深圳賽格廣場超高層鋼管混凝土結(jié)構(gòu)綜合施工技術(shù)

1、1.0工程概況1.1由中建二局承建的深圳賽格廣場是一座以高科技電子配套市場為主，集辦公、會展、商貿(mào)、金融、證券、娛樂為一體的現(xiàn)代化、多功能、智能型超高層建筑。該工程占地面積9653m，建筑面積171203 m，地上72層，直升飛機停機坪標(biāo)高291.60m，建筑物總高353.80m，地下4層，深19.5m。結(jié)構(gòu)采用有鋼管混凝土柱和鋼梁構(gòu)成的框筒結(jié)構(gòu)體系。平面呈八角形的塔樓沿周邊布置了16根鋼管混凝土外框柱，直徑由下而上分別為1.60m，1.50m，1.40m，1.30m，核心筒每邊布置8根直徑分別為0.80米和1.10米的鋼管混凝土柱和鋼梁連接形成框式筒壁結(jié)構(gòu)。見下圖：核心筒內(nèi)縱橫兩個方向各布置

2、了4道勁性混凝土剪力墻，使核心筒形成了大廈堅強的抗側(cè)力構(gòu)件。核心筒與外框柱之間是焊接工字型鋼梁，在鋼梁上鋪設(shè)壓型鋼板，并在鋼梁上翼緣上焊接抗剪栓釘，其上澆注鋼筋混凝土，形成一個整體的組合結(jié)構(gòu)樓面。沿塔樓豎向，從裙房頂開始每隔15層設(shè)置一道加強層，在加強層內(nèi)、核心筒與外框柱之間設(shè)置了16 榀鋼桁架，并在該層的外框柱周邊又設(shè)置了周邊鋼桁架。加強層形成了相對剛性的整體，增強了塔樓外框架與核心筒的共同工作性能，構(gòu)成強大的空間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，承擔(dān)風(fēng)荷載和地震荷載作用。1.2施工技術(shù)概述鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工過程由兩個部分組成。其一是鋼結(jié)構(gòu)的制作與安裝：包括鋼管的制作與安裝、鋼梁的制作與安裝、構(gòu)件節(jié)點的焊接與

3、栓接、鋼結(jié)構(gòu)的涂裝等；其二是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工：包括鋼管內(nèi)核芯混凝土的澆灌，樓面壓型鋼板及鋼筋混凝土樓面板，勁性混凝土剪力墻、電梯井和樓梯間等。 中建二局在賽格廣場施工中，重點開發(fā)了地下室（層數(shù)：4層）逆作法施工技術(shù)，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)綜合施工技術(shù)，高拋免振搗自密實混凝土施工技術(shù)。推廣應(yīng)用了勁性混凝土樓面無支撐吊模施工技術(shù)，核心筒電梯井工具式整體提升模板施工技術(shù)，集中攪拌及商品混凝土技術(shù)，粗鋼筋冷擠壓連接技術(shù)，地下室外墻表面滲透型剛性防水技術(shù)，大體積混凝土自動測溫電腦控制系統(tǒng)等一系列新材料、新技術(shù)。這些新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用為賽格廣場高質(zhì)量、高水平、高速度的建成奠定了基礎(chǔ)。 下面依次作簡要介紹2.0

4、全逆作法施工技術(shù)在施工完地下連續(xù)墻和人工挖孔樁之后，立即施工地下室（層數(shù)：4層）的鋼管混凝土柱和首層樓面梁板結(jié)構(gòu)，并且通過冠梁使其與周邊地下連續(xù)墻連接。在此之后就形成了地面以上和地面以下兩個施工作業(yè)面。賽格廣場工程采用逆作法施工的實物工程量為： 土方挖運工程量：112300 m3 鋼結(jié)構(gòu)安裝工程量： 2900 t 鋼筋工程量：3000 t 模板工程量： 44636 m2 混凝土工程量： 25680 m32.1深基坑支護在逆作法施工中，如何考慮和實施深基坑支護是第一個難題。在賽格廣場地下室逆作法施工方案中，深基坑支護是采用由地下連續(xù)墻和沿墻的一部分框架及其樓面結(jié)構(gòu)共同組成的周邊結(jié)構(gòu)來承擔(dān)基坑外水

