钢管柱泵送顶升混凝土施工工法国家级附图

钢管柱泵送混凝土顶升施工工法前言钢管混凝土是介于钢结构和钢筋混凝土结构之间的一种结构形式，兼有两种结构的优点。以往施工都是从钢管柱顶灌入混凝土，施工时需制作施工平台，长时间占用大型吊车，并且，由于高空作业量大，施工人员极其不安全，且每次浇筑的混凝土量并不大，费用高。而泵送顶升混凝土的施工方法无需长时间占用大型吊车，施工时，现场有一台混凝土输送泵即可满足要求，工艺相对简单，同时减少了高空作业量，在安全保障方面可有较大改善，并且具有时间短、费用低等优点。在武昌造船厂应用的钢管混凝土顶升浇筑施工综合技术于2000年1月通过了湖北省级的技术鉴定，其技术水平达到了国内领先水平。该工法也获得了2000年度的国家级工法（编号：XXXXX）。之后在的XX证券交易所营运中心工程、中国一冶集团有限公司的武钢二冷轧工程等工程中成功应用。通过工程实践，联合中国一冶集团有限公司进一步总结此工法。2011年4月8日，由和中国一冶集团有限公司完成的科技成果“钢管柱泵送混凝土顶升成套技术研究与应用”通过了中国建筑工程总公司的科技鉴定，该成果达到了国内领先水平。获得国家实用新型专利《插板止回流式混凝土顶升灌注装置》，专利号：XXXXXX。该工艺具有很好的推广价值。工法特点2.1钢管混凝土柱顶升灌注混凝土的施工，省工、省料，操作简便易行。2.2泵送顶升混凝土的施工是将混凝土从钢柱的根部缓慢向上顶升，并通过截止阀、卸压孔等特殊装置来完成钢管内混凝土的顺利浇筑。施工过程中柱内混凝土受到了顶升压力有效地排除了钢柱内尤其是横隔板下的空气，混凝土密实度得到了提高，避免了隔板底下混凝土密实度不足、离析等缺陷；特别是能够保证钢筋密集、结构复杂、施工难度大的构件内混凝土浇筑质量。2.3可以加快施工进度。一般情况下，钢管柱吊装就位后，固定好后就可以直接安装屋架、梁板等构件。泵送顶升工作可以在上述工作进行的同时进行平行作业，改变了以往需要从钢管柱顶浇注完混凝土后才能安装屋架等构件的作业模式。2.4采用泵送顶升方法施工，基本可以不振捣，相应减少了高空作业量。2.5降低施工费用，与吊车提升料斗在柱顶落灌方法比较，省支了料斗和浇灌平台的制作，节省了施工费用。适用范围适用于大型工业厂房及公共建（构）筑物的钢管直径小于1.2m、顶升高度小于45m的圆形及方形钢管柱内混凝土的施工。尤其适用于钢管柱内钢筋密集、结构复杂、施工难度大的钢管柱内混凝土施工。工艺原理在钢管下端的适当位置安装一个带闸门的进料支管，直接与泵车的输送管相连，利用混凝土泵的压力将混凝土自下而上挤压顶升灌入钢管内，直至注满整根钢管混凝土柱。钢管柱顶部设置排气孔，以减少泵送压力。在钢管柱下部接口连接管上，采用设置截止闸方法，防止混凝土倒流。施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程图5.1施工工艺流程图5.2混凝土的顶升浇筑混凝土配合比的选择嫁除必须满足混颗凝土设计强度弃和耐久性的要烛求外，尚应使飞混凝土满足可帮泵性要求，使追水灰比小、坍壶落度大，减少惑混凝土收缩，匙强度、均匀性票和凝聚性均优槐于普通同强度聚等级的塑性混掌凝土。在混凝义土中同时掺加少减水剂和膨胀强剂，可使混凝迫土拌和物泌水闭率减小，含气第量增加，和易亦性改善，从而谣满足泵送要求霞，可采用压力穴泌水试验结合扔施工经验进行漠控制，一般爪10S汽时的相对压力劝泌水率春S10栗不宜超过覆40%灰。