北京同舟嘉艺装饰工程有限责任公司 100124
1.工程概况
本工程位于北京市通州区运河核心区西岸，东临水乡区，远眺大运河，南临通惠河，北侧为京燕高速。总用地面积 8949.22 ㎡，涵盖 5A 级写字楼及商业配套等众多业态。由 4 层地下室（不含夹层）、4 层裙房、37 层塔楼及塔冠组成，建筑高度为 190m。钢结构部分主要包括：超高层塔楼的钢管混凝土框架、核心筒钢骨、塔楼雨棚和屋顶塔冠钢结构。
2.混凝土浇筑方法选择
根据设计要求，所有的钢管柱内需要灌注密实混凝土。由于混凝土灌注高度较高，如采用传统的灌注方法，混凝土易产生离析，且振动器无法对钢管内的混凝土进行振捣；如采用高抛免振法混凝土也易产生离析，且密实度也不易保证；如在钢管柱壁上开孔进行分段浇捣，势必严重降低钢管柱自身刚度，影响钢结构受力。
考虑到混凝土浇捣质量和密实效果，最终采用顶升施工技术进行钢管柱内混凝土顶升。同时，钢管柱内选用流动性好、收缩小、无需振捣的自密实混凝土。
.png)
3.顶升自密实混凝土配合比设计
钢管内混凝土除必须达到设计强度等级C60外，还需具备缓凝、自密性、坍落度衰减慢、低收缩和可泵性好等特点，整个施工过程中，混凝土都要处于流动状态。因此，顶升施工前应认真进行混凝土配合比设计。混凝土配合比设计主要包括水泥、骨料、掺 合料、外加剂的选择和配比用量等。
.png)
C60自密实混凝土配合比
（1）水泥：采用唐山冀东水泥厂生产的P.O42.5水泥。
（2）粉煤灰：选用唐山大唐产优质I级粉煤灰。
（3）砂石：针对目前北京的地材情况，采用5-20mm连续级配山碎石，采用天然水洗中砂。
（4）外加剂：选用北京巴斯夫外加剂厂专门配制的glenium106聚羧酸系泵送剂，确保混凝土在大坍落度情况下具有较好的粘聚性和黏度，且流动性可以在4h之内基本稳定。
（5）硅粉：甘肃三远生产的SF93硅粉，SiO2含量94.0%，比表面积19.1m2/g。
4.顶升施工主要装置设计
混凝土顶升施工时，输送设备采用汽车泵。汽车泵的输送压力可达到20MPa~25MPa，对顶升起到保障作用，且移动方便、节省时间。
根据输送压力损失、垂直静压力和泵送高度来确定泵送压力。本工程混凝土输送泵工作压力控制。根据工程汽车混凝土泵的泵送压力，本工程钢管柱每两节顶升一次（6层，25.8米）。
钢管柱底部预开孔，钢管柱制作时，在钢管柱的下部管壁上升个孔洞作为导管输送混凝土的入口。为便于操作孔径的大小为140mm。
泵送混凝土截流装置，为防止拆除输送管时混凝土回流，需在连接导 管上设置截流装置。根据导入装置，设计了专用的截 流闸板进行截流。截流闸板由8 mm厚钢板加工而成，下端部定型加工成与导管内径相同的半圆形，这样闸板截流打入时，闸板与导管的间隙几乎为零，能较好地起到截流作用。
顶升施工时，为防止在混凝土泵送顶升过程中 闸板缝漏气，需用闸口盖板和密封胶垫盖住闸口，并用钢管套筒固定。顶升浇筑结束后，控制泵压时间 2~3min，然后打入截流闸板，防止钢管内的混凝土 倒流到泵管中。截流稳定后方可拆除混凝土输送管，转移到另一根钢管柱浇注。
.png)
.png)
5.自密实混凝土顶升施工
根据顶升施工、自密实、免振捣等要求进行混 瘢土配合比设计。浇注前应计算好每根钢管柱所需 混凝土量，并将所需混凝土全部运送到施工现场后方可进行该柱的顶升，以有效防止顶升中断。混凝土在装料及运输中，应保持运输车滚筒的低速转动，保持混凝土拌合物的均匀性，不产生分层、离析现象。
本工程采用泵送顶升施工技术进行钢管柱柱芯混凝土浇筑，均一次性顶升至设计标高。每根钢管混凝土顶升时间约为5min，顶升最大输送压力为14.5 MPa；混凝土达到顶部时输送压力骤然上升至 10 MPa＞持压2 min，未出现异常现象。整个混凝土顶升施工过程非常顺利，一次性将钢管内的混凝土从下顶升至柱顶，加快了施工进度，减少了工序环节，经过混凝土泵车压力计算由T5节钢管柱的一次性顶升一节钢管柱改为一次性顶升两节钢管柱（6层，25.8米），每两根钢管混凝土顶升的时间约为10min，通过柱内传回视频观察顶升未出现异常现象。
1）施工前准备
由于本工程钢结构施工与混凝土顶升施工存在高度差，钢柱上口不按照要求盖板，上层钢柱安装完成后，钢柱切割下来的耳板钢结构施工队伍会习惯性往钢柱内丢弃，钢柱内会存在相当多垃圾，每次顶升施工前，必须通过顶升口对钢柱内垃圾进行清理，确保顶升混凝土施工质量。
2）润泵
由于顶升口顶升前为干燥状态，为了保证顶升混凝土施工效果，应提前用水湿润顶升口内壁。
混凝土顶升前，需要用水泥砂浆润泵，且该砂浆一定不能流于钢柱内，随着楼层的加高，泵管的加长，每次顶升需用2方砂浆。
