鋼管混凝土頂升法專項施工方案

1、一、編制依據(jù)1模塊車間工程施工圖紙2模塊車間工程施工組織設(shè)計3主要規(guī)程、規(guī)范3.1鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)范JCJ01-893.2泵送混凝土施工技術(shù)規(guī)程YBJ220-903.3粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GBJ146-903.4混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GBJ119-883.5混凝土外膨脹標(biāo)準(zhǔn)JC476-1998二、工程概況模塊裝配車間占地面積29983,建筑面積25640，露天原料堆場面積4243 ,1層、總高度42.6m，格構(gòu)式鋼管混凝土柱鋼排架結(jié)構(gòu)、高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力混凝土管樁鋼筋混凝土承臺基礎(chǔ)。三、工藝原理鋼管混凝土柱柱芯混凝土頂升施工工藝是利用混凝土輸送泵的泵送壓力，在鋼管柱腳開壓注口，在鋼管

2、柱頂開出漿孔，將混凝土從鋼管柱底部灌入，直至注滿整根鋼管柱的一種混凝土免振搗施工方法。本工藝能一次性將鋼管混凝土柱內(nèi)的混凝土頂升至所需高度，可減少工序環(huán)節(jié)，降低勞動強(qiáng)度，加快施工進(jìn)度。四、施工準(zhǔn)備及作業(yè)條件鋼管柱吊裝就位，管內(nèi)無雜物，杯口砼已澆注完畢，且砼強(qiáng)度等級已達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%。1材料要求：澆筑混凝土中摻加UEA，目的是為了防止混凝土固化收縮后與鋼管壁之間產(chǎn)生縫隙。該項工程對混凝土的試配主要提出了兩項技術(shù)要求: 1.1據(jù)鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程第15條規(guī)定混凝土的坍落度宜不小于15cm,因此應(yīng)摻適量減水劑。 1.2在滿足混凝土強(qiáng)度的基礎(chǔ)上要求混凝土無收縮,混凝土與鋼管壁能緊密地結(jié)合,

3、為此應(yīng)在混凝土中摻適量膨脹劑。1.3制作單向閥和截止閥的鋼材均為8mm厚及20mm厚的Q345鋼板。2機(jī)械準(zhǔn)備所需機(jī)具設(shè)備有：混凝土攪拌運(yùn)輸車、混凝土輸送泵（HBTC90,理論最大輸出壓力為21Mpa）、輸送管、單向閥、截止閥、鐵鍬、試件制作器具、電焊機(jī)、對講機(jī)等。3配合比設(shè)計由于鋼管內(nèi)有法蘭致使鋼管內(nèi)徑存在突變，混凝土泵送高度高達(dá)42m、水平距離長達(dá)100m，這些因素造成混凝土泵送阻力很大，因此鋼管混凝土泵送施工難度大，對混凝土的技術(shù)性能提出了更高的要求。配合比設(shè)計應(yīng)遵循以下指標(biāo)：3.1混凝土設(shè)計強(qiáng)度：C40。3.2混凝土具有良好的可泵性，即坍落度大，和易性好、不泌水、不離析、自密性好。坍落

4、度為190220mm。3.3混凝土具有補(bǔ)償收縮性，并滿足下表要求項目限制膨脹率（%）限制干縮率（%）抗壓強(qiáng)度（Mpa）齡期水中14d水中14d，空氣中28d28d性能指標(biāo)1.5×10-23.0×10-254.93.4初凝時間必須滿足每孔管道的壓注完畢后，混凝土仍具有足夠的和易性，因此要求混凝土初凝時間大于13小時，終凝時間大于16小時。坍落度控制在20cm22cm，擴(kuò)展度大于55cm，壓力泌水率S1015ml、S14040100ml。3.5膠凝材料最少用量（水泥、膨脹劑和摻合料的總量）大于300kg/m3。3.6配合比設(shè)計必須由具有相應(yīng)資質(zhì)的專業(yè)試驗室完成，并由商混供應(yīng)單位

5、提前做好試拌，以檢驗各項技術(shù)指標(biāo)是否滿足要求。只有經(jīng)過試拌檢驗各項指標(biāo)合格的配合比，方可正式施工。4補(bǔ)償收縮混凝土限制膨脹率的計算及確定補(bǔ)償收縮混凝土性能指標(biāo)的確定，一是在不影響抗壓強(qiáng)度的條件下膨脹率盡量增大，二是干縮落差要小?；炷镣饧觿?yīng)用技術(shù)規(guī)范GB50119-2003中規(guī)定補(bǔ)償收縮混凝土的膨脹性能，以限制條件下的膨脹率和干縮率表示。因為混凝土收縮受到限制才會產(chǎn)生裂紋，而混凝土膨脹在限制條件下才能產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。計算公式為：c=×Es×2注：4.1（配筋率，Es鋼筋彈性模量，2限制膨脹率）。4.2膨脹試件尺寸為100mm×100mm×300mm，中間

