世界最高建筑的混凝土施工

1、世界最高建筑的混凝土施工普茨迈斯特解决方案在哈利法塔当地时间2010年1月4日晚，迪拜酋长谢赫穆罕默徳本拉希徳阿勒马克图姆揭开被称 为“世界第一高楼”的迪拜塔纪念碑上的帷幕，宣告这座著名建筑的正式落成，同时将 其更名为“哈利法塔”。这座总高度828m、168层的建筑，是当时人类历史上首个超过800m的建筑物，不止 高度惊人、建筑用料量庞大，在建筑施工技术方面，哈利法塔实现了多项创新。尤其是 超高层混凝土泵送，刷新了世界纪录，也奠定了普茨迈斯特泵送产品在该领域的地位。2008年4月9日，哈利法塔混凝土浇筑工程全面完工，最终泵送高度达到创纪录的606m。在过去的32个月中，3台來口普茨迈斯特的高性

2、能高压混凝土拖泵BSA14000SHP-D. 1套复杂的输送管道和4个固定布料杆累计泵送了大约165000m3高强度混凝 土，其中包括用丁楼板的C50混凝土和用丁中心塔体部分的C60、C80混凝土。普茨迈斯 特的这些设备在工程建设中经受住了考验，并发挥了乜大作用。超高层建筑拖泵输送模拟基于对普茨迈斯待技术水平和可靠性的充分信任，哈利法塔混凝土供应商和泵送服 务商Unimix公司委托普茨迈斯特供应和安装拖泵及布料杆系统。2005年初，普茨迈斯 特在德国总部和迪拜的施工现场作了充分的准备并配备相应的人员，对拖泵和输送管线 进行了一系列全面的测试（见图1）。测试使用BSA14000 SHP-D超高层

3、建筑用拖泵和DN125 ZX输送管线。同时，哈利法塔核心筒和3个裙楼的基础底板是由不同长度臂架的泵车施 工。7000m的核心筒基础由200根1.5m的混凝土桩支撑，裙楼由650根0. 9m的桩支撑，桩 深度达到亦m,大厦底板混凝土为45000m。图1测试阶段铺设的儿百米输送管BSA14000 SHP-D超高圧混凝土泵是普茨迈斯特2005年夏夭制造完成并交付用丁哈利 法塔的混凝土输送设备，包括框架和料斗在内的组件都得到了加强以承受乜大的圧力， 同时还调整了 S阀和S阀轴承的预期压强OBSA14000 SHP-D本身己具备高效的过滤系统, 普茨迈斯特乂改进了混凝土泵的液压驱动系统，无杆腔运行时混凝

4、土压强和液压系统的 油圧比小丁 i=b此传动比例使高性能的泵机可实现超过40MPa的混凝土压强。混凝土输送管线系统除为哈利法塔设计泵送高度很高的混凝土泵之外，普茨迈斯特面临的另一个挑战是 输送管线系统的耐磨性能、耐高圧以及管线的走向和在建筑结构中的固定。对丁楼板混 凝土浇筑，Unimix运用普茨迈斯特标准的固定式混凝土泵和标准的ZX输送管DN125, 将大部分C50混凝土泵送至452m的高度。根据现场情况，几乎在整个泵送高度上都装配 了内径150mm的泵管，用F泵送特别高强度的混凝土。只有在最高的10层楼安装了普茨 迈斯特ZX输送管DN125,此管道可以承受13MPa的压强。粗管道的特点一在每

5、小时输出相同的情况下，改变管道的横截面对流量、耐磨性、 压强和混凝土在管道中停留的时间有直接影响。与125mm的输出管道相比，150mm管道 的截面积增大了约44%,压强下降近25$,磨损也会相应下降，但随着流量下降混凝土在 管道中的停留时间会增加。当预期泵送高度为611m时,混凝土在150mm输送管中停留的 时间大约为40mino除了钻孔桩和基础底板的45000m5混凝土外，还为平台、3个翼楼和 塔楼的建设计算了大约260000m3的混凝土。鉴于大量的混凝土需求，为了尽量减小输送 管道在口然摩擦下的磨损，普茨迈斯特提供特长寿命的混凝土输送管，管壁厚度11mm, 并通过超声测量定期监测管道的壁

6、厚。混凝土输送管的固定一在进行混凝土浇筑过程中，管道是满的，要支持垂直输送 管的重量，每根输送管在转向垂直输送管后必须由大型支座支撑。这些U形的安装支撑 被焊在重型钢板上，钢板被浇筑在墙中，支撑各竖管的重量。在泵送高度为611m的情况 下，管道的重量是非常大的。主管道加上混凝土的重量超过5阮，每节3m管道由两层楼 之间的楼板固定装置固定，在垂直方向上口由移动而不能在水平方向移动（见图2）。水平处固定拐弯处固定垂直处固定图2管路固定装置混凝土输送管的更换一泵送至最高点时，主管道加上混凝土的重量超过5阮，为方 便管道的更换，普茨迈斯特开发了专用起重设备。该设备包括一个特制套管和顶升装置, 两个地脚