瓶S10=V1膊0/V14崇0衫酷纤总（剥-贸1相）希式健中瘦热S10---拥--10S奇时的相对压力餐泌水率质；证V10岛-----述混凝土加压至穿10S渠时的泌水量满；缺V140--棉---罚混凝土加压至递140S毁时的泌水量。油粗骨料选用最静大粒径与输送娃管径比对碎石却不宜大于月1兰：浆3终，对卵石不宜娇大于部1的：否2.5丝，细骨料宜采凯用中砂细度模庄数为贪2.0斧，同时掺合适剂量俊Ⅰ僚级粉煤灰，混告凝土水灰比宜赴为猛0.4拖～抓0.6藏，外加剂可选电用高效缓凝减柴水剂增加矛混凝土站的初凝时间，骗同时掺入贸10%纤的得UEA漂膨胀剂使未混凝土猾浇灌后微膨胀询，以补偿收缩锡达到密实。建对混凝土输送使泵工作压力的蚊要求号顶升过程中，姻混凝土在钢管涂内日呈释“超泉涌镰状熔”糖上升，混凝土篇输送泵工作压教力与泵产品性叹能、状况、泵弄送高度、泵送夺水平距离和混颜凝土坍落度及啊和易性有关。损施工前要根据像现场实际水平城泵送距离及泵牛送管路的设置咳计算压力损失它（具体见压力蓝损失换算表）杆，为减少泵送进压力损失，输乔送泵与钢柱间嘴距离不宜过大认，以确保输送具泵的有效工作威压力达到吃10棋～途16MPa搁。恩表屠混凝土泵送压般力损失换算表吴管件名称黎换算量盟换算压力损失放值心（宫MP闯a梯）袍水平管需每刮20m挂0.10岩垂直管袜每增5m居0.10馆45乡0贿弯管哑每只洁0.05渴90扔0供弯管披每只脚0.10冤管道接环（管杂卡）甩每只已0.10唤管路截止阀嘱每个挑0.80拌3.5m傻橡皮软管尊每根终0.20响柱肢与混凝土粒输送管的连接停：在距钢管混痒凝土柱底部约棚800mm寒的位置开一个恳进料口，进料蓝口的尺寸比进愧料短管大弃3mm幕，焊接的进料专短管陈采用混凝土泵挨管制作，焊接各时须保证进料茅短管与钢管柱驰向下呈未45视°哗，进料短管的汗出口面呈水平册状态以防止混恨凝土进入钢管班柱后直接喷射弟到管内壁，减沾小混凝土向上魔的顶升阻力湾。王进料短管与钢奴管柱之间采用忙焊接，焊缝高班度不小于壁厚嚼。为防止施工惹时进料口处振羽动剧烈，将进妻料口与钢管柱钟之间的焊缝撕炕裂，在进料短充管周围均匀地替加焊加强塞劲友板。喘润图链5佳.2.3避进料短管与钢州管柱连接灵止流阀的制作赚、安装：为防谣止在拆除输送腹管时混凝土回衫流走,园类需在连接短管俩上设置一个止水流装置，其形疾式可以是闸板径式的，或者是源插楔式的。为诸防止在混凝土亿泵送顶升浇灌甜过程中闸板缝鹊漏捞气捞,济需用黄油涂缝调，或者加设一种个密封圈垫在串闸板缝内。混义凝土泵送顶升范浇灌结束未后蛙,花控制泵伟压蝇2器～洗3眉ｍｉ伯ｎ公,俭然后略松闸板于的螺笋栓蛙,粥打入止流闸院板射,优即可拆除混凝伪土输送仿管饭,嫌转移到距另蹄1哄根钢管柱浇筑舱。待混凝土强旬度年达收75%矛垄后切除连接短隶管谦,剑补焊洞口管折壁队,景磨平、补漆。吃补洞用的钢板浪宜为原开洞时好切下的。崖止流阀运阀板使（类350mm手*匙150mm典）猫法兰盘咏（萄250mm纸*确250mm威）蔑组合图常图防-1候益止流阀的制作蒜及安装骡图裕-静2婆规止流阀漫卸压孔：采用数泵送顶升浇灌朵工艺，钢管柱岩顶端必须设溢贪流卸压孔或排看气卸压孔。溢沟流卸压孔的面隐积应不小于混杠凝土输送管的况截面面积，并也将洞口适当接瞎高，以填充混袍凝土停止泵送榴顶升浇灌后的吗回落空隙。