5、平力。 周邊結(jié)構(gòu)隨著逐層土方開挖逐步形成，其抗側(cè)力性能也逐步加強。由于在方案中優(yōu)先保證了基坑支護條件使周邊結(jié)構(gòu)形成了多道地下連續(xù)墻可靠的水平支撐，使地下連續(xù)墻在土方開挖過程中的水平側(cè)移得到了有效的控制。2.2施工平面與空間的劃分在長達(dá)數(shù)月的逆作法施工過程中如何考慮各個專業(yè)工種之間的關(guān)系，如何合理安排施工平面和空間的劃分是第二大難題。在賽格廣場地下室逆作法施工中遵循以下原則：首先要保證結(jié)構(gòu)安全，必須滿足基坑支護條件。因此支護結(jié)構(gòu)所在平面范圍和形成過程中所需要的平面與空間是應(yīng)首先予以保證的；其次是土方作業(yè)空間。因為逆作法施工中大量的暗挖土方量要在有限的時間內(nèi)完成并運出現(xiàn)場，因此在施工平面和空間條件

6、上充分保證土方工程能最大限度的實現(xiàn)機械化作業(yè)是提高工效、縮短工期的關(guān)鍵。在保證以上兩條的前提下，尚應(yīng)安排好人員通道、一般材料通道、設(shè)備及鋼構(gòu)件通道等。賽格廣場有4層地下室，逆作法的時間長、施工過程復(fù)雜，因此在施工進程中，平面和空間的合理劃分和利用還需要不斷進行調(diào)整和變化。現(xiàn)場各專業(yè)、各工種、各工序之間的協(xié)調(diào)配合極為重要。2.3逆作法施工中如何制定各專業(yè)工種的最佳施工方案是第三個難題2.3.1土方施工方案：賽格廣場地處鬧市中心，逆作法挖運土方量超過11萬立方米，工效和出土速度至關(guān)重要。土方挖運方案的原則是在保證基坑結(jié)構(gòu)安全的前提下，最大限度地提高挖運工作的機械化程度，白天挖掘和集土，夜間集中裝運

7、。在土方挖掘過程中，沿地下連續(xù)墻周邊的冠梁上設(shè)置12個沉降觀測點，并且在周邊的建筑物上有選擇的設(shè)置了沉降觀測點。土方開挖后，堅持每三天觀測一次。由于本工程未采取降水等措施，沒有造成周圍建筑物的有害沉降。在土方開挖過程中；沿地下連續(xù)墻四周每邊設(shè)置五處地下連續(xù)墻水平位移觀測點，每處觀測點從首層樓板下開始，向下連續(xù)布置，續(xù)觀測地下連續(xù)墻的側(cè)移情況。由于每層開挖都在上方的水平支撐形成后才開始，而且每層開挖深度僅限于一個樓層高度，因此地下連續(xù)墻側(cè)移量比較小，墻體最大水平位移僅為21mm。2.3.2鋼結(jié)構(gòu)安裝方案由于逆作法鋼結(jié)構(gòu)安裝全部在首層樓板下進行，大型吊裝機械均無法使用。鋼構(gòu)件的垂直運輸、水平運輸、

8、就位、吊裝、臨時固定、校正和焊接都是采用一套以卷揚機、滑輪組和神仙葫蘆為主要工具的特殊機具和特殊吊裝工藝來完成。2.3.3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工方案 在逆作法施工中，土方、鋼結(jié)構(gòu)安裝和混凝土工程是相互銜接、交叉施工的，任何一項工作都要盡量縮短自己的工作時間，并為后續(xù)工序提供施工條件。在賽格廣場地下室逆作法施工中所有勁性混凝土樓面結(jié)構(gòu)全部采用吊模方法施工，因為吊模施工方案在樓面混凝土澆注完畢后，只要樓面結(jié)構(gòu)混凝土強度能滿足要求，不需等模板拆除就可以開始樓板下的土方開挖，有利于加快進度、縮短工期。 2.4賽格廣場逆作法施工的效益 2.4.1逆作法施工調(diào)整了高層建筑施工的總體進度，把大部分地下工程作業(yè)時

