.7+1.7＝5.73MPa<16MPa 泵压满足浇注混凝土的压力要求。 5.2泵管的布置 1）泵管的选择

泵管的选择对泵送的施工影响较大，管径越小则输送阻力越大，但管径过大，其抗爆能力变差，而且混凝土在管道内流速变慢、停留时间过长，影响混凝土的性能，因此根据本工程实际采用Φ125×4（壁厚）的泵管，直管分节有3000、2000、1000mm，弯管有45º、90º，局部采用异形管，泵管接口采用平口法兰连接。

2）泵管固定方法

(1)由于管道压力较大，泵管应与结构连接牢固。混凝土泵竖向泵管的固定，应搭设泵管架，泵管架与钢结构柱拉结，并上下与结构楼板顶紧。如下图：

垂直方向穿过楼板预留洞口的泵管，应将洞口位置用木条塞实：

（2）由于首层弯管上行处泵管内混凝土冲击力过大，因而混凝土泵在首层弯管上行处设置混凝土墩，如下图所示：

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（3）首层楼板混凝土墩设置：泵管在一层泵车出口至首层楼层内弯管上行之间按间距3000mm（根据泵管长度进行调整）设置C30混凝土墩（长×宽×高为1000×500×250mm，长、高具体视现场地面及泵管支架间距而定），混凝土墩内设置支架预埋件以固定泵管支

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钢管混凝土顶升法浇筑施工方案 2014年10月15日

架，参加下图：

（4）止回阀设置:在离泵车出口5～10m远处设置一止回阀，便于泵管维修和清洗，止回阀中间单独设置一个支架，支架下设置2块240×240×10预埋件，每块预埋件4∅12，

过渡管过渡管支架与预埋件焊接，如下图： 3

5.3泵管的布置时的注意事项

泵管接头之间需要垫与泵管配套的橡胶圈，橡胶圈上抹黄油后，把橡胶圈压入橡胶圈槽中。高压泵管的接头处采用的是法兰连接，接管时比较麻烦。在安装法兰螺栓

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液压插管(截止阀) 钢管混凝土顶升法浇筑施工方案 2014年10月15日

时，不能一次把一个螺栓拧紧，先把螺栓全部拧上，然后对称拧紧螺栓。由于安装泵管接头处的法兰螺栓需要一定的空间，为了便于现场操作，水平管布置时管底离地面至少400mm，在布置竖向泵管时，避免泵管接头位置与楼板同一标高，用 1m 和 2m 长泵管调节，使接头位置设置在楼板面标高以上 0.5m 或楼板标高以下 1m。

在泵管使用过程中， 出现甭埋件与管卡焊接松动现象， 要及时补焊， 管卡螺丝松动，要及时拧紧。 6、钢柱混凝土的顶升施工 6.1 混凝土的供应

要求混凝土坍落度 250±20mm,扩展度 650~700mm,初凝时间 8 小时以上. 混凝土运输罐车到达率必须保证地泵至少有一辆罐车等待浇筑， 现场与搅拌站必须保持密切联系，随时根据浇筑进度及道路情况调整车辆密度，并设专人管理指挥，以免车辆相互拥挤阻塞。

现场试验人员在混凝土开始顶升前进行坍落度、扩展度的测量。 6.2 混凝土的运输

混凝土从搅拌站采用混凝土搅拌运输车运输到施工现场。在运输过程中，考虑施工现场所处的地区易发生堵车现象，因此要考虑混凝土的缓凝措施和途中失水的情况，而且要通过计算来确定所配备的运输车量台数，来确保混凝土浇筑过程要连续正常，避免出现在施工过程出现自然的施工缝。混凝土送到浇筑地点，如混凝土拌和物出现离析或分层现象，应对混凝土拌和物进行二次搅拌。并及时通知搅拌站现场管理人员。同时，应每车检测其扩展度，所测扩展度应符合施工要求（650-700mm），其允许偏差值应控制在±30mm。

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6.3 施工工艺流程

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6.4 钢管柱混凝土的顶升

钢管柱顶升时要求顶升口所在楼层压型钢板混凝土浇筑完成,以便布设泵管。 顶升前需完成对钢柱安装的验收，并对钢柱内进行隐检，确保无杂物。 钢管柱采用顶升工艺进行浇筑，泵管与顶升口的连接是比较关键的工序。因为如果连接部位不密实，混凝土容易漏浆，对混凝土的性能将产生不利影响。为了使连接部位严密，泵管与顶升口的连接拟采用法兰连接。

顶升口所在楼层的楼板混凝土浇注完成后，将泵管接入相应楼层，与钢柱上的预留顶升口连接，进行顶升。如下图所示：

顶升时，在顶层派人根据柱身上的观察孔出浆时间判断顶升速度，在观察孔的下一层派人观察出浆情况，推断顶升速度，及时通知停止泵送，要求顶升混凝土顶至上层顶升孔下400mm位置（保证每次顶升完混凝土界面应该在上一个顶升口下，水平梁加劲隔板之上，保证下一次顶升时混凝土在水平梁隔板之上）。