6、預(yù)埋兩端帶鋼板的10mm鋼筋，配筋率=0.007854，鋼筋的彈性模量取Es2×105Mpa。4.3c=0.007854×10-2×2×105×2=1.5721=1.57×103×2（Mpa）根據(jù)GB50119-2003中規(guī)定摻膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土水中養(yǎng)護(hù)14d的限制膨脹率0.015%，相當(dāng)于在結(jié)構(gòu)中建立的預(yù)壓應(yīng)力大于0.2Mpa。4.4補(bǔ)償收縮混凝土的限制膨脹率最好控制在0.02%0.03%即預(yù)壓應(yīng)力為0.240.47Mpa。5混凝土泵的選擇輸送泵的額定泵送能力應(yīng)不小于灌注速率或?qū)嶋H混凝土供應(yīng)量的2倍；輸送泵的額定壓力須

7、滿足最大泵送壓力，即靜壓力和泵送壓力疊加之和。輸送泵的額定揚(yáng)程應(yīng)大于1.5倍的灌注頂面高度，本工程要求輸送泵的額定揚(yáng)程大于60m。頂升壓力計算：根據(jù)流體力學(xué)能量方程知Php，p為各種壓力損失總和。h2500×9.807×421MPa。p很復(fù)雜，有待進(jìn)一步計算。綜合以上因素暫時選擇HBTC90拖式混凝土高壓輸送泵，分配閥為S形擺管閥，最大理論輸出量90m3，出口處最大壓力為21MPa.五、混凝土施工工藝1泵送頂升澆灌法工藝流程泵送頂升澆灌法工藝流程圖頂升混凝土制作單向閥及截止閥澆筑結(jié)束?；炷帘眠M(jìn)行回抽，判斷單向閥是否關(guān)閉拆除砼輸送管及截止閥關(guān)閉截止閥，拆除截止閥,靠近砼泵端

8、輸送管混凝土養(yǎng)護(hù)，7天后割去澆筑口外露部分輸送管焊接封口鋼板商品混凝土柱底部開孔、焊接單向閥單向閥后連接截止閥及混凝土輸送管澆筑單根鋼管柱的混凝土全部運(yùn)至現(xiàn)場現(xiàn)場混凝土坍落度及坍落擴(kuò)展度的檢測混凝土試塊制作否是2出漿孔、排氣孔及壓注頭制作骨架合攏后在柱頂處每根鋼管的頂部開一個100的孔，外焊125鋼管（長120），用12鋼板作加勁板，鋼管豎直向上，作排氣出漿孔。此部分作用為減小混凝土在鋼管內(nèi)流動時的空氣阻力。加勁板焊接骨架鋼管采用周邊焊，焊縫高12?，F(xiàn)場加工制作單向閥及截止閥。單向閥由145mm，5mm厚的混凝土輸送彎管（R=500mm）及8mm厚的Q345鋼板共同加工而成，具體加工方法和尺寸

9、如圖1所示。圖1 單向閥加工大樣3 截止閥制作M145截止閥自加工成柵欄閥，將2m的145高壓泵管一分為二，切口角度按照與鋼管柱垂直相交的角度來切。然后在泵管上間隔開4個約20的孔，孔開在安裝后泵管的頂部。用20的鋼板焊接一個加固板，并焊接4個18的螺母，擰入4根18的螺栓，螺栓頭部磨尖利于插入混凝土中，尾部焊接螺母擰入用。截止閥采用20厚的Q345鋼板及18的螺栓加工制作，具體加工方法和尺寸如圖2所示。4在距鋼管混凝土柱底部300mm500mm開一145mm圓孔，以清除柱內(nèi)積水、雜物及焊接單向閥。5焊接單向閥（如圖3），單向閥伸進(jìn)鋼管混凝土柱內(nèi)的位置見圖中所示。單向閥的蓋板與水平方向的夾角宜

