超高层建筑主体结构施工关键技术手册.pdf

1、 超高层建筑主体结构超高层建筑主体结构施工施工 关键技术手册关键技术手册 20202020 年年 1 11 1 月月 内部资料 请勿外传 编辑委员会名单编辑委员会名单 主主 编：编：许 武 副副 主主 编：编：管基海 武争艳 编编 辑：辑：雷学玲 裴兆东 代跃强 胡世飞 马伟伟 吴国影 吴 迪 蒋东艳 前前 言言 中建六局建设发展有限公司（以下简称为“六局发展公司”）隶属于中国建筑第六工程局有限公司，是以高端房建为核心的大型建筑企业集团。六局发展公司在高端房建技术水平一直处在工程局领先位置，为积累实践经验，全面提升企业核心科技竞争能力，根据工程局及公司科技工作发展规划，2019 年初成立了超高

2、层建筑施工关键技术科研课题组，以“厦门国际中心工程”与“天津宝龙国际中心工程”为依托，对关键技术成功施工经验进行总结集成，并适当延伸和补充,形成了超高层建筑主体结构施工关键技术手册。本手册共集成超高层建筑结构施工特有的关键技术 12 项，其中混凝土施工技术 3 项，钢结构施工技术 4 项，模架与施工平台技术 3 项，垂直运输技术 2项。详细介绍了超高层建筑高强高性能混凝土（HS-HPC）、超高泵送混凝土施工、巨型钢管柱内混凝土施工、粘滞阻尼墙与外框架钢结构同步安装、避难层伸臂桁架结构施工、复杂桁架结构层及贯穿楼板巨型斜撑安装、内嵌钢板-混凝土剪力墙施工、核心筒“内外全爬”式液压爬模施工、核心筒

3、“外爬内支”同步施工、卸料平台优化设计与应用、大型塔式起重机施工、施工升降机施工等技术，比较系统地总结了高度 300m 左右超高层建筑结构施工的关键技术。以此技术为背景形成科技论文 4 篇，国家专利 12 项，天津市工法 2 项，技术水平先进，切实提升公司整体技术实力的同时对我公司今后承建超高层建筑具有借鉴意义。由于技术资料的收集和研究不够全面，鉴于编者的水平所限，手册中如有不当之处，敬请各位专家、广大技术人员多提宝贵意见，给予批评指正，以便我们对手册进行升级完善。中建六局建设发展有限公司技术中心中建六局建设发展有限公司技术中心 20202020 年年 1 11 1 月月 发表论文统计发表论文

4、统计 序号序号 论文标题论文标题 刊物刊物 发表时间发表时间 1 超高层建筑桁架钢结构安装技术研究 钢结构 2016 年 2 超高层建筑施工及钢结构安装关键技术研究 中国建筑 2016技术交流会优秀论文三等奖 2016 年 3 厦门国际中心内爬式动臂塔式起重机技术研究 建筑技术 2017 年 4 某超高建筑粘滞阻尼墙与外框钢结构同步安装关键施工技术 施工技术 2019 年 省部级工法统计省部级工法统计 序号序号 工法名称工法名称 工法级别工法级别 完成年度完成年度 1 超高层建筑复杂桁架结构层及贯穿楼板巨型斜撑安装施工工法 天津市工法 2016 年 2 超高层建筑粘滞阻尼墙与外框钢结构同步安装

5、施工工法 天津市工法 2017 年 专利统计专利统计 序号序号 专利名称专利名称 授权专利号授权专利号 专利类别专利类别 1 基于爬模体系用于墙体混凝土养护的自动喷雾系统 ZL 2014 2 0254454.7 实用新型 2 悬挑式卸料平台锚固端的固定装置 ZL 2015 2 0244661.9 实用新型 3 一种固定于钢结构梁的夹具 ZL 2015 2 0248562.8 实用新型 4 一种施工电梯基础悬挑部分的钢支撑 ZL 2015 2 0244625.2 实用新型 5 一种用于钢管柱顶施工作业的操作平台 ZL 2015 2 0248530.8 实用新型 6 用于辅助大型构件起吊的翻身支座

6、 ZL 2015 2 0244621.4 实用新型 7 一种用于墙体变截面处的爬模爬升结构 ZL 2015 2 0769817.5 实用新型 8 一种爬模穿墙螺杆与钢构件冲突时的替代结构 ZL 2016 2 0428395.X 实用新型 9 一种内爬式塔吊承重梁的固定结构 ZL 2016 2 0421779.9 实用新型 10 一种爬模平台钢梁截断后恢复加固结构 ZL 2016 2 0428394.5 实用新型 11 用于架体搭设楼层的施工升降机推拉式外防护安全门 ZL 2016 2 0428393.0 实用新型 12 一种用于塔吊双机抬吊法吊装作业的钢扁担 ZL 2016 2 0656824

