高层钢结构超厚钢板现场焊接工法.docx

高层钢结构超厚钢板现场焊接工法（YJGF-38-91）1 概述高层建筑钢结构的安装施工精度要求，必须要有高质量的焊接工艺才能达到。特别是进口的A572，Cr42和Cr50合金高强度钢，对氢致裂纹的敏感性强（即对氢所引起的冷裂纹的倾向性大），在施工焊接中，对焊条的干燥、坡口及其两侧的清洁，焊接时的气候、温度等限制要求严格，当构件截面大、钢板厚（=130mm，属超厚钢板）时，不适当的焊接顺序或施焊方向都会引起扭曲变形。超厚钢板现场焊接工法就是针对性焊接时温度引起的不均匀收缩变形，采用热量集中、熔深较大、电弧穿透力强、变形小的一种CO2气体半自动保护焊工法。焊接时采用对称焊接和增加反变形以及预留变形的措施，尽可能地减小变形和焊接残余应力。高层钢框架梁、柱的焊缝，经过超声波探伤检查，达到美国焊接协会AWSD11-（84）标准中的最高D级，质量优良，填补了我国超厚钢板焊接的空白。本工法适用于高层建筑钢结构安装工程中厚=130mm钢板的焊接。本工法于1998年5月通过了中建总公司技术鉴定。技术达到了国际先进水平，同年被评为中建总公司科技成果一等奖。1989年获国家科技进步三等奖。2 技术及机具、设备、材料的准备2.1 技术准备(一) 编制钢结构安装施工技术方案、焊接施工要领书、焊接施工实施细则书和焊接超声波探伤规定。(二) 收集有关的国内外规范及标准，其中包括：a) AISC美国钢结构学会房屋钢结构设计制造和安装规范；b) AWS美国焊接学会结构焊接规范；c) ASTM美国试验和材料协会标准；d) GBJ17-88钢结构设计规范；e) GB50205-95钢结构施工及验收规范。(三) 施工前，对焊工、探伤工必须进行严格的培训。要求焊工百分之百地取得焊接或探伤的合格证，都能熟练地掌握这门技术，凭证上岗操作。2.2 机具设备以深圳发展中心的钢结构施工为例，其施工机具见表1和表2。工 具 表1 焊接设备和辅助设备 表22.3 主要材料所用实心焊丝及电焊条的规格示于表3。CO2气体广州产。 实心焊丝（CO2及Ar-CO2）及手工电弧焊条 表33 劳动组织柱和梁均采用对称双向焊，焊工4人（含预热清渣2人），每昼夜两个班，共8人；结构也采用对称焊，分6个组共48人；测量工6人；探伤工4人。4 施焊工艺4.1 工艺原理CO2气体保护半自动焊的工艺见图1所示。CO2气体保护半自动焊是用滚轮送给的焊丝通过导电嘴给电，在焊丝与母材之间发生电弧，进行熔焊接合，为了保护电弧及熔融金属，由焊炬前头的喷嘴流出CO2气体。 图1 CO2气体保护焊工艺图4.2 施焊程序及应力控制为了减少焊接收缩变形的结构偏位及内应力过大产生的影响，采用了结构对称、节点对称的全方位对称连续焊接，见图2、图3。由于焊接过程中进行局部高温加热及快速冷却，形成了一种特定的温度场，导致了焊接构件产生焊后的残余力或变形，以及金属组织的变化。因此，采取了相对措施。节点焊接（见图4）注：、在（3）、（4）处同时对称焊；、根据先用手工电弧焊打底4-5层，然后再用CO2焊，两条缝预热温度必须同时保证规定的温度。单件焊接箱形柱与箱形柱焊接工艺见图4，焊接顺序见图5，焊接工艺见图6。(2) H型钢梁的焊接见图7。 箱形钢梁焊接见图8。柱与梁的焊接见图9。 图2 某钢结构建筑钢梁焊接平面图 图3 某钢结构建筑钢梁、钢栓焊接立面图图4 梁的节点焊接工艺示意 图5 箱形柱与箱形柱的焊接顺序 图8 箱形钢梁焊接图图9 柱与梁焊接4.3 各类焊接工艺各类焊接工艺顺序如图10所示。 图10 焊接工艺顺序框图4.4 施焊方法(一) 焊前准备：为防止焊接根部产生缺陷，在每个焊口焊接前，应对坡口及其周边50mm的范围以及垫板、引弧板等用砂轮机、钢丝刷认真地清除防锈漆及杂物。(二) 焊件预热、后热：为防止焊缝产生裂纹，应针对板厚、气候、风力等不同情况，对焊件进行预热、后热和保持施焊中的层间温度，详见表4。 