10、為600700，可通過伸出鉸鏈背后的鋼板調(diào)節(jié)固定。圖3 單向閥6用套箍連接截止閥（如圖4），在截止閥與混凝土泵間布置混凝土輸送管。若單向閥在澆筑完畢后能正常啟閉，可重復(fù)利用截止閥。圖4 截止閥7壓注施工7.1澆筑前，要計算好單根柱混凝土量，待所需混凝土運(yùn)送到施工現(xiàn)場后方可進(jìn)行頂升（從混凝土拌合至頂升結(jié)束的時間應(yīng)控制在混凝土初凝前），防止混凝土在運(yùn)輸過程中耽擱造成頂升中斷。同時，及時做好混凝土坍落度及坍落擴(kuò)展度的檢測。7.2在混凝土輸送管與截止閥連接前，泵送砂漿用以潤滑輸送管道，并把該部分砂漿清除干凈后再進(jìn)行柱芯混凝土的澆筑。7.3混凝土頂升至柱頂后，應(yīng)及時停泵，并進(jìn)行數(shù)次回抽，若柱頂混凝土面無

11、明顯回落，方可拆除混凝土輸送管。7.4在拆除混凝土輸送管過程中，隨時做好關(guān)閉截止閥的準(zhǔn)備，并應(yīng)注意拆管順序，必須先拆除截止閥后靠近混凝土泵端的輸送管，再拆除截止閥前的套箍及截止閥。若拆管過程中混凝土有涌出現(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)閉截止閥，待混凝土終凝后再拆除截止閥。7.5澆筑完畢30min后，觀察柱頂混凝土有無回落下沉，若有下沉，則用人工補(bǔ)澆柱頂混凝土。7.6混凝土養(yǎng)護(hù)7天后，將柱底單向閥外露部分割去，并焊接封口鋼板。六、施工要點1當(dāng)混凝土澆灌到鋼管頂部時，可用振搗棒從出漿孔對混凝土稍作振搗。溢出的混凝土用木板制作的槽箱接住并及時清理轉(zhuǎn)移。2泵送頂升用混凝土必須按設(shè)計要求，在混凝土坍落度測試符合要求后方

12、可進(jìn)行頂升施工。由于意外原因在現(xiàn)場停置時間過長，坍落度損失嚴(yán)重的混凝土不得用于頂升施工。坍落度的測量分別在出攪拌機(jī)口和入泵前進(jìn)行。3頂升施工時用于潤滑輸送管的水泥砂漿不得替代混凝土留在鋼管內(nèi)，必須排出。4為防止混凝土回流，在壓注口設(shè)置截止閥，泵送頂升時開啟，結(jié)束時關(guān)閉。泵管連接必須安全可靠。為保證施工安全，磨損嚴(yán)重的泵管不得使用。5鋼管開孔時割下的圓形板編號保存，混凝土灌注完成后再將其焊上。6泵送混凝土因故暫停時，須每隔23min抽動一下泵的活塞，防止混凝土假凝引起阻塞。七、出現(xiàn)非正常現(xiàn)象的應(yīng)急處理措施1混凝土離析、泌水在混凝土拌制、水平運(yùn)輸、泵送和布料澆灌的全過程中由于操作不當(dāng)，造成混凝土的

13、勻質(zhì)性被破壞則出現(xiàn)混凝土離析。離析的混凝土容易堵管，強(qiáng)度也會降低。處理措施為一是靠攪拌站的攪拌質(zhì)量來保證；二是混凝土運(yùn)輸要用攪拌運(yùn)輸車；三是在泵車上設(shè)置帶攪拌裝置的料斗保證入泵混凝土拌和均勻，若混凝土骨料分離比較嚴(yán)重，料斗內(nèi)灰漿明顯不足時，應(yīng)將分離的骨料清除或另加砂漿或?qū)⒋瞬糠只炷翖壍舨挥?；四是泵送盡可能連續(xù)。2泵管堵管處理在出現(xiàn)堵管征兆時，應(yīng)及時采取措施，可有效防止堵管。在正常情況下，泵送油壓最高值不會達(dá)到設(shè)定壓力。若泵送油壓很快達(dá)到設(shè)定壓力，正常泵送循環(huán)自動停止，主油路溢流閥發(fā)出溢流的響聲，就表明發(fā)生了堵塞。此時可頻繁地進(jìn)行反泵操作，將管道混凝土吸回一部分到料斗里，通?？膳懦鹿?。若不行

14、，說明已堵牢。此時，在一邊進(jìn)行正泵-反泵操作，一邊讓其他人員沿著輸送管路尋找堵塞部位，一般從泵的出口開始，未堵塞的部位會劇烈振動，而堵塞部位之后的管路是靜止的，還可以用木錘敲打判斷。用木錘敲打堵塞部位有時可以使堵塞的骨料瓦解而恢復(fù)通暢，但不準(zhǔn)用鐵錘等砸損管道。若敲打無效，可將堵塞段管件拆下，清除混凝土后再裝回去，即可繼續(xù)泵送。3鋼管柱堵塞處理堵管的原因可能是管道潤滑不足，摩擦阻力太大造成，或者是由于停歇時間太長，混凝土水分倒流造成失水嚴(yán)重形成堵管。本工程可能出現(xiàn)堵塞的位置應(yīng)該在法蘭盤。此時可用錘子判斷堵管位置，在堵管上部約0.5m處現(xiàn)開壓注口，并立即焊接帶截止閥壓注管，將備用管道接上繼續(xù)壓注。

