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高抛免振捣混凝土施工工法
 
一、前言   
    高抛免振捣混凝土采用的是高位抛落法,即拌合物是具有很高的流
动性且不离析、不泌水、不经振捣或少振捣而利用浇筑过程中高处下
抛时产生的动能来实现自流平并充满钢管柱的混凝土。   
    高抛免振捣混凝土的生产、施工在我集团公司尚属首次,通过进行
高抛免振捣混凝土施工的科研攻关,(试配混凝土配合比和现场浇灌
模拟试验)并结合国内外高抛免振捣混凝土施工的成功经验,依据国
家现行规范,总结了一套行之有效的施工工法。  二、特点   
•  使用功能上的特点   
     高抛免振捣混凝土的重要特征是必须从高处抛落,使混凝土利用其
自身重量由高处抛落时产生的动能来实现自流平并充满管柱。   
•  施工方法上的特点   
    目前,钢管柱混凝土的浇筑方法主要有两种:高位抛落浇灌法和泵
送顶升法。本工法系指高位抛落浇灌法,它与泵送顶升法相比具有以
下特点:   
•  从浇筑形式上看,本工法所采用的浇筑方法是从上往下,在高位往
下抛落。泵送顶升法是从低位将混凝土注入钢管,由下往上,直至钢
管内注满混凝土。   
•  从施工准备上看,泵送顶升法比本工法施工准备时间长。   
•  从施工过程的控制程序上看,泵送顶升法比本工法的控制程序复:.
杂。   
•  从施工装置上看,泵送顶升法的施工装置要比本工法复杂。泵送顶
升法要有止流装置、短管等。泵送顶升法还需在钢管柱上开进料口和
设置卸压孔洞,输送设备要求比较高。而本工法无需在钢管柱上开孔
和进行补焊。  三、适用范围   
高抛免振捣混凝土施工方法是适用于管径大于 350mm ,高度不小
于 4m 钢管混凝土柱。 
  四、工艺原理 
高抛免振捣混凝土的工艺原理是采用合理的配合比,使混凝土拌合
物具有很高的流动性,在高空抛落中不离析、不泌水,不经振捣或少
振捣而利用浇筑过程中在高处下抛时产生的动能达到自密实的要求。 
  五、工艺流程及操作要点  
 •  工艺流程   
    现场钢管柱的施工程序为:安装第 K 层的空钢管体系 → 支设
第 K 层楼板的梁、柱模板 → 穿第 K 层的梁、柱钢筋并绑扎 → 浇筑
第 K 层楼板混凝土 → 搭设第 K + 1 层梁板模板 → 安装第 K + 1 层
的空钢管体系 → 布设泵管 → 浇筑第 K 层的钢管混凝土 → 穿
第 K + 1 层的梁、柱钢筋并绑扎……如此循环。  
 •  操作要点   
•  浇筑时管内不得有杂物和积水,先浇筑一层 100~200mm 厚与混
凝土强度等级相同的水泥砂浆,以防止自由下落的混凝土粗骨料产生
弹跳。   :.
•  泵管出料口需伸入钢管内,利用混凝土下落产生的动能来达到混
凝土的自密实。   
•  当抛落的高度不足 4m 时,用插入式振捣棒密插短振,逐层振捣。
振捣棒垂直插入混凝土内,要快插慢拔,振捣棒应插入下一层混凝土
中 5 ~ 10cm 。振捣棒插点按梅花形均匀布置,逐点移动,按顺序进
行,不得漏振,每点振捣时间不少于 60s 。管外配合人工木槌敲击,
根据声音判断混凝土是否密实,每层振捣至混凝土表面平齐不再明显
下降,不再出现气泡,表面泛出灰浆为止。   
•  除最后一节钢管柱外,每段钢管柱的混凝土,只浇筑到离钢管顶
端 500mm 处,以防焊接高温影响混凝土的质量。   
•  除最后一节钢管柱外,每节钢管柱浇筑完,应清除掉上面的浮浆,
待混凝土初凝后灌水养护,用塑料布将管口封住,并防止异物掉入。
安装上一节钢柱前应将管内的积水、浮浆、松动的石子及杂物清除干
净。   
•  当最后一节浇筑完毕后,应喷涂砼养护液,用塑料布将管口封住,
待管内混凝土强度达到要求后,用与混凝土强度相等的水泥砂浆抹
平,盖上端板并焊好。   
•  浇筑过程中,必须由专人对混凝土的质量进行监控,及时作好塌
落度检测,对有和易性、塌落度不达标等现象的混凝土坚决不准使用。
每台班混凝土取样不少于 2 组。  
 六、材料: 
  •  胶凝材料  :.
 可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。水泥应具
有较低的需水性,同时还应考虑其与高效减水剂的相容性。掺用的矿
物细掺料也应具有低需水性、高活性。综合考虑后宜采用强度等级
为  的硅酸盐水泥。 
  •  骨料   
    骨料的粒径、尺寸和级配对高抛免振捣混凝土拌合物的施工性,
尤其拌合物通过的间隙影响很大。高抛免振捣混凝土的骨料采用粒
径 5mm~25mm 的石子、粒径 5mm~10mm 的小石子,细度模数
为  ~  的中砂。粗骨料的最大粒径,当使用卵石时为 25mm ,
使用碎石时为 20mm 。施工过程中严格控制砂中粉细颗粒的含量和石
子的含泥量,砂子的含泥量一般不宜大于 2% ,石子的含泥量一般不
宜大于 1% 。砂中粉细颗粒含量通过  mm 筛孔量不小于 5% 。  
 •  外加剂   
    对高抛免振捣混凝土外加剂性能的要求为:有优质的流化性能,
保持拌合物的流动性、合适的凝结时间与泌水率、良好的泵送性;对
硬化混凝土的力学性质、干缩和徐变无不良影响,耐久性(抗冻、抗
渗、抗碳化、抗盐浸)好。同时为避免钢管与混凝土间的微小空隙,
必须在混凝土中加入微膨胀剂。  
 •  掺合料   
    掺合料采用Ⅰ级粉煤灰。   
•  . 配合比   
    高抛免振捣混凝土的配合比应满足拌合物施工性能的要求。因此,:.
与相同强度等级的普通混凝土相比,它具有较大的浆骨比,砂率较大,
细掺料用量多。为了保证耐水性,水胶比一般不宜大于  。采用如
下配合比设计。 
 