表4 注：开口部最高温度达600时，需距离开口部200mm往返等温升温，若用火焰加热器升温，则燃烧器需离开加热面50-55mm左右，以防止过热（集中）。 用500表面测温器按间距约300mm，在不少于三点处测试，以求温度等温上升分布均匀。(三) 主要参数：参数的选择应根据焊件厚度、坡口形式、焊接位置气候条件及参数相互影响等诸条件选用。 焊丝与电流（见表5）。 表5 焊丝伸长度10d,d为焊丝直径。 喷嘴与母材距离12-15mm。 CO2气体流量35-65L/min（风速2m/s）。4.5 焊接注意事项(一) 焊接框架结构时，考虑结构刚度对焊接变形的约束作用，采取“先里后外”增大结构刚度的焊接顺序；同时，应考虑柱的预留变形和反变形措施。(二) 焊接时，必须先焊梁，再焊柱，避免柱产生过大的附加约束力。(三) 宽翼缘工字型钢柱，采用半熔透焊接时，焊缝的收缩变形值较小。(四) 工种之间必须密切配合，测量的数据应及时反馈到焊接负责人。通过焊前、焊后的测量数据，探索它的变形规律，由吊装及时配合采用反变形等方法来纠正。不能采取反变形的部位，可临时改变焊接顺序，利用焊接的变形规律来纠正。5 质量检查5.1 超声波检查所有坡口和熔透焊缝均全部用超声波检查，同时对母材坡口两侧150-300mm范围进行叠层检查。根据美国焊接协会AWSD11-（84）中超声波探伤标准，我们采用A型脉冲反射式超声波探伤，以单斜头接触法为主进行探伤。(一) 对厚板焊缝，探头的移动区为PTK+50mm或PTtgB+50mm（式中T为板厚）。(二) 对于厚板焊缝，最好从A面和B面四侧进行探伤；如条件限制，可以从一面或一侧、一面或二侧用半声程或全声程程探伤。(三) 对于T型接头焊缝，从A面和B面进行探伤，必要时用直探头从C面进行探伤。(四) 为使超声波能全面检查超厚钢板（60mm）焊缝，分别采用45、60、75探头探伤。(五) 所有焊缝最好用半声程进行探伤，但在客观条件限制下，不能磨平焊缝时，采用全声程进行探伤。5.2 测试分析（一） 测试结果，箱形梁焊缝的横向收缩值较大，最大收缩值为7.2mm，平均收缩值为3.27mm。箱形梁焊接后各坡口的尺寸有所变动，使得收缩值变化不均匀。个别测点出现负值，是因为先焊接点的收缩使得边柱节点坡口间隙变大所致。（二） 宽翼缘工字钢梁焊缝横向收缩值与箱型梁收缩值接近。最大收缩值6.08mm，平均收缩值为3.79mm。（三） 框架柱对节点的平均错位为3.13mmL/500（柱层高）的层间允许变形值。因此证明，施工中采取的反变形措施和先焊内部的承重结构并使内部钢架与剪力墙连为一体形成强大的刚体的作法，可以有效地抵御框架梁柱的焊接变形。（四） 柱焊缝纵向收缩变形测定，当箱形柱截面为970970100mm时，焊接后焊缝的最大收缩变形为2.7mm；宽翼缘工字钢柱的栓焊混用连接节点，当翼缘采用半熔透焊接，腹板用高强螺栓连接时，焊缝收缩值不大，柱的最大收缩值为1mm。6 效益分析 CO2气体半自动保护焊与手弧焊比较具有以下优点：(一) 焊接成本低CO2气体焊只有埋弧自动焊和手工电弧焊的40-50%左右。(二) 生产率高，实心焊丝的CO2电弧穿透能力强，熔深大，而且焊丝的熔化率高，所以熔敷速度快，生产率比手工电弧焊高1-4倍，焊着率高，CO2焊约为95%，手弧约为55-65%。(三) 表面焊渣少，减少了清渣工序。(四) 焊丝头使用剩余量少，经济合算。(五) 由于熔化金属的含氢量比低轻型焊条低，生产缺陷少，因此抗拉强度和机械性能好。(六) 节约电能，焊板=6.0mm的标准焊接，焊缝1m长时所耗电：CO2焊为0.7kWh；手弧焊为2.06kWh，即CO2焊比手弧焊节电40%。尽管CO2气体保护半自动焊有上述优点，但也存在需要克服的问题：(1) 在有风的地方使用困难，在风速2m/s以上时，需采取防风措施或增加CO2流量（见图11）。 图11 风速、气体流量和所孔发生的关系(2) 焊接装置的可搬性差。7 工程实例1986年5月-1987年5月，在深圳发展中心大厦超高层钢结构安装工程中采秀了本超厚钢板焊接工法。