7、.9 实用新型 目目 录录 1 1 超高层建筑高强高性能混凝土技术（超高层建筑高强高性能混凝土技术（HSHS-HPCHPC）.1 1 1.1 概述.1 1.2 工艺流程.1 1.3 施工要点.1 1.4 工程实例.10 2 2 超高层建筑超高泵送混凝土施工技术超高层建筑超高泵送混凝土施工技术 .1414 2.1 概述.14 2.2 工艺流程.14 2.3 施工要点.15 2.4 工程实例.26 3 3 超高层建筑巨型钢管柱内混凝土施工技术超高层建筑巨型钢管柱内混凝土施工技术 .2828 3.1 概述.28 3.2 工艺流程.29 3.3 施工要点.31 3.4 工程实例.44 4 4 超高层建

8、筑粘滞阻尼墙与外框架钢结构同步安超高层建筑粘滞阻尼墙与外框架钢结构同步安装技术装技术 .4646 4.1 概述.46 4.2 工艺流程.46 4.3 施工要点.47 4.4 工程实例.51 5 5 超高层建筑避难层伸臂桁架结构施工技术超高层建筑避难层伸臂桁架结构施工技术 .5353 5.1 概述.53 5.2 工程背景.53 5.3 施工部署.54 5.4 工艺流程.55 5.5 施工要点.56 5.6 应用效果.66 6 6 超高层建筑复杂桁架结构层及贯穿楼超高层建筑复杂桁架结构层及贯穿楼板巨型斜撑安装技术板巨型斜撑安装技术 .6767 6.1 概述.67 6.2 施工部署.67 6.3 工

9、艺流程.71 6.4 施工要点.72 6.5 应用效果.88 7 7 超高层建筑内嵌钢板超高层建筑内嵌钢板-混凝土剪力墙施工技术混凝土剪力墙施工技术 .8989 7.1 概述.89 7.2 工程背景.89 7.3 工艺流程.90 7.4 施工要点.90 7.5 应用效果.102 8 8 超高层建筑核心筒“内外全爬”式液压爬模施超高层建筑核心筒“内外全爬”式液压爬模施工技术工技术 .103103 8.1 概述.103 8.2 工艺流程.103 8.3 液压爬模装置设计.104 8.4 液压爬模施工要点.109 8.5 特殊部位处理措施.120 8.6 应用效果.143 9 9 超高层建筑核心筒“

10、外爬内支”同步施工技术超高层建筑核心筒“外爬内支”同步施工技术 .145145 9.1 概述.145 9.2 工艺流程.146 9.3 爬模系统设计.146 9.4 液压爬模施工要点.150 9.5 特殊部位处理措施.157 9.6 实施效果与合理化建议.158 10 10 超高层建筑卸料平台优化设计与应用技术超高层建筑卸料平台优化设计与应用技术 .159159 10.1 概述.159 10.2 施工工艺流程.159 10.3 方案设计与优化.159 10.4 施工要点.170 10.5 应用效果.172 11 11 超高层建筑大型塔式起重机施工技术超高层建筑大型塔式起重机施工技术 .1731

11、73 11.1 概述.173 11.2 超高层结构体系分类及塔式起重机布置特点.173 11.3 外挂式塔式起重机.173 11.4 内爬式塔式起重机.183 11.5 落地附着式塔式起重机.208 11.6 塔式起重机性能提升措施.208 11.7 不同结构形式下塔式起重机形式比选总结.209 11.8 应用案例.210 12 12 超高层建筑施工升降机施工技术超高层建筑施工升降机施工技术 .211211 12.1 概述.211 12.2 施工升降机选型.211 12.3 超高层施工升降机平面布置.214 12.4 施工电梯基础设计与施工.216 12.5 施工电梯特殊附墙方式.221 12

12、.6 应用总结.224 1 1 超高层建筑高强高性能混凝土技术（超高层建筑高强高性能混凝土技术（HSHS-HPCHPC）1.11.1 概述概述 高强高性能混凝土（简称 HS-HPC）是具有较高的强度（一般强度等级不低于 C60）且具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土（“四高”混凝土），属于高性能混凝土（HPC）的一个类别。HS-HPC 多用于超高层建筑的底层柱、墙和大跨度梁等，可以减小构件截面尺寸增大使用面积和空间，并达到更高的耐久性。高强高性能混凝土技术研制配合比泵送技术研究原材料配比试验原材料性能研究砼工作性能研究泵送系统设计泵送设备选择泵送工艺优化设计性能指标施工操作性能指标图

13、1-1 高强高性能混凝土技术研究流程 1.21.2 工艺流程工艺流程 原材料、气温、施工条件的调查研究混凝土配合比初步确认可泵性和易泵性性能评价力学性能及耐久性能评价混凝土拌制工程泵送模拟试验混凝土配合比调整混凝土拌制、运输混凝土现场检测 1.31.3 施工要点施工要点 1.3.1.1.3.1.原材料性能要求原材料性能要求 HS-HPC，混凝土坍落度不宜小于 220mm，扩展度不宜小于 500mm，倒置坍落度筒排空时间宜为 520s，混凝土经时损失不宜大于 30mm/h。HS-HPC 的水胶比一般不大于 0.34，胶凝材料用量一般为 480600kg/m3，硅灰掺量不宜大于 10%，其他优质矿

