钢管混凝土超高层,超高层基础施工图纸

城市中心超高层建筑底板大体积混凝土溜管浇筑施工技术
毛 旭,王巧南,张立国,张雪松,林成栋
(中国建筑第八工程局有限公司东北分公司 辽宁 大连 116021)
摘要：通过对沈阳某工程的应用实践，结合其核心筒电梯井侧壁筏板基础最厚达12.5m的特点，介绍了适用于超高层建筑底板大体积混凝土溜管浇筑的施工方法，详细阐述了溜管装置设计要点和质量控制技术措施。实践表明：大体积混凝土溜管浇筑施工技术保证了混凝土质量，加快了施工进度，节省了造价成本，取得了良好的经济效益和社会效益。

城市中心超高层建筑底板大体积混凝土溜管浇筑施工技术

毛 旭,王巧南,张立国,张雪松,林成栋

(中国建筑第八工程局有限公司东北分公司 辽宁 大连 116021)

摘要：通过对沈阳某工程的应用实践，结合其核心筒电梯井侧壁筏板基础最厚达12.5m的特点，介绍了适用于超高层建筑底板大体积混凝土溜管浇筑的施工方法，详细阐述了溜管装置设计要点和质量控制技术措施。实践表明：大体积混凝土溜管浇筑施工技术保证了混凝土质量，加快了施工进度，节省了造价成本，取得了良好的经济效益和社会效益。

关键字：城市中心；大体积混凝土；溜管；施工技术

前言

随着城市建设进程日益加快，越来越多的超高层建筑如雨后春笋般拔地而起。而对于城市中心的超高层建筑，由于建设用地狭小，建设用地使用率高，导致超高层建筑的基坑较深，底板较厚。如何在工期紧迫、交通不便、场地狭小情况下高效地完成大体积底板混凝土浇筑是施工中亟需解决的重点和难点。

相较于传统大体积底板混凝土溜槽浇筑的施工方法，溜管施工方法目前在国内应用不多，通过工程实践表明，溜管施工是一项安全高效、技术可行的底板混凝土浇筑的施工技术，不仅加快了混凝土浇筑速度，而且具有操作方便、可回收利用、安全系数高等优点。

1 工程概况

1.1 设计概况

沈阳盛京金融广场项目C标段主楼区地下室底板面积为4000m2，其中T1塔楼底板面积为2450m2，底板厚度分为12.5m、6m、5.85m、4m、2m，底板混凝土设计强度为C35，抗渗等级为P10，底板混凝土浇筑总量约为22100m3。

2 施工重点及难点

1） 工程地处和平区繁华地段，且施工现场空间狭小，东侧存在变压器及10KV高压电线，南侧为不可占用场地，西侧为南北交通主干道，交通协调组织难度大；

2） 底板超厚，核心筒电梯坑区域高达12.5m，且厚度变化较多，浇筑期间避免产生冷缝是混凝土质量控制的重点；

3） 混凝土一次浇筑工程量约22100m3，由于地处核心地段且毗邻交通主要干道，占道时间不能过长，如何在保证质量的前提下快速完成本次底板大体积混凝土浇筑是本工程的技术难点；

4） 底板多处布置钢柱预埋脚，混凝土浇筑及振捣时冲击较大，尽量减少对钢柱预埋脚

的冲击；

3 浇筑方案比选

底板大体积混凝土质量事关整个工程质量的成败，而其质量控制一直是业内研究的重要

课题。合理的浇筑方法不仅有效控制质量，而且提高工作效率及减少成本，现今底板大体积混凝土常见浇筑方法为溜槽配合汽车泵或地泵联合浇筑方法，然而，对于位于城市中心建筑密集区域的工程，往往面临场地狭小且交通不便等实际困难。通过经验交流和工程实践分析，采用具有浇筑速度快、占用场地少、实体质量好等优点的溜管配合汽车泵组合形式作为本工程底板大体积混凝土浇筑的施工方案。各类浇筑方案优点、缺点对比如下表。

4 施工原理及流程

4.1 施工原理

基于混凝土具有流动性，利用其自重，通过沿基坑顶部由上到下布置溜管，使混凝土由高到低、由近及远浇筑到基坑内底板内部，从而快速完成底板大体积混凝土浇筑的施工方法。

5.2 浇筑方案设计

根据本工程底板混凝土厚度分布可知，核心筒电梯井侧壁筏板厚度达12.5m，标高为-34.95m,核心筒区域筏板基础厚度达6m,标高为-28.45m。由于混凝土浇筑时具有流动性，按照“先低后高”的浇筑原则，同时为防止出现冷缝，浇筑顺序如下：