顶升时要求管理人员必须旁站，严格控制顶升高度。

在一节钢柱的混凝土顶升完毕后，顶升口进行封堵，然后把泵管拆去，顶升口部位已经进行加固，后期割除即可。

采用顶升工艺对于混凝土性能要求高，要求混凝土流动性高，坍落度、扩展度经

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时损失和泵送损失小，因此在浇筑过程中需要注意以下几点：

1）在混凝土搅拌过程中，应对搅拌站进行抽查： （1）混凝土组成材料的配合比例；

（2）混凝土用粗细骨料是否满足试配混凝土的要求； （3）混凝土坍落度和扩展度；

（4）混凝土拌合物运至浇筑地点时的温度，最高不宜超过35oC；最低不宜低于10oC；

2）混凝土从搅拌机卸出到浇筑完毕的延续时间不能超过90min。 3）当混凝土拌合物运至顶升地点时，派专门人员应进行下列工作： （1）观察搅拌运输车内混凝土拌合物质量状态； （2）检测混凝土拌合物的坍落度和扩展度； 4）在混凝土顶升过程中：

（1）从第一辆搅拌运输车到达顶升地点后算起，应连续测定5辆车内混凝土拌合物的坍落度和扩展度。

（2）测定混凝土拌合物的凝结时间；

5）在泵送顶升过程中，应保证混凝土泵的连续工作，受料斗内应有足够的混凝土，泵送间歇时间不宜超过15min。

6）在混凝土泵送顶升过程中，需要两个有经验的混凝土工长，一个在混凝土下料口处，一个在钢管柱顶升口，对混凝土的出料进行观察，当出现异常情况时，立即停止泵送。

7）顶升同时设专人在下层楼板上对钢管柱上的观察孔进行监测，及时了解混凝土顶升高度，及时通知出料口停止泵送。

8）混凝土顶升完成

混凝土顶升完成后，将管内剩余混凝土清除干净，拆除水平泵管。 6.5 混凝土的养护

顶升混凝土浇筑完成，混凝土初凝后，在钢管内倒入 500ml-1000ml 水进行养护，减少表面混凝土收缩。

6.6 混凝土顶升过程中的应急措施

1）顶升过程中出现堵管时采取的措施

在钢管柱顶升过程中，泵管布置长度长，不可避免会出现堵管现象。堵管时，立即停止泵送，把泵的止回阀打开，防止泵管内混凝土倒流，将顶升口处的挡板也关闭，

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首先检查泵管，特别在弯管处容易发生堵管现象，把堵管处的泵管拆掉，清理掉管内的混凝土；如果是钢管柱内部被堵塞，则通过钢管柱留设的观察孔判断被堵塞位置，从上层的顶升孔采用高抛法弥补。

为了防止堵管现象，在浇注混凝土前，先泵送一定数量的砂浆用来润湿泵管，泵送砂浆时，泵管先不与顶升口连接，待砂浆泵送完毕且流出的混凝土均匀后，再把泵管与顶升口连接。

2）顶升过程中出现漏浆时采取的措施

顶升时，在泵管接头处，有时会出现漏浆现象。漏浆时，要暂停泵送，把泵管拆下重新安装，及时更换橡胶垫圈。高压泵管采用的是法兰连接，在泵管之间要垫橡胶圈。

6.7混凝土试验及记录

1）坍落度、扩展度试验：从现场混凝土罐车出料口取出一定量的混凝土做坍落度试验,试验人员须按要求认真填好《混凝土坍落度现场检测记录表》。

2）标准养护试块制作：根据每一现浇楼层同一单位工程，每一验收项目及浇筑混凝土工程量按照《建筑工程资料管理规程》留置相应组数的标准养护试块。按照 100%见证的要求留置。

3）同条件试块制作：常温条件下根据单位工程的不同部位、工程实际对试块留置进行取舍但不得少于一组。

4）混凝土抗压强度，以边长 100mm 的立方体试块，在温度 20℃±2℃和相对湿度为95%以上的潮湿环境或水中的标准条件下，经 28d 养护后试压确定。试块必须在现场制作，在顶升过程中取样，按照 100%见证的要求留置，以 28 天标养强度作为混凝土强度评定依据。

5）本工程每次顶升留置一组同条件养护试块，作为工程实体检测依据。按照 100%见证的要求留置。

6）在上层柱内放入摄像头观察混凝土顶升情况。每次顶升均要求留设影像资料，并按柱号编号保存。作为施工过程记录资料归档保存。

7、）鉴于本工程柱子结构形式和尺寸导致超声波检测数据波动较大,无法准确进行混凝土质量判定依据，所以以混凝土强度报告和相应的施工记录(扩展度检测记录、浇筑影像资料等)作为验收依据.

