高拋免振搗混凝土施工工法(編號：SZJXGF01-)中鐵建工集團有限企業深圳分企業一、序言

高拋免振搗混凝土采用的是高位拋落法，即拌合物是具有很高的流動性且不離析、不泌水、不經振搗或少振搗而運用澆筑過程中高處下拋時產生的動能來實現自流平并充斥鋼管柱的混凝土。

高拋免振搗混凝土的生產、施工在我集團企業尚屬初次，通過進行高拋免振搗混凝土施工的科研攻關，（試配混凝土配合比和現場澆灌模擬試驗）并結合國內外高拋免振搗混凝土施工的成功經驗，根據國家現行規范，總結了一套行之有效的施工工法。二、特點?

使用功能上的特點

高拋免振搗混凝土的重要特性是必須從高處拋落，使混凝土運用其自身重量由高處拋落時產生的動能來實現自流平并充斥管柱。?

施工措施上的特點

目前，鋼管柱混凝土的澆筑措施重要有兩種：高位拋落澆灌法和泵送頂升法。本工法系指高位拋落澆灌法，它與泵送頂升法相比具有如下特點：?

從澆筑形式上看，本工法所采用的澆筑措施是從上往下，在高位往下拋落。泵送頂升法是從低位將混凝土注入鋼管，由下往上，直至鋼管內注滿混凝土。?

從施工準備上看，泵送頂升法比本工法施工準備時間長。?

從施工過程的控制程序上看，泵送頂升法比本工法的控制程序復雜。?

從施工裝置上看，泵送頂升法的施工裝置要比本工法復雜。泵送頂升法要有止流裝置、短管等。泵送頂升法還需在鋼管柱上開進料口和設置卸壓孔洞，輸送設備規定比較高。而本工法無需在鋼管柱上開孔和進行補焊。三、合用范圍

高拋免振搗混凝土施工措施是合用于管徑不小于350mm，高度不不不小于4m鋼管混凝土柱。四、工藝原理

高拋免振搗混凝土的工藝原理是采用合理的配合比，使混凝土拌合物具有很高的流動性，在高空拋落中不離析、不泌水，不經振搗或少振搗而運用澆筑過程中在高處下拋時產生的動能到達自密實的規定。五、工藝流程及操作要點?

工藝流程

現場鋼管柱的施工程序為：安裝第K層的空鋼管體系→支設第K層樓板的梁、柱模板→穿第K層的梁、柱鋼筋并綁扎→澆筑第K層樓板混凝土→搭設第K＋1層梁板模板→安裝第K＋1層的空鋼管體系→布設泵管→澆筑第K層的鋼管混凝土→穿第K＋1層的梁、柱鋼筋并綁扎……如此循環。?

操作要點?

澆筑時管內不得有雜物和積水，先澆筑一層100~200mm厚與混凝土強度等級相似的水泥砂漿，以防止自由下落的混凝土粗骨料產生彈跳。?

泵管出料口需伸入鋼管內，運用混凝土下落產生的動能來到達混凝土的自密實。?

當拋落的高度局限性4m時，用插入式振搗棒密插短振，逐層振搗。振搗棒垂直插入混凝土內，要快插慢拔，振搗棒應插入下一層混凝土中5～10cm。振搗棒插點按梅花形均勻布置，逐點移動，按次序進行，不得漏振，每點振搗時間不少于60s。管外配合人工木槌敲擊，根據聲音判斷混凝土與否密實，每層振搗至混凝土表面平齊不再明顯下降，不再出現氣泡，表面泛出灰漿為止。?

除最終一節鋼管柱外，每段鋼管柱的混凝土，只澆筑到離鋼管頂端500mm處，以防焊接高溫影響混凝土的質量。?

除最終一節鋼管柱外，每節鋼管柱澆筑完，應清除掉上面的浮漿，待混凝土初凝后灌水養護，用塑料布將管口封住，并防止異物掉入。安裝上一節鋼柱前應將管內的積水、浮漿、松動的石子及雜物清除潔凈。?

當最終一節澆筑完畢后，應噴涂砼養護液，用塑料布將管口封住，待管內混凝土強度到達規定后，用與混凝土強度相等的水泥砂漿抹平，蓋上端板并焊好。?

澆筑過程中，必須由專人對混凝土的質量進行監控，及時作好塌落度檢測，對有和易性、塌落度不達標等現象的混凝土堅決不準使用。每臺班混凝土取樣不少于2組。六、材料：?

膠凝材料

可選用硅酸鹽水泥、一般硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥。水泥應具有較低的需水性，同步還應考慮其與高效減水劑的相容性。摻用的礦物細摻料也應具有低需水性、高活性。綜合考慮后宜采用強度等級為42.5的硅酸鹽水泥。?