•  混凝土输送泵。   
•  混凝土输送管:规格可选φ 100 、φ 125 和φ 150mm 等,并配有
各种拐弯角度的短管。  
 •  振捣棒。   
•  混凝土输送泵应备有足够功率和稳定电压的电源。同时应备有应
急发电设备。   
•  浇筑现场与混凝土搅拌站以及浇筑现场的前、后台之间必须有可
靠的通讯联络设备。 八、劳动力组织和安全  
 •  劳动力组织   
本工法的劳动力配备如下: 
 :.
 
(二)检查质量的方法   
( 1 )敲击法。即通过声音来分析管内混凝土是否密实。用质检专
用的 3 号钢锤进行敲击检查,每层每根钢管柱进行全检, 7 天、 28 天
共两次(敲击时间不宜过早,以免影响混凝土与钢管壁的粘结)。检
查方法为沿柱周边取等距离若干个点,从柱底敲至柱顶。注意:正常
情况下,由于钢管混凝土柱由于两端固定的原因,振幅不同,柱中间
与柱两端的敲击声响不一致。如出现第三种声音,则视为异常。  ( 2 ):.
超声波检测法。对钢柱内的砼是否密实,可用超声波进行逐个检查。
测试频率宜选择在 40‐100KHZ 范围内。   
(三)管内混凝土的质量标准和检验方法   
    一般情况下,按柱子数量的 25% 抽查,但不少于 3 根柱子。检验
的标准和方法见下表: 
 
 :.
(二)经济效益   
    深圳市民中心(中区)工程共完成钢管柱  吨,浇筑强度
等级为 C50 的高抛免振捣混凝土  3 ,普通 C50 混凝土单价
为  元 / m 3 ,免振捣混凝土单价为  元 / m 3 ,原材料成本
增加支出金  万元。采用高抛免振捣混凝土后节约人工、机械等
施工费用  万元,节约机械台班费  万元,综合后共降低成
本  万元,平均每方混凝土节约  元,节约率达 % 。   
    虽然材料成本较普通混凝土有大幅度提高,但采用高抛免振捣混
凝土后加快了施工速度、减少劳动强度、保证了工程质量,降低了施
工成本,取得了良好的经济效益。   
(三)社会效益   
    吸引了各方面专家学者前来工地考察,新闻媒体对工程的进展进
行了全方位的报道,为公司赢得了良好的社会效益。 
 十一、应用实例   
(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区,中区部分地下 2 层,
方塔 15 层,圆塔 12 层,其主体结构为钢-钢筋混凝土结构,共有钢
管柱 70 根,其中圆塔 14 根,方塔 56 根。钢管柱安装工程量
为  吨,共浇筑强度等级为 C50 的高抛免振捣混凝
土  3 。施工中高抛免振捣混凝土的实际拌制情况如下:   
•  原材料   
•  水泥:湖南“韶峰”  水泥。   :.
•  外加剂:深圳市兆深公司 KFDN‐SP3000 高性能早强型混凝土外加
剂,减水率达到 40% 。  •  掺合料:深圳妈湾电厂Ⅰ级粉煤灰。广西
“云燕” AEA 抗裂防水膨胀剂。  
 •  砂子:东莞中砂,含泥量  %,泥块含量 %  :.
 
(二) 深圳赛格群星广场工程   
    深圳赛格群星广场工程,安装钢管柱 11 根,总高度  ,浇
注高抛免振捣钢管混凝土  3 ,地下 3 层~地上 12 层的强度
等级为 C60 , 13 层~ 29 层的强度等级为 C50 。   
(三)深圳港丰大厦工程   
    深圳港丰大厦工程,用强度等级为 C45 的高抛免振捣混凝土对主
体钢筋混凝土柱加固,每层 16 根,原截面尺寸为 1500 × 1200mm ,
加固完截面尺寸为 1700 × 1400mm ,加固从地下室至转换层,地下
室柱长 10 m ,地上五层,每层层高  m ,总加固高度为