9、間調(diào)整到關(guān)鍵線路之外，使地面以上工程提前110天開始施工，從而實現(xiàn)縮短總工期的目標(biāo)。2.4.2有利于在施工場地極為狹窄的工程中提高場地利用率首層樓面施工后，在首層樓面7430m的范圍內(nèi)，有2/3左右的場地均可作為施工臨時道路和施工臨時場地，大大緩解了施工場地狹小的困難，使后續(xù)的各項施工項目得以順利進行。2.4.3逆作法施工可以減少深基坑支護費用，降低工程成本賽格廣場工程如果先做土方開挖，則地下連續(xù)墻至少要設(shè)置3道水平支撐才能挖到設(shè)計標(biāo)高，采用逆作法施工方案后，水平支撐全部由正式結(jié)構(gòu)承擔(dān)。3.0吊機的選擇及平面布置3.1 由于業(yè)主將賽格廣場工程分為兩期施工，兩次招標(biāo)，且不確定兩期工程是否會連續(xù)施

10、工，因此大型吊機的配置也是按兩期工程分別考慮的。第一期工程是4層地下室和10層裙房；第二期工程是塔樓。3.1.1地下室地下室鋼管柱和首層鋼梁單根構(gòu)件的最大尺寸為1600mm，長24.20m，重量為 27.60t。所有吊裝工作均在原地面上進行。采用（1）110t輪胎吊一臺主要負(fù)責(zé)16根1600mm鋼管柱吊裝；（2）50t履帶吊一臺負(fù)責(zé)其它所有構(gòu)件的吊裝；（3）35t汽車吊一臺輔助吊機。3.1.2裙房10層裙房的屋頂標(biāo)高為+49.60m，平面尺寸為 72mx 72m（12m柱距布置）。單根構(gòu)件的最大重量為 14t。采用（l）一臺國產(chǎn)h3 /36b型附著式塔吊，最大回轉(zhuǎn)半徑52m、最大起重量12t；

11、（2）一臺國產(chǎn)c7022型附著式塔吊，最大回轉(zhuǎn)半徑40m、最大起重量16t。吊機基座采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，基礎(chǔ)標(biāo)高低于地下室底板底部標(biāo)高，吊機在裙房鋼結(jié)構(gòu)上附壁。3.1.3塔樓塔樓72層，屋頂直升飛機停機坪的標(biāo)高為291.60m；平面形狀為八角形；兩側(cè)主軸方向外框柱的中心距離為40.50m40.50m；內(nèi)筒周邊柱的中心距離為21.30m18.80m。單根構(gòu)件的最大重量為15t。 因為鋼構(gòu)件安裝工作量大，必須設(shè)置兩臺吊機。從充分發(fā)揮吊機工作性能考慮，兩臺吊機都必須布置在核心筒外的鋼框架上。 由于賽個廣場的建筑總高度已經(jīng)超過300m。只能選擇內(nèi)爬式吊機。決定采用（1）一臺澳洲favco公司生產(chǎn)的m4

12、40d型內(nèi)爬式塔吊為主吊機，最大回轉(zhuǎn)半徑52.50m起重量為8 t，最大起重量為16 t鋼絲繩走1回轉(zhuǎn)半徑為32.50m；（2）一臺國產(chǎn)c7022型內(nèi)爬式塔吊為輔助吊機，最大回轉(zhuǎn)半徑30.00m起重量7t、最大起重量為16 t 回轉(zhuǎn)半徑為15.0m。3.2賽格廣場大型塔吊的配置中有三大難題：第一是一期工程轉(zhuǎn)為二期工程時，大型塔吊在150m高空的安裝與轉(zhuǎn)換位置，以及塔樓完成后大型塔吊在350m高空的轉(zhuǎn)換位置及拆除；第二是怎樣合理設(shè)計支持塔吊爬升的工具梁系統(tǒng)，使其最可靠、方便并且費用最低；第三是兩臺大型塔吊在鋼框架上工作時，對尚未形成完整結(jié)構(gòu)的鋼框架帶來的不利影響。3.2.1塔吊的安裝與拆除1)第

13、一期工程塔吊的拆除和第二期工程塔吊安裝是同時進行的。具體方法是：（1） c7022塔吊先完成二期工程中塔樓最下面三個安裝段的結(jié)構(gòu)安裝工作；（2） 由c7022塔吊在m440d臨近位置安裝上下兩道工具梁系統(tǒng)；（3） 由c7022塔吊完成m440d塔吊的全部安裝工作；（4） 由m440d塔吊拆除h3/36b塔吊；（5） 由m440d塔吊拆除c7022塔吊，并對c7022塔吊進行改造；（6） 由m440d塔吊在新的位置安裝c7022塔吊（改造后）的工具梁系統(tǒng)和塔吊。 2)塔樓施工完成后，塔吊拆除的具體方法是：（1） 由m440d塔吊拆除c7022（改造后）塔吊；并對c7022塔吊進行還原。（2） 由