钢管柱卸压孔钢管柱卸压孔桃图壁5脑.2.5限卸压孔布置酱顶升浇筑施工笑：每次浇筑混驳凝土前（包括要施工缝）应先烘浇灌一层厚度谜为孔10柴～集20cm河的与混凝土强鹿度等级相同的妙水泥砂浆，以脆免自由下落的花混凝土粗骨料触产生弹跳现象唤。浇筑过程中榆，苦每一根钢管柱朴混凝土劣浇灌最好连续是泵送完成，其唇间不宜磨停顿，如果必皇须中断，时间迅尽量缩短，最抱多不能超过半款小时，否则，控由于言混凝土低在输送管及钢欲管柱内停留时昨间过长，有可复能导致管内蔑混凝土驼泵不上去，造贺成工程质量事厌故。江混凝土漂顶升浇灌至钢芬管柱顶部从排捏气孔溢出后，道输送泵停止工吉作，待拜混凝土玻沉实一段时间心后（约敢5位至底6迁min刮），再泵送顶聪升一次，排气愈孔溢出税混凝土迅，顶升浇灌拌混凝土肌结束挡。兼创新应用猪近几年来，中充建三局第二建鸽设工程有限公逮司和中国一冶写集团有限公司笼合作，已将原蛮国家级工法（论钢管混凝土顶戚升浇筑施工工罗法）的应用范讲围和规模进行庸了大幅拓展，绢即从直勺径爱φ描600垫mm担扩展到直径粒φ宅1200沃mm弄，顶升高度从读36.5m烂提升到抱45m钻，从单柱顶升冬扩展到双肢柱始顶升，从圆柱忠扩展到方柱顶洒升，从普通的狱混凝土升级为熔高强度榆混凝土，并且驶在促XX崖证券交易所营罪运中心工程、礼武钢二冷轧工扭程等工程中成怜功应用抹。冷棒1.灰钢管柱直径从什0.6m涨扩展到狸1.2m辰，汪从普通的混凝粮土升级为高性蛙能高挺强度孙混凝土虾XX咳证券交易所营锄运中心项目塔载楼外框筒东西信两侧首念层哭1全4渴根方钢管柱内吗混凝土采用泵液送顶升施工工朽艺进行浇注，逮方钢管柱最大卸边长史为防1.2案m殿，柱内混凝土娱强度等级最大亚为鹰C7接0橡。弦2嫩.梁从圆柱扩展到仙方柱顶升历XX节证券交易所营茫运中心项目桁深架筒柱和塔楼方的部分外框筒武柱为方钢管柱赴，方钢管柱最坚大边长为外2叛.5m他，最小边长为羽0.4m片。袭该工程防对塔楼外框筒么东西两侧首泽层泥1晒4座根方钢管柱内具混凝土采用耀泵送顶升施工括工艺伐进行浇注。背图镜-1匪觉方钢管柱顶升狂混凝土施工页3.四从单柱顶升扩屠展到双肢柱顶待升骂，痒顶升高度从舍36.5m誉提升到形45m悠武钢二冷轧三棕区主厂房采用拥单层排架结构它，圆形双杯口凡独立柱基础，喜钢管双肢格构翅混凝土柱。钢假管内纯混凝土担设计强度等级社为链C30撕。主厂房三区奏钢柱设计主要牙采用句φ号800×12潜mm侄的钢管混凝土距柱，格构钢管验为躲φ终325烟㎜励×肺8序㎜贵。灵共码有塞9额6番根双肢钢管柱族，最大柱高柜45m剃。采用泵送顶刑升浇灌法。膀图场-2立狼双肢钢管柱顶个升混凝土施工黑4强.聪在原有工法基针础之上，薯为了保证号钢管混凝土顶梢升质量，仙采取了以下措呈施。侮1天）勾钢管混凝土模动拟受试喊验驾XX笔证券交易所营折运中心项目傍在钢管柱混凝沙土施工时，尿针对本工程特火点，综合设计腿及相关规范规肿程的要求，在掌施工现场进行酿钢管混凝土模砍拟实验。佳采用超声波检仇测管内混凝土渡的浇筑质量，槐并剪采用钻芯取样谱，检测混凝土搬强度，检测完朱后，采用氧气裤切割方式把钢狂柱剖开，用目东测的方法观察冤其浇筑效果，爷查看混凝土与烦加劲板、钢管坡柱钢板的结合压情况。凭一方面验证工狠程实体钢管像混凝土挨的施工质量，中另一方面进一格步进行总结和陶优化施工方案子，确保实际施赏工质量达到要溜求。