14、物掺合料掺量宜为 25%40%，砂率宜为35%42%，宜采用聚羧酸系高性能减水剂。水泥强度等级不低于 42.5 的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。表 1-1 混凝土原材料性能指标表 名称名称 质量要求质量要求 水泥 不低于 PO 42.5，符合 GB 175-2007 硅灰 符合 GB/T 18736-2017 矿粉 S95 等级，符合 GB/T 18046-2017 粉煤灰 I 级，符合 GB/T 1596-2017 石子 碎石 5-16 连续级配、碎石 5-25 连续级配 砂子 中砂、细砂 外加剂 高性能专用聚羧酸减水剂 表 1-2 混凝土原材料表 5-25 石子 5-16 石子 中河砂 细河

15、砂 HS-HPC 因其内部结构密实，孔结构更加合理，通常具有更好的耐久性，为满足抗硫酸盐腐蚀性，宜掺加优质的掺合料，或选择低 C3A 含量（8）的水泥。HS-HPC 一般应控制粗细骨料的总量不宜过低，胶凝材料的总量不宜过高；通过掺加钢纤维可以补偿其韧性损失，但在氯盐环境中，钢纤维不太适用；采用外掺 5饱水超细沸石粉的方法，或者内掺吸水树脂类养护剂、外覆盖养护膜以及其他充分的养护措施等，可以有效的控制 HS-HPC 的自收缩。1.3.2.1.3.2.混凝土配合比确认混凝土配合比确认 高强混凝土的配合比应根据结构设计所要求的强度和耐久性、施工工艺所要求的拌制工作度与凝结时间，并充分考虑施工运输和环

16、境温度等条件通过试配确定，经现场试验确认合格后，方可正式使用。混凝土的施工配制强度必须超过设计要求的强度标准值，以满足强度保证率的需要，其超出的数量应根据混凝土强度标准差而定。了解周边市场各种混凝土原材的各项性能指标，并根据配比指标要求，严格控制材料的含水率、级配及温度。试配满足强度要求的混凝土，然后调整配比，使其在保证强度不变的前提下，实现可泵性指标，最后对上述混凝土的耐久性、自收缩等性能进行试验、微调。高强混凝土配制强度应按下式确定：fcu,01.15fcu,k 式中：fcu,0混凝土配制强度（MPa）；fcu,k混凝土立方体抗压强度标准值（MPa）。高强混凝土配合比应经试验确定，在缺乏试

17、验依据的情况下宜符合下列规定：水胶比、胶凝材料用量和砂率可按下表选取，并应经试配确定；表 1-3 水胶比、胶凝材料用量和砂率 强度等级强度等级 水胶比水胶比 胶凝材料用量（胶凝材料用量（kgkg/m/m）砂率（砂率（%）C60，C80 0.280.34 480560 3542 C80，C100 0.260.28 520580 3542 C100 0.240.26 550600 3542 外加剂和矿物掺合料的品种、掺量，应通过试配确定；配制高强混凝土宜采用高性能减水剂；配制 C80 及以上等级混凝土时，高性能减水剂的减水率不宜小于 28%。对于有预防混凝土碱骨料反应设计要求的工程，高强混凝土中最

18、大碱含量不应大于 3.Okg/m；粉煤灰的碱含量可取实测值的 1/6，粒化高炉矿渣粉和硅灰的碱含量可分别取实测值的 1/2。配合比试配应采用工程实际使用的原材料，进行混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能试验，试验结果应满足设计和施工的要求。大体积高强混凝土配合比试配和调整时，宜控制混凝土绝热温升不大于50。高强混凝土设计配合比应在生产和施工前进行适应性调整，应以调整后的配合比作为施工配合比。高强混凝土生产过程中，应及时测定粗、细骨料的含水率，并应根据其变化情况及时调整称量。确定高强混凝土设计配合比后，还应针对该配合比重复进行 610 次的试拌、测试和调整等试验进行验证，最终确定可施工应用的混凝

19、土配合比。超高泵送混凝土工作性能设计指标：表 1-4 剪力墙 C60 混凝土 含气量含气量（%）压力泌水压力泌水率（率（%）初始初始 4h4h 扩展度扩展度（mmmm）倒坍时间倒坍时间（s s）扩展度扩展度（mmmm）倒坍时间倒坍时间（s s）31 10 680-750 31 660-730 31 表 1-5 巨型柱 C70 混凝土 含气量含气量（%）压力泌压力泌水率水率（%）U U 箱高差箱高差（mmmm）初始初始 4h4h 扩展度扩展度（mmmm）倒坍时间倒坍时间（s s）扩展度扩展度（mmmm）倒坍时间倒坍时间（s s）21 10 10 700-750 31 680-730 31 1.3