骨料

骨料的粒徑、尺寸和級配對高拋免振搗混凝土拌合物的施工性，尤其拌合物通過的間隙影響很大。高拋免振搗混凝土的骨料采用粒徑5mm~25mm的石子、粒徑5mm~10mm的小石子，細度模數為3.0～2.6的中砂。粗骨料的最大粒徑，當使用卵石時為25mm，使用碎石時為20mm。施工過程中嚴格控制砂中粉細顆粒的含量和石子的含泥量，砂子的含泥量一般不適宜不小于2%，石子的含泥量一般不適宜不小于1%。砂中粉細顆粒含量通過0.16mm篩孔量不不不小于5%。?

外加劑

對高拋免振搗混凝土外加劑性能的規定為：有優質的流化性能，保持拌合物的流動性、合適的凝結時間與泌水率、良好的泵送性；對硬化混凝土的力學性質、干縮和徐變無不良影響，耐久性（抗凍、抗滲、抗碳化、抗鹽浸）好。同步為防止鋼管與混凝土間的微小空隙，必須在混凝土中加入微膨脹劑。?

摻合料

摻合料采用Ⅰ級粉煤灰。?

.配合比

高拋免振搗混凝土的配合比應滿足拌合物施工性能的規定。因此，與相似強度等級的一般混凝土相比，它具有較大的漿骨比，砂率較大，細摻料用量多。為了保證耐水性，水膠比一般不適宜不小于0.4。采用如下配合比設計。等級水灰比砂率（％）水(Kg/m3)水泥(Kg/m3)砂(Kg/m3)C500.2943180485667石(Kg/m3)(5~25mm)小石(Kg/m3)(5~10mm)外加劑(Kg/m3)KFDN-SP3000粉煤灰(Kg/m3)膨脹劑(8％)27363828.0310350?

性能指標

強度等級：C50，塌落度SIP≥255mm，擴展度≥600mm，充填性H≤5mm，流動性≥700mm，抗離析性△G≤7%，保塑性90min內。七、機具設備?

混凝土輸送泵。?

混凝土輸送管：規格可選φ100、φ125和φ150mm等，并配有多種拐彎角度的短管。?

振搗棒。?

混凝土輸送泵應備有足夠功率和穩定電壓的電源。同步應備有應急發電設備。?

澆筑現場與混凝土攪拌站以及澆筑現場的前、后臺之間必須有可靠的通訊聯絡設備。八、勞動力組織和安全?

勞動力組織本工法的勞動力配置如下：工種人數工作內容管理人員2指揮調度試驗人員1監測混凝土塌落度、和易性等振搗工2振搗放料工2泵車前放料、清理混凝土工3安裝、拆卸泵管木工1敲擊鋼管以檢查混凝土的密實性機械操作人員2操作混凝土輸送泵電工2保障現場用電?

施工中的安全措施?

操作平臺應搭設牢固，施工人員在上面操作時必須系好安全帶。?

使用振搗棒的作業人員，應穿膠鞋，戴絕緣手套，使用帶有漏電保護的開關箱。?

夜間作業，應有足夠的照明設備，并防止眩光。?

清管時，管端應設置擋板或安全罩，嚴禁在管端站立人員，以防噴射傷人。?

拆除泵管接頭時,應先進行多次反抽，卸除管道內混凝土壓力,以防混凝土噴出傷人。九、質量規定?

本工法執行的有關原則

本工法重要執行的是《高強混凝土構造技術規程》、《鋼管混凝土構造設計與施工規程》。（二）檢查質量的措施（1）敲擊法。即通過聲音來分析管內混凝土與否密實。用質檢專用的3號鋼錘進行敲擊檢查，每層每根鋼管柱進行全檢，7天、28天共兩次（敲擊時間不適宜過早，以免影響混凝土與鋼管壁的粘結）。檢查措施為沿柱周圍取等距離若干個點，從柱底敲至柱頂。注意：正常狀況下，由于鋼管混凝土柱由于兩端固定的原因，振幅不一樣，柱中間與柱兩端的敲擊聲響不一致。如出現第三種聲音，則視為異常。（2）超聲波檢測法。對鋼柱內的砼與否密實，可用超聲波進行逐一檢查。測試頻率宜選擇在40-100KHZ范圍內。（三）管內混凝土的質量原則和檢查措施

一般狀況下，按柱子數量的25%抽查，但不少于3根柱子。檢查的原則和措施見下表：序號檢查項目質量原則檢查措施及器具1混凝土構成材料的品種、規格和質量必須符合設計規定和有關現行原則的規定檢查出廠證件和試驗匯報2混凝土強度必須符合設計規定檢查混凝土強度3混凝土澆灌振搗密實鋼管混凝土密實無空隙施工過程檢查4混凝土配合比及構成材料計量偏差必須符合設計規定檢查攪拌記錄5混凝土施工措施應符合有關現行施工規程的規定觀測檢查和檢查混凝土施工記錄（四）混凝土缺陷的處理

如發現局部混凝土不密實，應在鋼管壁上鉆孔并壓漿補強，壓漿補強后將鉆孔塞焊補平。十、效益分析（一）技術效益

高拋免振搗混凝土技術，是對鋼管混凝土構造施工工藝的深入完善，可減輕工人的勞動強度，防止人為影響混凝土質量的原因，有效地控制混凝土的質量，加緊施工進度。表一：同種配合比狀況下混凝土振搗與自密實強度對比