7、螺栓穿过楼板并受楼板支撑，整个上部的管道由液压缸提升，下部的泵管就能 实现更换。混凝土输送管的清洗一利法塔每层核心墙体浇筑100m的混凝土，每层楼分3次 灌注。塔楼翼楼楼板的混凝土从低层的每层150m递减到高层的每层50m。在单独的混凝 土工程结束时，管道中大约含有的混凝土，要对管道和混凝土泵进行彻底的清洗。 为了方便清洗，在普茨迈斯特工程师建议下，Unimix公司在每台BSA14000 SHP-D泵机 旁安装清洗吊架，包括一个短的水平输送管和约4m长竖管，开放端弯折2次。清洗前， BSA14000 SHP-D泵后的混凝土管由一个液压截止阀关闭，清洗吊架的连接通过弯折90 实现。在吊架下方，空

8、的搅拌运输车等待关闭阀打开，混凝土由于重力流到该车中，这 样机器操作员就能够清洗泵机了。由于泵管不是真空，最后使用海绵球和压缩空气将剩 余的混凝土从输送管的顶端推出。施工人员拆下固定布料杆顶部的软管，将一个湿海绵 球放入管道，连接一个清洗接合器，然后通圧缩空气。湿海绵球在竖管中彼往下推，混 凝土残余被清除，然后以更简单的方法进行彻底的最终清洗，不同的是这次用的是由海 绵球、水和第2个海绵球组成的塞子，强行使塞子通过混凝土管，整个过程不超过20mino无配重的固定式布料杆一混凝土输送管最初连接到4个固定的普茨迈斯特布料杆， 其中3条输送管连接到进行塔楼翼混凝土浇筑的MX 28-4型布料杆。MX

9、28-4布料杆固定 在口升式滑模的平台上，并安装在16m高的管状柱上，这3个布料杆在单个塔楼翼的墙壁 完成后陆续拆除，通过起重机放在0号层。585m的第155层中央大厦核心混凝土浇筑由第4个32m伸展范围的MX固定布料杆施 工。MX 32-4设置在20m高的管状柱上并安装在轴中墙模工程上，每层爬升流程分儿步 液圧完成。现场管理者耍求固定式布料杆不能带配重，否则影响起重机工作。该建筑核 心顶部156层是钢结构，滑模工程和最后的固定式布料杆已经拆除，剩下楼板混凝土浇 筑由水平铺设的管道和软管完成。满足强度要求和泵送要求的混凝土混凝土强度等级与碎石最大粒径一为了尽量降低楼板和承重墙的尺寸，承受随着

10、高度的增加而上升的荷载，这个超高层建筑的施工现场只使用高强度的混凝土。根据 原來的计划，各高度混凝土强度等级为基础墙壁C80A,碎石最大粒径为20mm：高度95m（第26层）以下墙壁C80A,碎石最大粒径为20mm；高度452m （第126层）以下墙壁C80, 碎石最大粒径14mm；高度570m （第154层）以下墙壁C60,所有楼层的楼板混凝土均为 C50o尽管碎石最大粒径为20mm的C80A级混凝土原來仅用于高度在95m （第26层）以 下的结构，但该混凝土被泵送到332m的高度（第100层）（坍落度为50cm,水灰比0. 3） 有杆腔运行时，当混凝土的排量为30m/h,混凝土压强仅为15

11、MPa测试混凝土强度成本节省在不同高度的混凝土等级设计中，根据高度确定不同的碎石粒径，一 方面可以满足混凝土泵送到300m以上，另一方面则降低了成本。因为相对于最大颗粒尺 寸14mm的混凝土來说，最大颗粒尺寸20mm的混凝土需要的水泥和细砂要少得多。当然, 配制这样的混凝土关键在丁必须通过试验确定、选择合适的外加剂。混凝土质量控制一在混凝土搅拌厂中每一批混凝土的生产都接受监控并做记录。在混凝土运输和泵送前，定期检查混凝土的温度和流动性，并制作试块检查混凝土强度（见图3、4）。此外，现场的管理者为确定混凝土凝固和收缩指标进行取芯。每根输送 管中都泵送2m的泵送辅助剂，辅助剂是在该建筑上的一个容器中收集，然后用塔机吊到 地面上。模板的精确定位是通过卫星定位系统完成的，这意味着垂直偏差只有儿亳米。 1012h后模板打开，24h后拆除模板，每34d完成一层大厦核心筒和楼板。由于外界 温度高，混凝土浇筑一般在傍晚或晚上进行，即便如此温度亦将近40C。因为混凝土浇 筑时的温度最高只能35C,骨