20、.3.1.3.3.原材料的检验原材料的检验 为了确保工程混凝土质量，首先要从控制混凝土原材料质量开始，除了前期对混凝土产地的取样调查外，还必须对所有进场的混凝土原材料按国家、地方及行业规定标准进行抽样检验，抽样频率及抽样批次根据不同的材料按照相关规范中的要求确定，达到相应的质量标准要求后方可使用。对各种原材料将进行检验的项目列表如下：表 1-6 原材料检验项目表 序号序号 材料材料 检验项目检验项目 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、松散堆积密度

21、、紧密堆积密度、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、S03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、有机物含量、云母含量、轻物质含量、表观密度、松散堆积密度、紧密堆积密度、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、S03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 外 加 剂 减水率

22、、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、压力泌水比、限制膨胀率等 8 水 使用饮用水，可不检验 1.3.4.1.3.4.高性能混凝土的拌制要求高性能混凝土的拌制要求 针对混凝土强度等级高，结构耐久性要求高等特点，必须强化混凝土原材料的检验标准，加强混凝土搅拌过程的技术措施等要求。具体要求见下表：表 1-7 高性能混凝土的拌制要求 序号序号 项项 目目 要要 求求 1 原材料质量 严格控制原材料质量。对原材料供应源必须进行调查和预先进行抽样检测，原材料进场后要严格按规定要求进行抽样检查。2 原材料计量 严格按配合比重量计量，允许偏差严于普通混凝

23、土施工规范：水泥和掺合料1%，粗、细骨料2%，水和外加剂1%。3 搅拌站设备 应有精确的原材料自动称量系统和计算机自动控制系统，并能对原材料品质均匀性、配合比参数的变化等，通过人机对话进行监控、数据采集与分析；禁止使用自落式搅拌机，需用拌合性能好的强制式搅拌机，最好使用卧轴式搅拌机。4 搅拌时间 根据混凝土的强度等级以及其他性能要求，结合搅拌设备的要求确定合适的搅拌时间。1.3.5.1.3.5.高强高性砼试验项高强高性砼试验项 表 1-8 超高泵送混凝土试验方法 项目项目 试验内容试验内容 混凝土体积稳定性原理 通过模拟施工时现场的气候条件，进行混凝土自由收缩试验和平板开裂试验来判断混凝土的体

24、积稳定性能，根据试验结果对混凝土配合比进行调整。特别对了解混凝土在钢管中的变形情况有很好的指导作用。项目项目 试验内容试验内容 试验 试验仪器 混凝土收缩试验仪 混凝土平板开裂试验仪 氯离子渗透试验 原理 通过一定条件下氯离子的通过量来判断混凝土的抗氯离子渗透性能，氯离子扩散系数是衡量混凝土耐久性的重要指标之一，氯离子扩散系数越小、混凝土越密实、混凝土的抗腐蚀性能越好（抗腐蚀是指一般环境下的腐蚀而不是专业条件下的腐蚀）。氯离子扩散系数是按国际上采用 ASTMC120294 的直流电量法，测定 6h 通过试件的总电量来进行评价。其工作原理及试验装置见图。试验仪器 ASTMC120294 直流电量

25、法 测试原理图 直流电量法试验仪 混凝土碳化试验 原理 空气中的 CO2与混凝土的 Ca（OH）2发生化学反应，发生碳化，使混凝土 PH 值降低。在水分侵入时，混凝土中的钢筋失去碱性保护而锈蚀、膨胀，使混凝土出现顺钢筋的裂缝，裂缝又会加速混凝土的碳化和钢筋的锈蚀，最终导致结构破坏。通过混凝土的碳化试验可以对碳化速度作出判断，以此对混凝土的密实度、耐久性进行评价。项目项目 试验内容试验内容 试验仪器 立式混凝土碳化箱 混凝土碳化试验试块 碱活性试验 超高层由于结构使用年限达 100 年，需严格控制骨料的碱活性，所以在初步选定了骨料产地后，对砂和碎石做碱活性反应试验，合格后方可使用。高强混凝土松软

26、度调控 混凝土松软度指混凝土变形的难易程度，松软度越好，施工性能越佳。高强混凝土水胶比低，混凝土屈服应力大，混凝土粘度大；导致混凝土松软度差。为合理调控混凝土松软度，优化混凝土泵送性能，在混凝土流变理论的基础上，检测混凝土屈服应力及粘度。混凝土流变仪 混凝土松软度检测 1.3.6.1.3.6.混凝土的质量要求混凝土的质量要求 表 1-9 混凝土质量要求 分类分类 项目项目 具体要求具体要求 材料要求 水泥 应选用质量稳定、信誉良好的大型水泥生产厂家的水泥。等级为 42.5 级的硅酸盐水泥或普硅水泥，水泥的实际强度 fce 不宜低于 60MPa；要求 C3S 含量高、C3A 含量低（8%）、总碱