能图尿5.2.鼻7慨-略3问买钢管混凝土模扇拟韵试室验垒图合5.2.滥7况-出4偏钢管混凝土匠钻芯取样宽2捏）址钢管柱内设栓脑钉闭和加劲板裹，加劲板上增延设排气孔圣XX耀证券交易所营舌运中心项目绑方钢管柱直径望大，柱内填充安混凝土强度等但级最大局为谢C7威0茶，肾钢管柱内设栓帖钉，且按节点太设置加劲板，帅加劲板上开设咳浇筑孔和排气扬孔，以减少泵令送压力。悄图够5.2.西7舌-称5饭左棵钢管混凝土柱殖内设栓钉和加术劲板材料与设备跑6.驻1汽混凝土泵光混凝土泵的最将大泵送能力应汗有一定的储备惹，以保证输送哨顺利、避免堵循管。可选凝用唐HBT膨60C含高压混凝土泵作，其液压系统授工作压力可拥达滴32MP滔a续，混凝土出口把最高压力可尺达讯16MP与a抵，完全满足工坡程的需要。犬管内最大压力向可达检到浆10MP塑a锹，将产生较大龄纵向拉力，所魂以必须采用耐夫高压的管道系跟统，具体方案椒如下表所示：泉表胸6灯.1漆器管道系统选用反方案待项目顾选用方案呜管径塔管径越小则输递送阻力越大，葡过大则抗爆能馅力差且混凝土毁在管内流速慢傲，影响混凝土搞的性能，综合榆考虑选用内径解为睛125mm溪的输送管。篇壁厚臂选用壁厚为滋10mm射的超高压管道昨，保障管道的警抗爆能力。煎密封圈献采用带骨架的漏超高压密封圈碗以防止混凝土汇在桶16MP疏a秒的高压下从管搜夹间隙中流出例，确保密封，稀耐久可靠。有6.2贡钢管柱混凝土两顶升系统及组馒件疯钢管柱混凝土翁顶升系统主要陈由止流阀、短寸管、泵管、混惰凝土泵组成，果通过短管和一弄个叹135机°宣弯头实现。连羊接短管与钢管间柱邮呈独45计°静自下而上插入朱管洞。管外径弯与弯头及输送座管相同，便于小使用管卡连接筑，从而使混凝务土泵送顶升浇残筑更加顺利。才6.块3材劳动组织主表许6暑.3睁劳动力组织表衡序号鹿工种市人数务主要工作败1穗混凝土输送车寻司机起4滴～药6显将商品混凝土享从搅拌站运至摇工地醒2作泵机操作工路2堤泵机操作及保钱养皆3驴接管工黄4习布管、安拆管佳、安装及关闭摊截止阀等菠4坑电焊工品2艺柱底开孔、焊泊接封头钢板等异5婶指挥人员糟2扎组织指挥、统跟筹规划、调度谎6仅混凝土工退2监浇捣、清理、被养护蜓7卸试验员全1片混凝土坍落度该及扩展度的检漠测宜试块制作等质量控制监采用泵送顶升晌浇灌法施工时劝混凝土在泵送脏压力作用下向孙上流动，在流思动过程中粗骨妄料逐渐向管壁四运动，多余的眉浆液渗至管中龟间，形锋成烟“望栓鸡流拒”厘。在混凝土流茶动过程中主要酬是糠“耻栓伶流始”吉在向前整体移帜动，当然在运遣动过程中，栓虏流与周围部分扭有各成分的相旬互交换，周围擦部分由于粘性词与钢管壁的表读面张力作用受影扰动小，凝结敏时间较早，基咐本不向前运动筐。恋“椒栓获流晋”慨从混凝土面流普出后由于重力拒作用和压力损放失又落向周围换部分。通过钢启管中混凝土流突速分布情况的计分析可以看出府，悲“维栓棒流流”效的直径与混凝脖土的坍落度、淹混凝土输送泵泡管及进料支管李直径、钢管倾属角、混凝土的运凝结时间、粗葛骨料粒径有关抹。且随着混凝凡土面的不断上层升，泵送压力槽需要不断加大隙。教表个7乳质量保证措施村序跑滔号育项柜代燕目拿质量保证措施朵1吉坍落度庭夏天宜大碰于税22清0m艰m莲，冬天宜犁在劣18泪0m号m凯左右甚2拨混凝土输送泵折管及进料支管孝直径调选用内径为创125mm赛的输送管猾3闻钢管倾角捧饿鼓钢管柱通过短呜管和一翅个屈135它°订弯头实现。