3天強度7天強度自密實的砼54.7MPa59.4Mpa經振搗的砼56.2MPa60.9Mpa表二：數據記錄

坍落度(mm)擴展度(mm)流動度(mm)填充性(mm)初始記錄27074091021小時后27075092031.5小時后2757559103

從成果可以看出,高拋免振搗混凝土的3天強度已經到達規定的C50混凝土的設計強度等級，滿足施工需要。（二）經濟效益

深圳市民中心（中區）工程共完畢鋼管柱3458.86噸，澆筑強度等級為C50的高拋免振搗混凝土2710.4m3，一般C50混凝土單價為469.2元/m3，免振搗混凝土單價為544.3元/m3，原材料成本增長支出金20.36萬元。采用高拋免振搗混凝土后節省人工、機械等施工費用19.78萬元，節省機械臺班費14.82萬元，綜合后共減少成本14.24萬元，平均每方混凝土節省52.5元，節省率達9.6%。

雖然材料成本較一般混凝土有大幅度提高，但采用高拋免振搗混凝土后加緊了施工速度、減少勞動強度、保證了工程質量，減少了施工成本，獲得了良好的經濟效益。（三）社會效益

吸引了各方面專家學者前來工地考察，新聞媒體對工程的進展進行了全方位的報道，為企業贏得了良好的社會效益。十一、應用實例（一）深圳市民中心工程

深圳市民中心工程位于深圳市福田中心區，中區部分地下2層，方塔15層，圓塔12層，其主體構造為鋼－鋼筋混凝土構造，共有鋼管柱70根，其中圓塔14根，方塔56根。鋼管柱安裝工程量為3458.86噸，共澆筑強度等級為C50的高拋免振搗混凝土2710.4m3。施工中高拋免振搗混凝土的實際拌制狀況如下：?

原材料?

水泥：湖南“韶峰”P.O.42.5水泥。?

外加劑：深圳市兆深企業KFDN-SP3000高性能早強型混凝土外加劑，減水率到達40%。?

摻合料：深圳媽灣電廠Ⅰ級粉煤灰。廣西“云燕”AEA抗裂防水膨脹劑。?

砂子：東莞中砂，含泥量1.6％，泥塊含量1.0%，?

石子：深圳鹽田5-25mm碎石，含泥量0.3%，泥塊含量0.15%，壓碎指標9.7%。深圳華達石場5-10mm碎石，含泥量0.9%。?

水泥確定

為確定水泥的品種，選用了“韶峰”、“華潤”、“銀羊”三種品牌的水泥進行試驗，其成果如下表：序號水泥品種W/C外加劑摻量（%）塌落度（cm）擴展度（cm）28天抗壓強度（Mpa）初始靜停1h初始靜停1h1

韶峰0.354.325.525.066062055.320.324.627.026.570067059.130.294.927.027.074070071.44

華潤0.353.625.524.565059053.850.323.926.026.568070056.560.294.228.028.072071065.77

銀羊0.353.525.020.560040054.280.323.825.520.068039057.590.294.126.522.072041060.5

從上述試驗中可以看出，“銀羊”水泥在靜停1h后塌落度和擴展度損失太大，“韶峰”水泥水灰比為0.32時，28天抗壓強度能滿足C50混凝土抗壓強度規定，塌落度、擴展度在靜停1h后仍能滿足高拋免振搗自密實混凝土的性能指標。?

配合比

水灰比為0.32時，減水劑的摻量對塌落度的影響試驗，成果如下圖：

通過上述試驗，可知KFDN-SP3000摻量在4.0%-4.6%區間較為合適。通過近一步試驗，流動度也能滿足規定，但充填性試驗達不到指標規定。通過加大砂率及加大粉煤灰摻量等措施，使混凝土的各項指標均能滿足規定。（1）混凝土的配合比最終確定如下表：等級水灰比砂率（％）水(Kg/m3)水泥(Kg/m3)砂(Kg/m3)C500.2943180485667石(Kg/m3)(5~25mm)小石(Kg/m3)(5~10mm)外加劑(Kg/m3)KFDN-SP3000粉煤灰(Kg/m3)AEA膨脹劑27363828.0310350（2）混凝土配合比的性能指標如下表：塌落度（cm）擴展度（mm）流動度（mm）充填性（mm）初始1h1.5h初始1h1.5h初始1h1.5h初始1h1.5h272727.5740750755910920910233（3）抗離析性能試驗，成果見下表：靜停H1G1G1/H1H2G2G2/H2G1+G2H1+H2△G（%）初始23.097.420.32122.697.500.33114.9245.783.11.5h23.037.590.33022.957.290.31814.8845.983.4注：△G=［（G1/H1-G2/H2）］/［（G1+G2）/（H1+H2）］式中：△G為抗離析性，H1為一腔的混凝土重量，H2