27、含量低；为了防止混凝土水化热过大使内部温度过高出现温度裂缝，在满足强度、耐久性及施工性能的前提分类分类 项目项目 具体要求具体要求 下尽量减少水泥的用量，掺加一定量的活性硅粉、磨细矿粉和粉煤灰取代部分水泥有效地降低混凝土的水化温升。水泥和矿物掺合料的总量不应大于 600kg/m3。材料要求 粗骨料 石子选用级配良好质地坚硬的岩石，如石灰岩、花岗岩、辉绿岩等碎石或卵石，母岩强度不低于 120MPa；石子的最大粒径不应大于 25mm；表观密度应为 2.65g/cm3以上，吸水率应小于 1%，针片状颗粒含量不宜超过 5%，不得有风化颗粒，含泥量小于 1.0%，泥块含量为 0，其它指标满足建筑用卵石、

28、碎石的类要求。细骨料 砂应用级配良好的在砂颗粒级配分区位于区中、细砂，细度模数宜为 2.63.0；级配曲线应平滑、粒形圆、石英含量高、含泥量不应大于 0.5%、泥块含量为 0、含细粉颗粒少，其它指标满足建筑用砂的类要求。掺合料 考虑使用“三掺”技术，掺合料宜采用细掺料（需要比水泥熟料具有更大的细度和更好的颗粒级配），为保证混凝土性能需掺加一定量具有较好活性的硅粉、粉煤灰和磨细矿粉，硅粉中的极细颗粒具有良好的微填充效应，可以使混凝土的孔结构充分致密，从而保障混凝土的强度和耐久性，磨细矿粉应细度细、烧失量低。外加剂 为了保证混凝土的工作性和解决高强大体积混凝土的水化热问题，外加剂必须使用缓凝型的高

29、效减水剂改善混凝土的流动性。外加剂的使用需要通过试验来确定其与水泥等胶凝材料的适应性问题，减水率应该在 25%以上；外加剂应有具有相应资质的检测机构的检测合格证明。技术要求 坍落度 混凝土采用混凝土输送泵浇筑的方式，泵送高度 200-400m 其坍落度要求入泵时最高不超过 260mm，最低不小于220mm；确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要，保证混凝土的供应质量。分类分类 项目项目 具体要求具体要求 和易性 为了保证混凝土在浇筑过程中不离析，提高混凝土可泵性，要求混凝土要有足够的粘聚性，在泵送过程中不泌水、不离析。坍落度经时损失要求小于 40mm/2h，扩展度不小于500mm。凝结

30、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保证在 6h 以上。配合比 在保证混凝土强度等级及耐久性要求的前提下，为了优化施工配合比，降低混凝土的水化热，将掺加一定量的磨细矿粉和粉煤灰取代部分水泥，同时掺加一定量的硅粉以保证混凝土强度。1.41.4 工程实例工程实例 （1 1）厦门国际中心工程）厦门国际中心工程 厦门国际中心工程建筑面积 18.56 万，建筑高度 339.88m，地下 3 层，地上 67 层，框架+核心筒+巨型支撑+伸臂桁架组成的混合结构体系,主塔楼范围内剪力墙及 42 层以下外框钢柱内混凝土采用高强自密实混凝土，强度等级见表 1-10。表 1-1

31、0 高强高性能混凝土应用部位统计 范围范围 构件类别构件类别 混凝土强度等级混凝土强度等级 地下 3 层0.0 顶板 墙 主塔楼相关范围墙 C60（自密实）首层20 层 墙 C60（自密实）钢管柱 C70（自密实）21 层42 层 墙 C60（自密实）钢管柱 C60（自密实）43 层顶层 墙 C60（自密实）钢管柱内自密实混凝土采用高位抛落浇筑工艺施工，配合比分别如表 1-11。C70 混凝土塔吊与吊斗配合下料浇筑，C60 混凝土输送泵与布料机配合浇筑，下落高度控制在 8-9m，下落高度不足 4m 部位以及密集节点处人工辅助振捣。剪力墙混凝土输送泵与布料机配合浇筑。施工过程中混凝土工作性能良好

32、，柱内混凝土采用超声波进行完整性检测，符合规范要求，实施效果良好。表 1-11 厦门国际中心项目 C70 自密实混凝土配合比 施工部位施工部位 外框钢管混凝土柱外框钢管混凝土柱 混凝土混凝土 C70C70 自密实自密实 坍落度 25030（厂内）；22030（工地）浇筑方式 非泵送 原材 料及 其主 要性 能 水泥 海螺；P.52.5 砂子 河砂；细度模数 3 石子 碎石；级配 5-20mm 外加剂 广州西卡建筑材料有限公司；西卡缓凝型高效减水剂 掺合料 1 益材公司的 F 类级粉煤灰 掺合料 2 三钢矿粉的磨细矿渣 混凝土氯离子含量（%）0.0477%拌合物 性能 坍落度（维勃稠度）245m