7、质量控制措施 7.1 原材料质量控制措施

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对所有进场的原材料、半成品组织检查验收，建立台帐。所有进场物资如由分包单位自行采购的，分包单位必须随材料进场向总包提供合格的材质证明、出厂合格证和试验报告。

对需要做复试的原材料，如：水泥、钢材、钢筋、砂石料、各种附加剂、焊条、焊剂、防水材料等，必须按照规定及时取样试验，并将试验报告向监理报验。

对进场的物资必须进行标识，按照已经经过检验、未经检验和经检验不合格等三种状态进行分种类堆放，严格保管，避免勿用不合格的材料。

对不合格物资，坚决要求不准进场，同时要注明处理结果和材料去向。对不合格材料的处理，应建立台帐。

对 C50，C40自密实混凝土进行试配，确保自密实混凝土质量满足顶升施工要求。 7.2 现场施工质量控制措施

1）检测混凝土在入泵前的坍落度，混凝土坍落度损失值控制在规范允许的范围内（250±20 ㎜）。扩展度要求控制在 650-700 ㎜.混凝土强度试块应在浇筑地点制作。

2）在顶升混凝土时，工人要挂牌操作，控制混凝土的顶升速度，避免顶升速度过快或过慢。项目管理人员 24 小时旁站，并留置影像资料。

3）防止泵管接口处和泵管与顶升口连接处发生漏浆现象。

4）通过设专人对观察孔监控，控制混凝土顶升速度不宜过快，基本保证每 1-2 分钟 1 立方米的速度，特别是在隔板附近要保证慢速通过。

5）加强钢管柱的覆盖和保护，未浇筑混凝土的顶升口需采用木板进行封闭，防止杂物落入。混凝土浇筑前需对钢管柱内进行检查和清理。

6）冬施期间，要对露天布置的泵管进行包裹，防止混凝土温度过低，水化速度过慢。同时在钢柱外包裹棉被，提高混凝土养护温度。当日平均气温低于 0 度时，需停止钢管柱混凝土顶升施工。

7）雨季施工期间，需观察钢管内是否有积水，必要时采用抽水泵将水抽干方可进行混凝土浇筑。

8）管内混凝土浇筑质量用敲击钢管的方法检查，有穿心构件的应选取部分构件进行超声波检测。检测构件数不宜少于总构件数的25%，且不应少于3根。

8、安全生产、文明施工与环保措施 8.1 混凝土泵送设备的主要安全要求

1）泵管的质量应符合要求，对已经磨损严重及局部穿孔现象的泵管不准使用，以防爆管伤人。

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2）从混凝土泵到主体结构的水平管（包括弯头）每 2 万 m³就需要更换，而立管就无需更换，但必须经常检查，如用锤砸，落点有坑就需更换。

3）泵管架设的支架要牢固。泵管转弯宜缓，接头密封要严，泵管弯管上行段应焊接钢筋支架外封挤塑板的支架盖住，保证混凝土施工过程中的安全.

4）泵车料斗内的混凝土保持一定的高度，防止吸入空气造成堵管或管中气锤声和造成管尾甩伤人的现象。

5）泵车安全阀必须完好，泵送时先试送，注意观察泵的液压表和各部位工作正常后加大行程。在混凝土坍落度较小和开始起动时使用短行程。检修时必须卸压后进行。

8.2 泵送混凝土安全要求

1）混凝土泵与输送管连通后，应按所用混凝土泵使用说明书的规定全面检查，符合要求后方能开机进行空运转。

2）在高压泵送过程中，要派专人对泵管进行查看，当发现有泵管堵塞时，立即停止泵送，检查泵管被堵塞的位置，将泵管内混凝土清空。当重新开始泵送前，要将泵管连接部位的螺栓拧紧，再继续开始泵送。

3）在启动混凝土泵或堵塞后重新启动混凝土泵时，任何人不得在橡胶管的影响范围内停留。

4）清管时，管端应设置挡板或安全罩，并严禁管端站立人员，以防喷射伤人。 5）泵机要随时检查乳化剂冷却润滑水箱中的水量是否足够和干净，一般每工作 8小时要更换一次。

6）当泵机运行声音变化、油压增大、管道振动是堵管的先兆，应及时采取措施排除。

7）泵机停歇后再启动时，要注意压力表压力是否正常，预防塞管。

8）拆除管道接头时，应先进行多次反抽，卸除管道内混凝土压混凝土压力，以防混凝土喷出伤人。

9）车辆出入口处，宜设置交通安全指挥人员。夜间施工时，在交通出入口和运输道路上，应有良好照明。危险区域，应设警戒标志。

10）混凝土搅拌运输车在给混凝土泵喂料过程的操作应由本车驾驶员完成，严禁非驾驶人员操作。

8.3 文明施工与环保措施

1）噪音的控制。加强对混凝土泵、混凝土罐车操作人员的培训及责任心教育，保证混凝土泵、混凝土罐车平稳运行、协调一致，禁止高速运行；要求商品混凝土供应

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商加强对混凝土泵的维修保养， 及时进行监控， 对超过噪声的混凝土泵及时进行更换。

2）水的循环利用：现场大门口设置洗车池，罐车在出现场前要用水冲洗以保证市政交通道路的清洁同时减少粉尘的污染。沉淀后的清水再用做洗车水重复使用。

3）本工程混凝土内所掺的外加剂均不含有氯盐、氨等，避免对钢柱和大气的不利影响。

4）夜间灯光集中照射，避免灯光扰民； 5）现场施工道路要保持畅通与清洁。

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