15、八、質(zhì)量保證措施1泵送鋼管混凝土的成功，需要施工組織體系高效運(yùn)轉(zhuǎn)，施工準(zhǔn)備工作嚴(yán)密充分，施工人員盡職盡責(zé)，施工布置合理便利，理論計算指導(dǎo)施工要準(zhǔn)確及時。2混凝土質(zhì)量是泵送成功的關(guān)鍵。石子采用反擊破碎石，針片狀骨料含量、骨料最大粒徑的含量均不能超過規(guī)范要求，級配要滿足級配標(biāo)準(zhǔn)。若粉含量較大，可對石子用水沖洗后使用。砂子以天然中砂為好，必要時過篩。要求混凝土和易性好，不離析，坍落度損失小。材料計量要準(zhǔn)確。不滿足要求的混凝土堅決棄之不用。用于潤滑管道的水泥砂漿不得替代混凝土留在鋼管內(nèi)。3泵送頂升工藝的工作壓力較大，施工中必須防止混凝土輸送管爆裂，截止閥短管發(fā)生開焊脫落，排氣孔封閉時應(yīng)加強(qiáng)，必要時焊接

16、封閉。4發(fā)現(xiàn)柱頂大量涌出混凝土?xí)r應(yīng)立即停泵控制泵壓。5壓注過程中應(yīng)隨時觀測柱軸線變形及鋼管應(yīng)力及應(yīng)變變化。6管道坡度設(shè)置應(yīng)盡量保持平緩，管道接頭必須連接緊密，彎管位置要固定，磨損嚴(yán)重的泵管不用在泵送管路中。7鋼管混凝土壓注時間選擇溫度較低的時候進(jìn)行，可選擇在清晨。鋼管表面溫度高于60度時，須用水沖降溫。8每次壓注完成后要對泵管徹底進(jìn)行清洗，不要在管內(nèi)粘結(jié)殘余混凝土。9施工機(jī)械設(shè)備應(yīng)完好，并配足易損件。施工前要對攪拌站、裝載機(jī)、輸送泵、發(fā)電機(jī)等進(jìn)行全面徹底檢查維護(hù)。10混凝土攪拌車在裝料及運(yùn)輸過程中，應(yīng)保持運(yùn)輸車滾筒按36r/min低速轉(zhuǎn)動，保持混凝土拌合物的均勻性，不產(chǎn)生分層、離析現(xiàn)象，嚴(yán)禁在

17、運(yùn)輸和等待卸料過程中加水。11澆筑前，要計算好單根柱混凝土量，待所需混凝土運(yùn)送到施工現(xiàn)場后方可進(jìn)行頂升，防止混凝土在運(yùn)輸過程中耽擱造成頂升中斷。12混凝土澆筑完畢后，應(yīng)及時覆蓋養(yǎng)護(hù)，澆水養(yǎng)護(hù)的時間，不得少于7天，澆水次數(shù)應(yīng)能保持柱頂混凝土始終處于濕潤狀態(tài)。13加工制作單向閥及截止閥使用的鋼材、焊接材料和緊固件等應(yīng)具有質(zhì)量證明書，并符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50205-2001）的規(guī)定。14單向閥及截止閥應(yīng)嚴(yán)格按照圖1及圖2要求加工制作，開啟、關(guān)閉靈活。焊接質(zhì)量應(yīng)符合建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程(JGJ81-2002)。十、安全保證措施1施工前要對操作人員進(jìn)行安全交底，對鋼管混凝土施工中的危險源進(jìn)行辨識。2頂升前全面檢查水平輸送管接頭的可靠性，頂升開始時水平鋼管上要覆蓋草袋，以防因泵送壓力過大而發(fā)生爆管傷人，泵送時現(xiàn)場人員要遠(yuǎn)離泵管。在混凝土澆筑過程中，截止閥旁嚴(yán)禁站人。3 混凝土澆筑前，應(yīng)對單向閥、截止閥、輸送管的布管及接頭等進(jìn)行檢查，混凝土輸送泵進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可開機(jī)工作。 4高空作業(yè)人員要系好安全帶，穿防滑鞋，防止高空墜落。在排氣孔觀察混凝土上升情況的人員要帶眼罩保護(hù)