14、m440d塔吊在新位置安裝c7022塔吊。（3） 由c7022塔吊將m440d塔吊全部拆除（包括工具梁）。（4） 由c7022塔吊安裝一臺起重量為8t的全裝配式簡易塔吊（5） 由全裝配式簡易塔吊將c7022塔吊全部拆除（包括工具梁）。（6） 最后將全裝配式簡易塔吊支解后，由外用電梯放送到地面。3.2.2塔吊的爬升及工具梁系統(tǒng)二期工程兩臺內(nèi)爬式塔吊從安裝位置：上夾持層15f下夾持層12f；到最后拆除位置：上夾持層72f下夾持層69f，一共爬升19次。有20個塔吊工作站位。每一次工作站位的上下夾持層，高度最小為11.10m、最大為17.00m。滿足廠方說明書的要求。塔吊每次爬升（爬升高度為12m左

15、右）僅需要30min時間即可完成。 正式工程的鋼梁不能承擔(dān)塔吊的荷載，需要設(shè)計一套專門的工具梁系統(tǒng)來支撐。決定把塔吊爬升過程中的每一個站位相關(guān)樓層梁的柱上鋼牛腿加強，使之能夠承擔(dān)塔吊及工具梁系統(tǒng)的荷載。而樓面梁不變。在樓面梁安裝后，在鋼牛腿上安裝工具梁作為塔吊的支撐系統(tǒng)。在工具梁和鋼牛腿之間放置25cm高的鋼梁墊。以方便樓面的鋼筋綁扎和混凝土澆灌。3.2.3鋼結(jié)構(gòu)在塔吊荷載下的相關(guān)計算賽格廣場其結(jié)構(gòu)特點決定了結(jié)構(gòu)的施工順序必定是先安裝鋼結(jié)構(gòu)，然后才能施工核心筒內(nèi)的勁性混凝土剪力墻。因此在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系尚未完全形成。而大型塔吊在工作狀態(tài)下的豎向荷載為1860kn，夾持層的水平

16、荷載為730kn，還有扭矩存在。我們針對實際施工狀態(tài)，認(rèn)真計算了在塔吊荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移。 計算結(jié)果表明盡管核心筒內(nèi)的鋼筋混凝土剪力墻尚未跟進，但只要樓面結(jié)構(gòu)和內(nèi)筒周邊柱之間的勁性混凝土剪力墻能夠與鋼結(jié)構(gòu)安裝同步，施工中的鋼框架在塔吊荷載的影響下，最大側(cè)移只有3.57mm。在施工期間多次進行實際觀測，當(dāng)塔吊滿負(fù)荷工作時，與塔吊直接相關(guān)的鋼管混凝土柱的柱頂位移都在2.0mm以內(nèi)?，F(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)已全部施工完畢，事實證明：賽格廣場兩臺大型塔吊的功能配置和平面布置是合理的；工具梁系統(tǒng)的設(shè)計和爬升工藝是先進適用的；與塔吊荷載有關(guān)的計算是基本正確的。因此，兩臺塔吊的整個工作狀態(tài)是安全可靠的。這些條件為

17、賽格廣場鋼結(jié)構(gòu)順利施工，以及確保工期目標(biāo)的實現(xiàn)提供了基本保證。4.0鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)4.1與一般高層鋼結(jié)構(gòu)相比較，賽格廣場工程的鋼結(jié)構(gòu)安裝有如下五個主要難點：4.1.1在結(jié)構(gòu)體系上，賽格廣場工程屬于框筒結(jié)構(gòu)。但是內(nèi)筒沒有采用通常的鋼筋混凝土筒體，而是采用每邊8根鋼管混凝土柱，并由焊接實腹型鋼梁構(gòu)成的框式筒壁。筒內(nèi)沿兩個主軸方向各設(shè)一道勁性混凝土剪力墻。其施工順序必須是先做鋼結(jié)構(gòu)安裝而后才能施工剪力墻。因此，在結(jié)構(gòu)安裝階段，既沒有鋼筋混凝土筒體，也沒有鋼筋混凝土剪力墻，從外框柱到內(nèi)筒柱，從內(nèi)筒柱到筒內(nèi)剪力墻型鋼骨架全部是尚未形成完整結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件安裝與連接，尤其是沒有形成有效的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。4.1