该工程地上43层，地下1层总高度为165.3m，最长的单根柱9.65m，钢板厚=130mm，柱重36.7t，箱形钢梁最长为19.5m，截面为965915mm，钢板厚=127mm，其用钢材11049t。在该工程中，选用CO2气体半自动焊超厚钢板焊接方法后，为我国钢结构安装焊接工艺中防止焊接变形的规律积累了大量数据，为制定我国钢结构规范提供依据。该工程取得了130mm超厚钢板焊接施工的成功和超高层钢结构安装精度的控制。全部焊缝共5233条，折合长度354km，均通过超声波探伤，整个大厦达到美国焊接质量等级中最高的D级（即AWSD11-84），质量优量。该工程的安装精度：柱子层间的垂直度偏差远小于美国AISC标准的允许值，即垂直偏差为：内偏差25mm75mm；外偏差15mm50.8mm。通过超厚钢板焊接工法的应用，使钢结构的安装质量得到了充分保证，因而赢得优质、高速的技术经济效益。作者：王诚瑛钢筋混凝土电视塔滑模工法（GF/203019-92）超高构筑物-钢筋混凝土电视发射塔。塔身主体结构和桅杆与钢筋混凝土烟囱不尽相同，塔身外筒酷似烟囱，但收变径坡度远大于烟囱，且变断面多，还设有倒锥形的塔楼，并有钢筋混凝土剪力墙构成的电梯，楼梯井筒-内筒，通过横隔板使外筒和内筒连成整体，桅杆置于塔顶压顶之上，另成体系，由此，其施工难度远大于烟囱，采用滑模工艺施工，可连续施工，减少混凝土浇灌的施工缝，从而加强结构的整体性；操作得当，结构的施工偏差容易控制；措施正确，发生偏差容易纠正；施工后表面平整，从而能保证工程质量，外观美；避免高空悬空作业，操作方便安全、可靠；速度快、投资少，经济效益好；是项成熟的适合于超高构筑物施工工艺。1. 工法特点本法所采用的滑模工艺，系将一般钢筋混凝土烟囱滑模与筒体滑模相结合构成独特的平台结构形式，具有下列特点：(1) 塔体筒身主体施工采用“内外筒整体不等高同步滑升”-内筒混凝土的浇捣面高于外筒混凝土浇捣面-外筒内侧模板上口至辐射梁面的高度的方法，从而，能有效地保持平台结构的整体稳定性，控制结构的偏扭；钢筋混凝土桅杆采用“可变断面刚体平面滑模”施工。(2) 内高外低的滑模平台结构形式，采用外筒辐射梁与内筒外圈承力钢圈联结点做成铰接方式，辐射梁视为简支。其作用：系使滑升过程中，外筒体可能发生的旋转，而产生对内筒的影响减小到最低限度，以保证内电梯井筒的垂直度，并最大限度地防止扭转。(3) 外筒提升架与辐射梁接触处，设置全封闭轴承加钢套，变滑动磨擦为滚动磨擦，从而使收分省力；由于外筒收分率大，直径变化多，围圈要按不同弧度制成几种并在滑升过程中更换，在外筒固定模板两侧对称设置滑动模板，并在撑顶活动围圈的紧定支撑端部安些全封闭轴承，使收分均匀而减少扭转因素。外筒周围在内外固定模板上均匀对称地布置防扭条（隔20），嵌入砼内20mm，以防止滑模平台旋转。(4) 千斤顶布置采用36等分外筒园周，径向与环向相间布置，这样便于纠正扭转，防止平台飘移。(5) 垂直和水平运输方式：垂直运输方式摒弃“内爬塔”和“外爬塔”方案，采用一台“人货两用双笼电梯”安装于电梯井筒内，罐笼设计成既可载人又可载混凝土熟料-其上部为混凝土运输罐，可装运混凝土0.8m3，下部为载人笼，可乘员8-12人，从而实现了混凝土运输和人员上下集于一台施工电梯即可解决超高构筑物的垂直运输问题，开拓了一条高耸构筑物施工垂直运输机械的新路。滑模平台上使用悬挂式环形水平运输系统，从而解决了平台上空间尺寸狭窄，混凝土水平运输难以通行的问题，提高了机械化作业程度。(6) 混凝土养生方法，摒弃传统的淋水养生法，采用上海天原化工厂生产的RT-175水泥养生液，此法对混凝土无不利影响，且简单方便，同时不影响隔板和地面的施工与操作。2 适用范围本工法可用“外园内方”或“外园内园”等筒中筒高耸构筑物的施工，同时对高层框剪体系建筑物的滑模施工也可借鉴。