33、m 密度 2360Kg/m3 初凝时间 450min 终凝时间 600min 含气量 1.8 配合比 水泥 水 砂子 石子 减水剂 掺合料1 掺合料 2 砂率（%）水胶比 用量（Kg/m3）383 165 658 987 7.67 114.0 93.0 40 0.28 重量比 1.00 0.43 1.72 2.58 0.020 0.300 0.243 表 1-12 厦门国际中心项目 C60 自密实混凝土配合比 施工施工 部位部位 十三层核心筒墙柱十三层核心筒墙柱 混凝土混凝土 C60C60 特制品特制品 坍落度 25030（厂内）；22030（工地）浇筑方式 泵送 原材 料及 其主 要性 能

34、水泥 海螺；P.O42.5 砂子 河砂；细度模数 3 石子 碎石；级配 5-20mm 外加剂 广州西卡建筑材料有限公司；西卡缓凝型高效减水剂 掺合料 1 益材公司的 F 类级粉煤灰 掺合料 2 唐山曹妃甸盾石新型建材有限公司的粒化高炉矿渣粉 S95 拌合物 性能 坍落度（维勃稠度）240mm 密度 2380Kg/m3 初凝时间 530min 终凝时间 650min 含气量-配合比 水泥 水 砂子 石子 减水剂 掺合料 1 掺合料 2 砂率（%）水胶比 用量（Kg/m3）400 165 715 988 5.85 68 64.0 42 0.31 重量比 1.00 0.43 1.72 2.58 0.

35、020 0.30 0.243（2 2）天津宝龙国际中心工程）天津宝龙国际中心工程 天津宝龙国际中心工程总建筑面积为 374363，其中 3#楼主要为高档写字楼，框架+核心筒+伸臂桁架结构体系，地上 59 层，建筑高度 277.9m。钢管内混凝土采用 C60 自密实混凝土，配合比见表 1-13，泵送高位抛落法浇筑。施工过程中混凝土工作性能良好，柱内混凝土采用超声波进行完整性检测，符合规范要求，实施效果良好。表 1-13 天津宝龙国际中心工程 C60 自密实混凝土配合比 使用部位 核心筒钢管柱 强度等级 C60 自密实 坍落度（mm）240-260mm 水泥 非活性集料 粗骨料 名称 外加剂 掺合

36、料 品种等级 P.O42.5 品种 产地 福建闽江，江砂 品种 产地 蓟县，碎石 品种 泵送剂，CC-合格品 UEA 级粉煤灰 S95 生产厂家 唐山冀东水泥有限公司 细度 模数 2.5 最大直径（mm）25 生产 厂家 北京成城交大建材有限公司 天津豹鸣股份有限公司 天津军电 新泰 进场日期/含水率（%）/含水率（%）/掺量（%）2.8/配合比 项目 水泥 细骨料 粗骨料 水 泵送剂，CC-合格品 UEA 级粉煤灰 S95 每 m3砼用量（kg）410 674 1010 170 17.6 36 77 106 配合比 1.00 1.64 2.46 0.41 0.04 0.09 0.19 0.2

37、6 2 2 超高层建筑超高泵送混凝土施工技术超高层建筑超高泵送混凝土施工技术 2.12.1 概述概述 超高泵送混凝土施工技术，一般是指泵送高度超过 200m 的现代混凝土泵送技术，是一项综合技术，包含混凝土制备技术、泵送参数计算、泵送设备选定与调试、泵管布设和泵送过程控制等内容。对于超高层建筑，随着建筑高度的增加，混凝土自身的重力和混凝土在泵管中的沿程压力损失不断增加，混凝土泵送施工时混凝土输送泵的输出压力一般都在 16MPa 以上，垂直泵送高度超过 400m 以上时，泵压将超过 20MPa，属于超高压泵送。在超高压泵送过程中，混凝土受高压的影响，容易产生泌水、分层、泄漏，从而导致混凝土离析、

38、堵管等诸多问题。因此，超高层混凝土泵送施工要有严密的施工组织体系，同时必须解决设备的高可靠性和超强的泵送能力，超高压混凝土的配比、超高压管道密封、超高压混凝土泵送施工工艺及管道内剩余混凝土的水洗等方面的技术问题。2.22.2 工艺流程工艺流程 混凝土泵送工序对于整个泵送施工过程十分关键及重要，超高层泵送混凝土施工工艺流程如图 2-1：泵送清水泵送同强度砂浆砂浆量高于搅拌轴混凝土入泵出泵水引入废水箱混凝土浇筑逐渐增加泵送排量砂浆全部出泵废水箱的水用塔吊吊运至地面据实际状况调整设备参数 图 2-1 高层泵送混凝土施工工艺流程图 2.32.3 施工要点施工要点 2.3.2.3.1.1.泵送设备的选择