连色接短管与钢管排柱顶呈冻45凝°飘自下而上插入墨管洞殃4伸粗骨料南粒径氧粒伟径旋5mm墙～另30mm名5源泵送压力减有效工作压力血达回到竞1弓0荷～茧16MPa安全措施敏8.缘1吼对作业人员进醉行薪“南三敲级袖”睁安全文明施工旬意识教育，特倒别是在施工前葡召开班前会，哪熟悉现场作业骤条件。深8.饲2因浇筑施工前，扒检查输送泵管射道的接头和输很送管道的架体肃，确保接头严拐密和固定架体机的牢固。港8.姿3张夜间浇筑必须男有足够照明，伟提前准备灯具淘等用具，以保鞭证混凝土施工煤的正常进行。日8.匠4较所有电路、机掏械出现故障，潮均应由值班电暗工、修理工进附行处理，不得栽擅自进行处理蛾。皇8.品5胳混凝土浇筑完裹成后，清洗混夸凝土泵时，泵晋管的出口应朝堡安全方向，以路防废浆高速飞鞠出伤人。环保措施袄9.掀1平对于夜间作业邪和对周边环境端的影响，提前胳与建设行政主衫管部门、环保诵部门、城管部姐门沟通并进行爱申请，批准后锦方可作业。将望混凝土施工需监连续作业的原浑因、时间、审凳批情况以慰问维信或致歉信的斥形式进行告示次，寻求周围的兽居民的谅解。由9.逗2和输送泵及泵管就应及时清洗干准净，堆放整齐价，要做到工完裙料净场清。婆9.桑3对混凝土运输车允在出施工现场维时，要用水冲似洗轮胎，不得恐让罐车带泥上狂路。效益分析苏10.冻1堤可解决钢管混途凝土柱内混凝对土密实度不足着、离析等缺陷事，确保施工质绘量。央10.2邮允采用本工法，赴减少了施工工锯序，避免多工邮种交叉施工，顽有利于安全管钞理工作。可组跃织流水施工，潜加快施工进度黑。各10.3盒贤本工艺与传统穴逐段浇捣法相或比，具有良好病的综合效益。剧睡纺以顽XX动证券交易所营捉运丰中心项目为例佛，效益分析如蓄下：悉1梅）按总艺共亮1市4宰根钢管柱计算蓄，每根柱平湿均豪12素m葬3引混凝土计；采靠用传统逐段浇郑捣法和采用顶顾升施工法，费甘用分析如下：升a.屯答传统逐段浇捣辆法费用：片混凝土振捣费沉用亦3数0笋元夜/m券3授，计悔：秀1律4趁×12×3翠0弓＝辫504药0油元。钱每根柱至少需透开皂1渣个振捣孔，开这孔及封堵费用宿计诞12登0幸元连/卖个厉：予1科4删×12泡0丙＝鸡168宅0闪元。删b.宏卫顶升施工法费肺用：瞎顶升法施工增科加阀门的费用闭，截止阀每灌个潜45鸽0般元，截止眠阀授2泄个，阀门费用嫂为射：骨2×45希0柱＝屿90删0纲元。扩顶升法施工采夸用自密实混凝绵土，其添加外中加剂和粉煤灰漠每立方混凝土叼成本增浪加堆1艳5狸元棵：孕1烛4近×12×1程5馒＝佛252承0输元。亚开孔及焊接封循口钢板等的费自用裳计饰12停0索元最/贝个：吃1细4奶×12织0彻＝感1680勇元。厘c径.川总共节省费用碌为：个504鄙0眯＋闲16任8柱0丑－概90驰0黄－脱252蚀0区－盒16闷8覆0匙＝肉162剩0签元。压2图）采用顶升施磁工法，相比逐绒段浇捣法，工帝期缩短约指8益天。应用实例安1腔1朗.桶1恐武昌造船厂装铸焊厂房工程，年建筑面积则8968m途2棚,顾属钢结构排架没工业厂房。基挎础下部采用钻堡孔灌注桩，上季部为杯形独立达基础，柱子为伙四肢钢管组成碍的阶形格构柱龟，共浴计侧2单8宽根，柱钢管为碌Ø闹400*努10mm灰，钢管阳内讯C