18、.2由于內(nèi)筒外框全是鋼管混凝土柱，筒內(nèi)只有勁性混凝土剪力墻的型鋼骨架。所以控制測量的基準(zhǔn)只能傳遞到鋼結(jié)構(gòu)上，所有測量、校正工作也都只能在鋼結(jié)構(gòu)上進行，而且梁柱連接采用栓焊連接也使得鋼梁安裝后鋼管柱之間在測量校正時的相關(guān)性比較強。4.1.3鋼管柱無論采用普通卷管工藝成型還是螺旋卷管成型，其斷面尺寸的誤差形式都是表現(xiàn)為橢圓度和圓周長，由于鋼管壁厚度為1428mm在安裝時，上下柱段在接口處的誤差處理主要是防止錯邊，而很難調(diào)整軸線安裝誤差。4.1.4由于圓柱與梁的銜接比較自由，賽格廣場有很多梁軸線在圓柱處不正交，尤其是鋼管的中心具有非直觀性，所以鋼管柱的定位依據(jù)主要是依靠標(biāo)志在鋼管柱外表面的基準(zhǔn)母線。

19、因此鋼管柱在安裝、測量、校正時主要采取基準(zhǔn)母線控制法，由于圓形鋼管外表面的母線會隨著鋼管柱的扭轉(zhuǎn)而扭斜，因此在測量、校正時這種基準(zhǔn)母線扭斜的問題至少從三個方向觀測才能消除。4.1.5賽格廣場所有的梁柱接頭都是梁與兩側(cè)柱上鋼牛腿連接。腹板是高強螺栓栓接，上下翼緣是全熔透對接焊。圓形柱上、中、下三層鋼牛腿；每層通常是4個方向有鋼牛腿，少數(shù)有5個方向的鋼牛腿。有些梁鋼牛腿的中心線在圓柱處不正交，內(nèi)筒柱還有采用了長牛腿，兩根相臨柱的長鋼牛腿在中間連接，也采用栓焊接頭。這種節(jié)點構(gòu)造對構(gòu)件制作及安裝校正的精度要求很高。4.2針對上述特點，賽格廣場鋼結(jié)構(gòu)安裝除遵循一般高層鋼結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)之外主要采取以下技術(shù)措

20、施：4.2.1在施工順序上面，充分適應(yīng)結(jié)構(gòu)特點，先施工外框架，后施工核心筒，將整個工程（塔樓）分為5個流水作業(yè)區(qū)，其中外框架分為4個作業(yè)區(qū)。連續(xù)流水作業(yè)。各區(qū)作業(yè)順序為：安裝校正焊接檢測。核心筒型鋼骨架為第5流水段，允許適當(dāng)滯后于外框架的施工進度。4.2.2在測量方面，主要采取“整投分控”技術(shù)，所謂整投是指在一個安裝段（三個樓層）開始作業(yè)前，測量控制網(wǎng)從基準(zhǔn)層一次整體投測到作業(yè)層并進行閉合檢測，然后在前一個安裝段的柱頂，投測平面控制軸線作為本安裝段測量校正的依據(jù)；所謂分控是指在流水作業(yè)時，各區(qū)外框架的測量校正是分別獨立進行的。4.2.3在校正方面，主要是采取“單元校正”技術(shù)。所謂單元是指一個流

21、水作業(yè)區(qū)。在單根鋼管柱初校的基礎(chǔ)上，將該流水段的鋼梁全部用臨時安裝螺栓安裝完畢。然后換穿高強螺栓初擰。再從該流水段中開始對稱地向兩側(cè)逐段校正完畢。并完成高強螺栓終擰。4.2.4在焊接方面，除遵循常規(guī)的焊接工藝要求諸如：嚴(yán)格執(zhí)行焊接順序、對稱焊接、預(yù)留收縮量等措施外，主要采取了“活口設(shè)置”方案。就是依據(jù)施工流水順序，在各個流水區(qū)之間分界處的梁端設(shè)置一個活口。上述活口原則上要等該流水段鋼結(jié)構(gòu)全部安裝完成后再施焊。 框架焊接順序：在豎向為頂部梁柱節(jié)點中間梁柱節(jié)點下部梁柱節(jié)點上下柱段連接節(jié)點。4.3賽格廣場鋼結(jié)構(gòu)安裝從 1997年 1月 12日開工，到1999年 4月8日封頂，歷時 820天，總計安裝