39、泵送设备的选择 泵送设备的选定应参照混凝土泵送施工技术规程JGJ/T10-2011 中规定的技术要求，进行泵送参数的验算，包括混凝土输送泵的型号和泵送能力，水平管压力损失、垂直管压力损失、特殊管的压力损失和泵送效率等。（1）混凝土泵送压力计算 对于混凝土泵来说，体现其泵送能力的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。1）混凝土泵实际平均输出量 参考混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T 10-2011），混凝土泵的实际平均输出量可根据混凝土泵的最大输出量、配管情况和作业效率，按公式（2-1）计算：Q1=1Qmax （2-1）式中Q1每台混凝土泵的实际平

40、均输出量（m3/h）；Qmax每台混凝土泵的最大输出量（m3/h）；1配管条件系数，可取 0.8-0.9；作业效率。根据混凝土搅拌运输车向混凝土泵供料的间断时间、拆装混凝土输送管和布料停歇等情况，可取 0.5-0.7。2）混凝土泵配备数量 混凝土泵的配备数量可根据混凝土浇筑体积量、单机的实际平均输出量和计划施工作业时间，按公式（2-2）计算：2=10 （2-2）式中2混凝土泵的台数，按计算结果取整，小数点以后的部分应进位；Q混凝土浇筑体积量（m3）；Q1每台混凝土泵的实际平均输出量（m3/h）；0混凝土泵送计划施工作业时间（h）；3）混凝土泵的工作压力 参考 混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T

41、10-2011），混凝土泵的额定工作压力应大于按公式（2-3）计算的混凝土最大泵送阻力：Pmax=PHL106+Pf （2-3）式中：Pmax混凝土最大泵送阻力（MPa）；L各类布置状态下混凝土输送管路系统的累计水平换算距离，可按混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T10-2011）附录 A 表 A.0.1 换算累加确定（m）；PH混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失，可按混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T10-2011）附录 B 公式（B.0.2-1）计算（Pa/m）；Pf混凝土泵送系统附件及泵体内部压力损失，当缺乏详细资料时，可按混凝土泵送施工技术规程（JGJ/T10-2011）附录 B

42、 表 B.0.1 取值累加计算（MPa）。根据混凝土泵送施工技术规程附录 B，混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失宜按公式（2-4）计算，采用其他方法确定压力损失时，宜通过试验验证：PH=2rK1+K2(1+t2t1)V22 （2-4）K1=300 S1 （2-5）K2=400 S1 （2-6）式中：r混凝土输送管半径（m）；K1粘着系数（Pa）；K2速度系数（Pa s/m）；S1混凝土坍落度（mm）；t2t1混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，可取 0.3；V2混凝土拌合物在输送管内平均流速（m/s）；2径向压力与轴向压力之比，对普通混凝土取 0.90。确定最大混凝土泵出口

43、压力：针对超高层建筑，还应考虑到混凝土泵送影响因素更多，要求泵送设备的可靠性更高，设备选型时各项参数除按前述的公式计算确定外，宜储备超过 20%的性能参数以应付泵送过程中的突发状况，保证泵送工程的顺利进行。（2）混凝土运输车的选配 当混凝土泵连续作业时，每台混凝土泵所需配备的混凝土搅拌运输车数量，可按公式（2-7）计算：1=1601(6010+1)（2-7）式中：1混凝土搅拌运输车台数，按计算结果取整数，小数点以后的部分应进位；1每台混凝土搅拌运输车容量（m3）；搅拌运输车容量折减系数，可取 0.90-0.95（m3）；0混凝土搅拌运输车平均行车速度（km/h）；1混凝土搅拌运输车往返距离（k

44、m）；1每台混凝土搅拌运输车总计停歇时间（min）；（3）泵送管道的选择 混凝土泵送管道应根据工程特点、施工条件、泵送设备及混凝土特性合理选型，并应减少管道弯头用量。1）输送管直径的选择 输送管直径的选择应根据以下几方面综合考虑：粗集料的最大粒径，见表 2-1；混凝土要求输送量和输送距离；混凝土泵的型号。表 2-1 输送管最小内径要求 粗集料最大粒径（粗集料最大粒径（mmmm）输送管最小内径（输送管最小内径（mmmm）25 125 40 150 常用的直管管径有 100mm、125mm、150mm、200mm 等，输送管直径越小，输送阻力越大，但过大的输送管抗爆能力越差，而且混凝土在管道内停留

