钢管混凝土试验方案

海悦广场海悦广场 26#26#办公楼及商业裙房办公楼及商业裙房 C60C60 自密实混凝土试验方案自密实混凝土试验方案 编制： 海悦广场 26#办公楼及商业裙房项目部 2014 年 3 月 6 日 审核： 审批： 目 录 1、工程概况……………………………………………………………2 2、实验目的……………………………………………………………2 3、 一、工程概况一、工程概况 海悦广场26#办公楼及商业裙房项目工程位于西安市文景路与凤 城七路西北角，本工程为超高层综合楼，地下三层，地上 38 层；建 筑面积约 90000m2 ；建筑高度 192.0m。建筑抗震设防烈度八度；结 构类型为钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构。 外框柱为方钢管柱混凝土 32 根；核心筒为十字钢柱，地下三层 4 根，地下二层至二十四层 20 根，二十五层至屋面 4 根； 楼层位 基础顶面～十二层 十三层～二十八层 二十九层～屋面 框柱混凝土强度等级钢见下表： 楼层位 基础顶面～九层 十层～二十层 二十一层～二十七屋 二十八层及以上 混凝土强度 C60 C55 C50 C45 钢柱截面尺寸 1000×1000×28mm 900×900×24mm 800×800×20mm 二、实验目的二、实验目的 本工程实验目的在于根据施工实际情况， 模拟施工工序，对预估 的问题进行验证，并且分析实验数据，制定措施消除隐患。主要验证 以下几个方面问题： 1、钢管混凝土塌落度控制 混凝土塌落度施工要求为 220~260，C60 自密实钢管混凝土配合 比方案中实验数据为 260mm，取塌落度下限220mm 实验，检验泵送 混凝土过程中塌落度损失情况， 根据塌落度损失情况混凝土在泵送前 调整塌落度，保证泵送顺利。 2、泵送混凝土的含气量控制 混凝土含气量控制范围为 2.4%~2.7%， C60 自密实钢管混凝土配 合比方案中实验数据为含气量 2.4%，顶升实验时以 2.7%含气量为判 定标准，测试混凝土顶升施工后的收缩量。 3、混凝土拌合物含水量的控制。 C60 自密实钢管混凝土配合比方案中实验数据为 6.1%（根据配 比数据折算出） ，顶升实验时含水量取值小于6.1%，检验顶升时泵送 压力变化及施工后收缩量。 4、混凝土粒径控制。 顶升实验还原施工情况，采取 1 层一顶,取标准层高 4.2m，C60 自密实钢管混凝土配合比方案中实验数据为 （5-20 ） mm 石灰石碎石， 实验时混凝土粒径取值大于上限值 20，检测顶升施工时泵送压力变 化趋势， 保证顶升施工的顺利进行， 实际施工时混凝土粒径 （5-20 ） 。 5、钢柱柱顶无石混凝土检测 混凝土顶升施工完后，待柱顶混凝土回落稳定后，检查柱顶混凝 土表观密度， C60 自密实钢管混凝土配合比方案中表观密度为 2460Kg/m3,柱顶混凝土与出罐混凝土重量对比，混凝土骨料含量为 41.5%（根据配比数据折算出） 。 6、顶升速度控制 在顶升施工时，控制混凝土顶升速度，避免因顶升过快造成混凝 土排气不利， 混凝土内部疏松影响强度。 顶升速度控制在 1m/h 左右。 速度控制在 1m/h 时泵送压力的控制。 7、泵送压力验证 本工程混凝土泵送施工采用三一泵厂生产的 HBT90CH—2122D 拖泵泵车性能参数及工作功率（见下表） 泵车型号 混凝土理论输送压力（低压/高压） 混凝土理论输送量（低压/高压） 柴油机额定功率 最大骨料尺寸（mm）输送管径（Φ125mm） 混凝土塌落度 柴油机工作功率（取额定功率的 75%） HBT90CH—2122D 19/28MPa 95/70m3/h 2×186KW 40 100mm~230mm 2×139.5KW 实验时按实际计算出的静压值及工作压力进行验证， 得出混凝土 工作压力区间。 静压值理论计算：静压值理论计算： 计算依据：：JGJ/T10-2011《混凝土泵送施工技术规程》 混凝土泵送所需压力 P 包含三部分： 混凝土在管道内流动的沿程 阻力造成的压力损失 P 1、 混凝土经过弯管的局部压力损失 P2 以及混凝 土在垂直高度方向因重力产生的压力 P 3。 （1） 、水平管压力损失 t 2 4  P 1  p l l  k1  k 21 d  t 1  式中： pl   V2  2 l  —单位长度的沿程压力损失。 l—管道总长度，混凝土泵送临界高度按 185.5m，加上水平 管道 50m，总长约按 235.5m 计。 k 1 —粘着系数，取k1=（3. 0-0.10S）×102(Pa),S 为塌落度， 取 S=22cm，则k1=（3.0-0.10S）×102(Pa)=80Pa d—混凝土输送管直径为 125mm。 k 2—速度系数,取 k 2=（4.0-0.10S）×102 (Pa/m/s)，则 k 2=（4.0-0.10S）×102 =180Pa t2 t1—混凝土泵分配阀切换时间与活塞推压混凝时间之比，其 值约 0.3。 V 2—混凝土在管道内的流速，当排量达 40m3/h 时，流速约 0.9m/s。  2—径向压力与轴向压力之比，其值约 0.95。 计算得: P 1 = 2.1 MPa （2） 、弯管压力损失： 90º弯管，含地面水平弯管、竖管缓冲弯管约 12个；45º弯管，约 4个，管道设置1个截止阀。每个90º弯管压力损失0.1 MPa；每个45º 弯管压力损失0.05MPa、截止阀压力损失0.1MPa；分配阀压力损失0.2 MPa。 P 2=12×0.1+4×0.05+1×0.1+1×0.2= 1.7 MPa。 （3） 、竖管中混凝土自重压力损失： P 3 =ρ g H = 2460×9.8×185.5×10-6＝4.5MPa。 式中： ρ —混凝土密度，取 2460kg/m3 g—重力加速度 9.8m/S2 H—泵送高度，按 185.5m 计算 计算结果：：泵送混凝土高度 185.5m 时理论计算所需要的压力 P = P 1+P2+P3 =2.1+1.7+4.5=8.3MPa 泵送混凝土的理论计算静压值为 8.3MPa 工作压力理论计算工作压力理论计算 外框上部标准层高度为 3.9m，取 1 层标准层高度为计算高度， 钢柱净截面为920mm×920mm,栓钉为Φ 22×80,水平截面共计12 个， 栓钉水平截面面积为22×80=1760mm2,钢柱净截面面积为（ 920× 920-1760×12）=825280 mm2，混凝土自重密度为 2460Kg/m3,顶升中的 混凝土承受向上的泵送压力 F，向下的混凝土自重重力 G、钢管柱壁 与混凝土的摩擦阻力 Fz、空气压强压力 Fy： F=G+Fz+Fy G=ρ g=2460×9.8×4.2×0.82528=83.563KN 混凝土与钢柱柱壁摩擦系数μ 取 0.2。Fz=Gμ =16.71KN Fy=101325Pa×0.82528=83.62KN F=83.563+16.7+83.62=183.893KN 泵送管道采用国标125A管道， S1=3.14×0.0625×0.0625=0.0123 ㎡. P1=F/ S1=183.893KN/0.