22、鋼結(jié)構(gòu)16543件，總重量 22591t；完成焊縫60000m，鋪設(shè)壓型鋼板104303m，焊接栓釘565275只，安裝扭剪型高強螺栓239350套。安裝質(zhì)量優(yōu)良，焊縫探傷一次合格率98.85；交驗合格率100。采用的10.9級扭剪型高強螺栓安裝前，總計進行24組摩擦面抗滑移系數(shù)試驗，抗滑移系數(shù)平均0.41，滿足不低于0.35的設(shè)計要求，進行了80組高強螺栓軸力復(fù)檢試驗，全部符合規(guī)范要求，安裝檢查合格率100； 鋼管柱安裝的層間垂直度偏差、軸線位移等主要檢查項目合格率100，標(biāo)高為291.60m的鋼管柱柱頂全高垂直度偏差最大值7mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于50mm的規(guī)范允許偏差。5.0高拋免振搗自密實混凝土

23、技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用賽格廣場地下室連同裙房共布置86根鋼管混凝土柱，鋼管直徑分別為1600、1100、900和800。塔樓共布置44根鋼管混凝土柱，直徑分別為1600、1500、1400、1300、1100、800。鋼管內(nèi)混凝土強度等級自下而上分別為c60、c50、c40。鋼管柱的一個安裝段為3個樓層，因此管內(nèi)混凝土一次澆灌高度在12m左右。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的柱芯混凝土澆注工藝，在以往主要采用了兩類方法：第一類是傳統(tǒng)的振搗澆注法，第二類是無振搗澆注法。在無振搗澆注法中，又分為高位拋落法和泵送頂升法兩種。前者利用混凝土高位拋落的動能來實現(xiàn)混凝土的密實，后者利用混凝土在承壓狀態(tài)下成型來實現(xiàn)混凝土的密實。

24、第一類方法的主要缺點是混凝土的質(zhì)量受人為因素影響顯著并且混凝土的施工缺陷無法暴露；第二類方法的主要缺點是反映混凝土強度的試塊和結(jié)構(gòu)本體的成型方法不同，影響對混凝土強度評定的可信度。以上兩種方法的共同特點是混凝土的密實度均依賴于現(xiàn)場的施工手段。賽格廣場柱芯混凝土設(shè)計為普通常規(guī)混凝土，因此柱芯混凝土的澆筑仍然采用由頂部下料、分層澆筑、分層振搗的傳統(tǒng)方式來保證混凝土的密實度。為了保證管內(nèi)混凝土的質(zhì)量，采取了多種措施。但是，鋼管內(nèi)操作空間小、作業(yè)環(huán)境差、勞動強度大。為解決鋼管混凝土的施工難題，中建二局會同中國建筑科學(xué)研究院建材所和深圳內(nèi)恒山混凝土有限公司共同合作開發(fā)了高拋免振搗自密實混凝土技術(shù)。5.1

25、研制目的利用當(dāng)?shù)氐脑牧涎兄七m合于不論大小管徑，采用直接拋落一次澆筑成型，不采取機械振搗，就能保證澆筑后的混凝土芯柱質(zhì)量達(dá)到機械振搗的常規(guī)混凝土質(zhì)量。5.2高拋免振搗自密實混凝土性能評價方法及性能指標(biāo) 將塌落度和塌落擴展度作為控制免振搗自密實混凝土拌合物性能的重要指標(biāo)：塌落度指標(biāo)s1p250mm，塌落擴展度指標(biāo) lsf 600mm用u型儀做混凝土拌合物充填性試驗并要求達(dá)到：充填性指標(biāo)h 5mm；用l型流動儀做流動性試驗并要求達(dá)到：流動性指標(biāo)lf 700mm；通過u型儀試驗后左右兩倉粗骨料的含量來判別混凝土拌合物抗離析性，并要求左右兩倉粗骨料的重量差g滿足：抗離析性指標(biāo)g 7。5.3研制階段的劃