1）开启1#、2#溜管及汽车泵浇筑深基坑部位标高-34.95m~-30.25m；

2）开启3#溜管，1#、2#、3#及汽车泵同时浇筑标高-30.25m~-28.45m；

3）开启4#溜管，1#、2#、3#、4#及汽车泵同时浇筑标高-28.45m~-筏板顶标高，此阶段先浇筑塔楼中心6m板厚部位，完毕后拆管陆续浇筑5.85m、4m、2m降板、2m筏板。

5.3 溜管设计

考虑每个放料口停放两辆12m³罐车同时放料，10分钟放完，则：混凝土流量Q=0.04m³/s；

混凝土在溜管内的流速v按0.7m/s考虑，则混凝土在溜管内的截面积：S=Q/v=0.057㎡

混凝土在溜管内按2/3满灌考虑，故：S=2πr2/3，则R=164mm,故选择直径为325mm的溜管。

参照圆管的参数及规格，本工程采用Q345，直径为325mm，壁厚为6mm的圆管，竖直圆管长度为6m,水平圆管长度为9m。

5.4 溜管架体设计

由于1#、2#溜管布置在延边街道路，1、2#溜管在延边街围挡处开洞并从地下伸至施工现场内，溜管的固定采用搭脚手架或型钢支撑于腰梁之上两种方式。3#、4#溜管布置于P1群楼顶板处，其竖向溜管从顶板面预留洞口向下沿至负3层后，增加弯头接水平管伸至4m底板区域，62m汽车泵布置于基坑底部通道上。

1）1#溜管固定采用型钢支撑于混凝土腰梁之上的方式，分别在混凝土腰梁和支护桩上打膨胀螺栓固定20mm厚钢板，焊接8#和10#角钢对溜管进行悬挑支撑固定。

2）2#溜管固定采用搭设双排脚手架方式，搭设高度为24m。经计算立杆纵、橫距均为1.8m,大小横杆的步距为1.5m,内排架距离支护桩长度为0.3m,大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为2根，采用的钢管类型为Φ48×3.5，横杆与立杆的连接方式为单扣件。

图6 2#溜管安装节点详图

3）3#、4#溜管入料口布置于P1群楼顶板处，在进行裙房P1楼板施工前预留溜管穿板孔洞，竖向溜管在楼板交接处用8#槽钢固定，在负3~4层搭设脚手架和支架支撑斜溜管，桁架支撑深至筏板底部。

在浇筑时，逐节拆除每段斜向溜管，使设置在型钢立柱位置的竖向分支溜管成为出料口，通过活动槽向四周均匀布料，以此类推，至浇筑完成，达到分区浇筑。如遇到需先浇筑型钢柱位置的混凝土时，可在不拆除下端溜管的情况下，通过设置阀门将混凝土引至所需浇筑部位。

6 施工方法

6.1 混凝土适配与优化

大体积混凝土质量的控制实质是对混凝土温度裂缝的控制，而混凝土的适配及优化是质量控制的首要因素。本工程底板混凝土强度等级C35,抗渗等级为P10,项目部委托沈阳亿顺通商砼有限公司按《大体积混凝土施工规范》有关规定，对底板混凝土的配合比进行了实验室试配。按照保证混凝土强度及抗渗要求、降低水化热以及胶凝材料用量的原则，进行了5组1m×1m×1m试块进行混凝土模拟实验，对其强度、抗渗性等重要指标进行对比分析，得出最佳配合比如下表：

6.2 混凝土浇筑与振捣

底板浇筑竖向剖面示意图如下:

1)混凝土按上图区域A--D进行施工；

2)混凝土浇筑依据“一个坡度，分层浇筑，循序渐进，一次到顶”的原则，以500mm为分层高度，进行浇筑；

3)浇筑时应在下层混凝土初凝前及时覆盖下层混凝土；

4)梯井两侧混凝土应对称浇筑，对称振捣，防止模板因单侧压力过大而发生单侧位移或上浮。

6.3 大体积混凝土测温

本工程施工时采用电子测温仪进行测温，测温探头在混凝土浇筑前埋入测温位置，既能保证施工质量，同时还能测量混凝土入模温度。测温点布置的范围以平面图对称轴线的半条轴线为测试区，在测试区内，监测点的数量及位置根据混凝土板厚均匀布置，对电梯井周边厚板着重测温，每个电梯井周边布置2-3个测温点。