45、的时间越长，影响混凝土的性能，高层泵送时宜选用直径 125mm 的输送管。2）输送管最小壁厚选择 混凝土输送管强度应满足泵送要求，不得有裂、孔洞、凹凸损伤和弯折等缺陷。应根据最大泵送压力计算出最小壁厚值。根据国标输送流体用无缝钢管（GB/T8163-2018），按公式（2-8）计算：P=2SR/D （2-8）式中：P试验压力（MPa），取混凝土泵最大输送压力；（当 P7MPa 时，修约到最接近的 0.5MPa；当 P7MPa 时，修约到最接近的 1MPa）S钢管的公称壁厚（mm）；D钢管的公称外径（mm）；R允许应力（MPa），取规定下屈服强度的 60%。3）输送管及配件选择 输送管选择应满足

46、以下要求：高层泵送输送管需用耐磨的合金钢制成，对于高层泵送，整条管道宜采用等寿命设计，并对管道易损部位进行加厚。输送管应保证坚固可靠，高层泵送输送管壁厚宜大于 10mm，当管道有损伤裂纹或壁厚低于 8.5mm 时不得使用。高层泵送直管宜选择 3m 管为主管，其他长度的管为添补、辅助管，弯管宜选用 90弯管，曲率半径宜大于 1m，软管宜采用柔软、质轻和耐久性好的材料，并采用回转式接头，便于混凝土的摊铺工作。各节输送管之间连接段应可以安置橡胶密封圈，并采用能快速拆装的固定机构，能稳定连接并密封，高层泵送宜选用外箍式连接。高层泵送应选择高压截止阀，避免混凝土倒流及应对突发情况。2.3.2.3.2.2

47、.输送泵及泵送管道布置输送泵及泵送管道布置 （1）管道布置原则 在保证顺利泵送和正常输送的前提下，管道布置遵循减少弯管、缩短管线距离的原则。地面水平管的长度宜大于垂直高度的 1/4，当泵送高度超过 200m 时，应考虑在高空布置一定长度的水平管道，来抵消垂直管道内混凝土的自重产生的反压。混凝土泵送施工中，有时需要对泵机进行保养或维修。为保证此时的保养或维修工作正常进行，需在混凝土泵出口端附近管路接入液压截止阀，如下图 2-2，用于阻止垂直泵管内混凝土回流。图 2-2 液压截止阀 液压截止阀采用液压油缸驱动，控制阀操作；插板采用浮动密封环结构,密封性能好，无压力泄漏。输送管绝不允许承受任何外界拉

48、力、压力，并保证管路连接牢固、稳定，各弯管处加设牢固的固定装置，水平管路铺设不应悬空，必须有牢固的支撑固定。各管卡必须保证密封严密，且无渗水现象，各管卡不应与地面或支撑物相接触，应留有一定的间隙，便于拆装。输送管路应布置在人员易接近处，以便清理和更换输送管路。泵机附近和人员要进入的危险地段的输送管路应加装必要的屏蔽防护物，以防因管路破裂或因管卡松脱造成人员伤亡。严寒冬季宜用保温材料包扎输送管以防混凝土受冻，夏季要用湿草袋等盖上输送管以防高温对混凝土工作性能的影响。（2）泵机位置及输送管布置 超高层建筑的现场施工场地一般较为狭小，混凝土泵车位置需综合考虑，地上结构混凝土泵送时，输送泵宜布置在塔楼

49、附近运输道路内侧，负责超高塔楼混凝土的输送。超高压泵附近设罐车等候区。负责核心筒剪力墙混凝土浇筑的垂直泵管随核心筒墙体施工进度布置到顶；负责外框柱、外框楼板以及核心筒内梁板结构混凝土浇筑的重直泵管分别随外框楼板、核心筒内梁板结构施工进度布置，方便各浇筑面水平泵管的接拆。核心筒墙体浇筑混凝土时，竖向泵管直接与爬模平台上的安装装置连接，通至浇筑地点；其他部位浇筑混凝土时，由竖向泵管加接弯管后接长水平管将混凝土输送至浇筑部位。（3）泵管固定及加固 输送管的固定对超高层泵送的效果及安全起重要的作用，水平和垂直输送管布置均要求沿地面和墙面铺设，并全程做可靠的固定。泵管从输送泵料斗出口转接至核心筒内外墙，

50、顺核心筒而上通至各楼层，泵管固定装置由 16mm 厚钢垫板、14#槽钢立柱、卡环组成，每根标准 3m 输送管、90弯管在距两端接口 0.5m 处用 2 个输送管固定装置牢固固定，防止管道因震动而松脱，其他较短的输送管采用一个输送管固定装置牢固固定。水平泵管固定装置除按图 2-3 做法外，还应在槽钢立柱外浇筑混凝土墩台（如图 2-4）。图 2-3 水平泵管固定装置做法 图 2-4 水平管固定装置外设混凝土墩 在各输送管线对应核心筒墙面上采用预埋泵管支架方式按图（2-5、2-6）做法将管道支架（穿孔塞焊 4 根20 以上钢筋，末端带弯钩,钢筋埋入混凝土内总长约 30cm）预埋在墙面，铺设管道时将输