26、分及結(jié)果高拋免振搗自密實混凝土的研制分以下三個階段進行：原材料初選和性能比較試驗階段、配合比設(shè)計階段和模擬試驗階段。5.3.1原材料初選和性能比較試驗階段 首先確定了四種不同的水灰比，再根據(jù)所選定的水泥和摻合料，在不同外加劑摻量時分別做水泥凈漿擴展度的試驗。通過試驗，確定了一些重要參數(shù)。5.3.2混凝土配合比設(shè)計階段 混凝土配合比設(shè)計分三個階段進行，即配合比探索試驗階段、優(yōu)化試驗階段和驗證試驗階段。配合比探索試驗階段是在以上原材料初選試驗研究的基礎(chǔ)上進一步作混凝土試配，在配合比相同的條件下，比較各種不同原材料制成的混凝土各種性能的優(yōu)劣，從而篩選出既能符合免振搗自密實混凝土各種技術(shù)要求，又能使混

27、凝土造價最低的較理想的材料，同時也能初步確定混凝土配合比。配合比的優(yōu)化試驗階段主要是對砂率、水灰比、外加劑摻量這三個主要參數(shù)進行優(yōu)化試驗，并提出優(yōu)化后的混凝土配合比。 配合比的驗證試驗階段的目的是要驗證特定配合比的混凝土各種性能的復(fù)演性。配合比驗證試驗分兩次進行：第一次驗證性試驗是針對免振搗自密實的特點，驗證其充填性和流動性在每盤中的復(fù)演性；第二次是驗證其配制強度是否符合規(guī)定的要求。5.3.3模擬試驗第一次模擬試驗證實了高拋免振搗自密實混凝土拌合物具有高度的的流動性、充填性、抗離析性和保塑性能，采用泵送高拋法和料斗高拋法的施工方法澆筑的鋼管混凝土質(zhì)量可靠?；炷翉姸鹊燃墲M足c60要求。 第二次

28、模擬試驗時，在圓柱內(nèi)設(shè)置了加強環(huán)板，并采用泵送高拋法和料斗高拋法澆筑成型，高拋高度11.1m。1600圓柱體采用泵送高拋法，800圓柱體采用料斗高拋法。從混凝土攪拌完成時間下午 2：30 到5：30，經(jīng)歷了3小時，混凝土坍落度仍然保持27.5cm。無論是泵送高拋法還是料斗高拋法試驗結(jié)果非常理想，在加強環(huán)板下面的混凝土也非常密實，沒有留下任何孔洞，試驗非常成功。通過兩次與現(xiàn)場同條件的模擬試驗證實，高拋免振搗自密實混凝土的各種流變性能和力學(xué)性能優(yōu)異，適合于用泵送高拋和料斗高拋方法澆注鋼管混凝土芯柱，澆注成型的混凝土性能，經(jīng)有關(guān)法定質(zhì)檢部門的質(zhì)量檢測認(rèn)為是高度勻質(zhì)性的高強高性能混凝土。模擬試驗還證明

29、，同條件養(yǎng)護的試塊強度與鋼管混凝土芯柱強度具有高度的一致性。只要混凝土拌合物性能指標(biāo)滿足要求，并按一定要求進行高拋施工，在同條件養(yǎng)護試塊的強度滿足要求的前提下，就能保證鋼管混凝土芯柱的質(zhì)量。試驗研制過程中還委托國家工程質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心對混凝土的其它力學(xué)性能進行了檢測。5.3.4在完成高拋免振搗自密實混凝土研究開發(fā)的基礎(chǔ)上，編寫了高拋免振搗自密實混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、高拋免振搗自密實混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制規(guī)程、高拋免振搗自密實混凝土施工技術(shù)規(guī)程等技術(shù)文件，作為高拋免振搗自密實混凝土在推廣應(yīng)用過程中的暫行規(guī)定，保證工程質(zhì)量。高拋免振搗自密實混凝土技術(shù)進一步完善了我國鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝，大大減輕工人的勞