利用电子测温仪测温，电子传感器导线应缠绕在马凳筋上，浇筑及振捣混凝土时应注意勿将其损坏，测温导线探头不得触碰钢筋。手动测温在混凝土浇筑成型后8小时进行混凝土测温，前3天每2h测一次，4～9天每4h测一次，10～15天每8h测一次，并做好记录，根据测量数据绘出温度变化曲线，增加或减少保温层覆盖厚度来重新调节混凝土内外温差，同时测量大气温度，保证大体积混凝土降温速率不大于2°/d，表面与大气温差不大于20℃，里表温差不大于25℃。

6.4 大体积混凝土养护

混凝土浇筑完毕后12h以内，在其上部刚可行人时即对混凝土进行覆盖保湿保温养护，并开始进行测温。根据测温的情况，随时调整覆盖保温层的材质、措施及厚度，控制混凝土内外温差不大于25℃。墙柱插筋之间狭小空间必须特别注意保温措施，确保覆盖符合要求。当混凝土内部最高温度与气温最低值之差小于20摄氏度时可停止测温工作及撤掉保温养护改为浇水养护。

底板养护期间，应加强现场安全防火管理，施工区严禁烟火，确保保温措施自始至终起到作用，严禁随意掀开保温层。在保温养护期间，因后续工作（如放线等）需要，必须揭开保温层时，只宜局部进行，并且在工作完成后，及时覆盖。混凝土保湿保温方法见下图（以6m厚底板为例）。

7 实践效果

1）工期效益：运用传统的浇筑方式（汽车泵/地泵），浇筑完成22100m3混凝土至少需要8天的时间，而采用溜管施工筏板混凝土只花费了3天（72h），施工效率大大提升。

2）经济效益：T1筏板共浇筑混凝土22100m3，节省地泵/汽车泵泵送费用33.15万元。节省工期成本35.5万元，直接经济效益为68.65万元。

3）环境效益：溜管浇筑实现混凝土输送过程中无噪声、无油耗，符合国家倡导的绿色施工理念。此外，大口径钢质溜管浇筑完成后全部回收，用做基坑降水排水管线，实现了材料的再回收利用。

4）社会效益：T1塔楼混凝土溜管施工，打破了沈阳地区大体积混凝土“浇筑速度”记录，得到了政府和相关单位的一致好评。

8 经验体会

沈阳盛京金融广场项目T1塔楼通过采用溜管技术来实现底板大体积混凝土的浇筑，在空间狭小、交通不便、工期有限的制约条件下，72小时圆满地完成22100m³混凝土的浇筑，最大限度地缩短了时间，保证了工程质量。同时在实践过程中也积累了一些经验教训和心得体会，为类似工程的施工提供了参考依据和宝贵经验：

1） 竖向溜管和水平溜管交接处弯头，虽然在浇筑前已采用6mm厚钢板进行了补强加固，但在浇筑过程中仍存在磨损破坏现象，建议在弯头部位设置缓冲装置，缓冲底部钢板需加固。

2） 溜管倾斜角度建议为120～150。角度过大易引起混凝土在出料口处离析，角度过小会造成混凝土流动速度慢，混凝土间歇性停供后，易引起堵塞。

3） 钢管的连接采用法兰连接，溜管每段最好控制为2m～3m，便于拆卸增大覆盖浇筑面。

4） 电梯井等深坑区域高差达大，为保证混凝土下落后不离析，建议加设串管/筒。本项目采取在溜管下设置料斗，每个料斗下设置3根窜管。串管采用2m泵管对接组成活动式多肢串管，随着混凝土浇筑高度的提升，可逐步拆除。

5） 溜管支撑体系，最好采用定型的型钢支撑架，方便安拆，型钢支撑架对应筏板底部马凳筋需要进行加固。

6） 溜管位置提前选定好，如需穿楼板，应在楼板上留好预留洞口，避免安装溜管时再开洞。

9 参考文献

[1]中国建筑科学研究院．大体积混凝土施工规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2009．

[2]中国建筑科学研究院．建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2011．

[3]中国建筑科学研究院．混凝土结构工程施工质量验收规范［S］．北京:中国建筑工业出版社，2015．

[4]裴鸿斌，于海申，高辉，柯子平，王凯峰，刘加伟.基于溜管快速浇筑的深基础大体积混凝土施工技术[J].施工技术，2015，44.14-17.

[5]周建波，黄爽，潘春龙，赵有平.狭小场地内大管径超长溜管单侧浇筑深基坑超大底板施工技术[J].施工技术，2016，45（23）.10-13.

[第一作者]：毛旭（1989-）,男,本科，研究方向：主要超高层建筑施工与管理。

[联系地址]：中国建筑第八工程局有限公司