3）混凝土坍落度测试
混凝土顶升前，必须每车对混凝土坍落度进行测试，为保证顶升效果，现场需对混凝土指标进行检查。混凝土指标要求：扩展度650±50mm，倒置坍落度筒排空时间≤15s并每车进行记录。
.png)
混凝土顶升前扩展度测试
4）顶升施工
混凝土顶升前，泵管通过短管与异型管与顶升口相连，连接完成后，开始顶升，顶升时，为保证安全，人员应远离泵管，泵管转角部位应用铁皮盖住。
混凝土顶升开始后，为观察顶升效果，项目部采用了摄像头对钢管柱内部混凝土顶升情况进行了观察；上一顶升口位置必须留设观察员，当混凝土顶升至标高时，应立即停止顶升。
.png)
.png)
.png)
钢管柱顶升作业中视频传回视频图像
6.经验总结
1）工艺优点
泵送顶升法施工工艺是利用混凝土输送泵的泵送压力将自密实混凝土由钢管柱底部灌入，从下向上流动，直至注满整根钢管柱的一种混凝土免振捣施工方法。具体优点如下：
（1）操作简单，节省人工。顶升浇筑法只需要将泵管与顶升口进行连接，在混凝土顶升到预定高度后，停止泵送，关上止回阀，最后拆除泵管即可。
（2）节省工期。顶升浇筑法是从钢柱上不同标高处预留的顶升孔将混凝土压至预定标高，不需要从每段钢柱的顶部灌入，不存在与上部钢柱安装的相互影响，可以大大缩短工期。
（3）操作安全。其它浇筑法需要工人在钢柱的顶部操作，顶升法是将混凝土从钢柱的底部向上顶，顶升操作时工人可以在楼板施工完成后的一个相对安全的操作面上进行施工。
（4）混凝土质量有保证。顶升浇筑法是混凝土泵缓慢将混凝土从钢柱的根部向上顶升，有利于排除钢柱内空气尤其是横隔板下的空气，避免了隔板底下混凝土不密实，而且混凝土与钢管内壁结合好。
（5）钢管柱顶升混凝土用的顶升口，不仅可以作为混凝土浇筑的入口，也是混凝土养护入口，同时也是检查钢柱内混凝土质量的检查口。在每次浇筑前通过该口进行拍照，检查钢管内混凝土的质量，并进行钢柱内的清理，为工程施工质量的保证提供条件。
.png)
顶升完成后的混凝土完成面
7.钢管柱混凝土顶升注意事项
采用顶升工艺对于混凝土性能要求高，要求混凝土流动性高，经时和泵送塌落度损失小，因此在浇筑过程中需要注意以下几点：
1）在混凝土搅拌过程中，应对搅拌站进行抽查：
（1）混凝土组成材料的配合比例；
（2）混凝土用粗细骨料是否满足试配混凝土的要求；
（3）混凝土塌落度和扩展度；
2）混凝土从搅拌机卸出到浇筑完毕的延续时间不能超过90min。
3）当混凝土拌合物运至顶升地点时，派专门人员应进行下列工作：
（1）观察搅拌运输车内混凝土拌合物质量状态；
（2）检测混凝土拌合物的塌落度和扩展度；
4）在混凝土顶升过程中：
（1）从第一辆搅拌运输车到达顶升地点后算起，应连续测定5辆车内混凝土拌合物的塌落度和扩展度。
（2）测定混凝土拌合物的凝结时间；
5）在泵送顶升过程中，应保证混凝土泵的连续工作，受料斗内应有足够的混凝土，泵送间歇时间不宜超过15min。
6）在混凝土泵送顶升过程中，需要安排两名专业人员，一个在混凝土下料口处，一个在钢管柱顶升口，对混凝土的出料进行观察，当出现异常情况时，立即停止泵送。
7）顶升同时设专人在下层楼板上对钢管柱上的观察孔进行监测，及时了解混凝土顶升高度，及时通知出料口停止泵送。
8）混凝土顶升完成后，将管内剩余混凝土清除干净，拆除水平泵管。
9）顶升混凝土浇筑完成，混凝土初凝后，在钢管内倒入500ml-1000ml水进行养护，减少表面混凝土收缩。
10）本工程每次顶升留置一组同条件养护试块，作为工程实体检测依据。按照100%见证的要求留置。
11）上层柱内放入摄像头观察混凝土顶升情况。每次顶升均要求留设影像资料，并按柱号编号作为施工过程记录资料归档保存。
8.钢管柱混凝土顶升过程中的应急措施
1）顶升过程中出现堵管时采取的措施
在钢管柱顶升过程中，泵管布置长度长，不可避免会出现堵管现象。堵管时，立即停止泵送，把泵的止回阀打开，防止泵管内混凝土倒流，将顶升口处的挡板也关闭。
首先检查泵管，特别在弯管处容易发生堵管现象，把堵管处的泵管拆掉，清理掉管内的混凝土；如果是钢管柱内部被堵塞，则通过钢管柱留设的观察孔判断被堵塞位置，从上层的顶升孔采用高抛法弥补。
为了防止堵管现象，在浇注混凝土前，先泵送一定数量的砂浆用来润湿泵管，泵送砂浆时泵管先不与顶升口连接，待砂浆泵送完毕且流出的混凝土均匀后，再把泵管与顶升口连接。
2）顶升过程中出现漏浆时采取的措施
顶升时，在泵管接头处，有时会出现漏浆现象。漏浆时要暂停泵送，把泵管拆下重新安装及时更换橡胶垫圈。高压泵管采用的是法兰连接，在泵管之间要垫橡胶圈。
.png)
钢管混凝土顶升施工监理质量控制流程图