30、動強度，避免管內(nèi)危險作業(yè)和影響混凝土質(zhì)量的人為因素，能有效的控制柱芯混凝土質(zhì)量，加快施工進度，在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工中具有廣泛的應(yīng)用前景。高拋免振搗自密實混凝土技術(shù)在1998年8月經(jīng)深圳市科技局組織技術(shù)鑒定后已經(jīng)在賽格廣場工程中做了試應(yīng)用。6.0鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的幾項工地測試6.1測試目的：了解施工過程中的鋼管混凝土柱在結(jié)構(gòu)自重和施工荷載作用下，鋼管與混凝土的共同工作情況以及其力學(xué)性能；了解梁柱節(jié)點處加強環(huán)與鋼管的作用情況及傳力特點；了解超高層鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中鋼管混凝土外框柱和核心筒剪力墻的縱向變形情況。6.2測試內(nèi)容：鋼管混凝土柱中鋼管外壁和核芯混凝土應(yīng)變觀測；梁柱節(jié)點處加強環(huán)及鋼管外壁應(yīng)

31、變觀測；勁性混凝土核心筒剪力墻與鋼管混凝土柱縱向應(yīng)變觀測。對實際結(jié)構(gòu)進行觀測，局限于結(jié)構(gòu)自重及施工荷載，因此相對于極限承載力來說總荷載量級很小，所測數(shù)據(jù)不能全面反映該結(jié)構(gòu)全程應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，這給數(shù)據(jù)分析帶來了極大的困難。6.3測點數(shù)量及測點布置測試鋼管混凝土柱 6根，其中1600柱3根，1100柱2根，800柱1根，分別進行核芯混凝土縱向應(yīng)變及鋼管外壁縱向和環(huán)向應(yīng)變觀測，計87個測點；梁柱節(jié)點柱1根，觀測鋼管和加強環(huán)的應(yīng)變狀態(tài)，計28個測點；柱的縱向應(yīng)變觀測1根，勁性混凝土剪力墻的縱向應(yīng)變2段，計29個測點。6.4測試儀器測試用主要儀器有上海華東電子儀器有限公司生產(chǎn)的tj-22型靜態(tài)應(yīng)變測量處理

32、儀及yz22型轉(zhuǎn)換箱和相配套的應(yīng)變計，輔助儀器有微型計算機、精密穩(wěn)壓電源等。6.5數(shù)據(jù)采集采取了主要數(shù)據(jù)和輔助數(shù)據(jù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)采集方法。將每施工完三層的狀態(tài)作為一個主要數(shù)據(jù)采集點，在一個安裝段的施工過程中，按照施工流水段順序觀測各流水段完成后的數(shù)據(jù)作為輔助數(shù)據(jù)。從而掌握全過程的應(yīng)變變化情況。經(jīng)過一年多的連續(xù)跟蹤測試，以及在9908、9910兩次臺風(fēng)中的實際測試對6根鋼管混凝土柱共測試了50多次；對節(jié)點進行了設(shè)計荷載下的加卸載測試；對勁性混凝土剪力墻的壓縮量進行了20多次觀測，收集了大量的實測資料。6.6測試結(jié)果及分析6.6.1初步分析結(jié)果由于塔樓竣工后，測試工作無法繼續(xù)進行，因此整個測試只維持

33、了一年多時間，經(jīng)過對所測數(shù)據(jù)的整理，得出以下初步分析結(jié)果：鋼管混凝土柱在結(jié)構(gòu)自重和施工荷載等作用下，鋼管與混凝土的平均應(yīng)變量基本同步變化，這說明鋼管與混凝土共同工作性能良好。根據(jù)鋼管混凝土柱應(yīng)變沿截面分布情況，說明鋼管混凝土柱受荷載作用后符合平面假定，即鋼管混凝土柱截面受力變形后仍保持平面。因此，在彈性范圍內(nèi)對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算時的平面假設(shè)成立。在鋼管混凝土柱中，由于鋼管和混凝土兩種材料的泊松比不同，二者之間存在作用，開始是二者之間的粘結(jié)作用，逐漸發(fā)展成鋼管對混凝土的緊箍作用，但在自重和施工荷載作用下，緊箍作用尚無顯示。梁柱節(jié)點處設(shè)置內(nèi)加強環(huán)，能有效地將梁上所傳來的水平力傳遞至整個截面，使整個截面受剪。由于混凝土對內(nèi)加強環(huán)有摩擦握裹作用，對傳遞水平剪力有利，是一種美觀有效的節(jié)點加強方法。實際觀