3 施工程序(一) 内、外筒外模施工至塔身第二个横隔板（标高10m）-外筒至横隔板面、内筒高于板面1m，其原因之一，第一个横隔板下留洞较多，收分坡度大，如在0.00组装试滑，困难较大利少弊多；之二，必须在锥壳预留洞口作运输通道，且需待滑升完成后才能补浇。将10m及以下的横隔板采用翻模施工完毕。(二) 内外筒在10m横隔板面组装滑模-外筒采用无约束法，内筒采用有约束法，试滑。(三) 内外筒筒身整体滑升，其间穿插施工。(1) 塔楼以下的横隔板在滑升施工筒身时穿插施工。a) 在横隔板梁的设计标高位置留设梁洞；b) 滑模平台滑升到高于隔板标高3.7m时，停止混凝土浇灌，采取停滑措施，高于4m时，停滑；c) 将钢梁用平台扒杆吊至滑模平台，在适当位置拆除平台铺板，用葫芦或滑轮将钢梁吊下；d) 施工人员在滑模下层吊脚手架上将钢梁安装就位；e) 滑模平台空滑，使下层脚手架高于横隔板设计标高；f) 用平台扒杆将压型钢板吊运至平台下，并安装；g) 在压型钢板上绑扎钢筋，浇捣混凝土；h) 横隔板混凝土浇捣完毕后，筒身连续滑升。(2) 楼梯采用翻模施工，与滑模滑升施工（相隔一定距离）同步进行-在滑模吊脚手架下。(3) 塔楼环形牛腿施工，滑升至环形牛腿下口约200-300mm时，外筒空滑，待模板下口至环形牛腿上部时停滑，支模现浇，拆除滑模板后继续滑升，其步骤为：a) 外筒壁混凝土浇捣至距牛腿下部约200-300mm时，停止浇捣，随内筒混凝土的浇捣提升而加固支承杆，作空滑处理，内筒分三次浇至停滑高度；b) 外筒模板下口滑升距牛腿上部300mm时暂停滑升，在第二层外吊脚手架上安装塔楼吊装需设的安全操作平台支架。c) 随平台提升，安装安全操作平台板、栏杆，并拆除第二层吊脚手架的脚手板及横挡；d) 内筒混凝土亦停止浇捣，采取停滑措施，提升300mm，并加固内筒支承杆，此时外筒滑模模板下口与牛腿上口平；e) 利用安全操作平台，吊脚手架绑扎环形牛腿钢筋，埋设铁件，支模；f) 分层浇捣混凝土至滑模模板内高度约50-100mm处，待强度达到50%后拆除所支模板，再继续浇捣、滑升上部筒体。(4) 滑模拆除：由于塔身顶部的桅杆底座壁厚尺寸递增幅度极大，滑模装置已不能适应，只能采用常规翻模施工，故滑模平台部份构件要在桅杆底座施工前拆除，其拆除前混凝土浇捣至底座插筋伸入筒壁位置，即采取停滑措施，随提升而加固支承杆，提升至辐射梁面与底座下口停止，停滑后，绑扎节点处伸入筒壁的钢筋，支模，筒壁混凝土浇捣至底座底，将幅射梁嵌入筒壁结构中，混凝土强度达50%，进行模板拆除，其步骤为：a) 清除平台上不需要的机具，设备，吊运至地面；b) 逐段拆除吊脚手架及安全网，脚手板；c) 割断支承杆，拆除千斤顶，油路及电气系统；d) 拆除上操作平台及内筒部分操作平台；e) 拆除模板、围圈；f) 拆除提升架。(5) 塔身顶部的桅杆底座连接结点施工：a) 在滑模大部分构件拆除后，用槽钢将原辐射梁向内接长并加固；b) 支桅杆底座模板，绑扎钢筋，浇捣混凝土；c) 混凝土强度达70%，拆除底座模板，逐段切割辐射梁，钢圈运至地面；(四) 钢筋混凝土桅杆在筒身顶部桅杆底座处组装滑模，试滑；(五) 钢筋混凝土桅杆滑升施工；(六) 钢筋混凝土桅杆滑模装置拆除。塔身及桅杆滑模施工的工艺流程见图一。 图一4 操作要点(一) 掌握混凝土出模时间：滑模施工混凝土的出模强度对滑升的质量至关重要，掌握不好，出模混凝土会出现塌陷或拉裂等，为此，出模强度宜控制在10-30N/cm2在正常滑升中，出模时间控制在8-10h，用手指按混凝土表面，不粘手且有指印；由于构筑物高，应预先按不同气温、相对湿度、不同品种、规格材料配制好若干种混凝土配合比，以备施工中根据不同情况临时调整使用。(二) 制定混凝土的浇捣顺序：要根据不同高度混凝土的浇灌量，分小组流水作业，分层交圈，对称浇灌，浇灌层之间要间隔反向浇灌，对于预留洞两侧，亦应对称下料，对称浇灌。(三) 停滑采取措施：由于施工工艺需要或遇气候因素影响，需要停滑时，停滑前，除接槎应按施工缝要求处理外，为防止混凝土与模板粘牢，初期，每0.5h提升一个行程，共提3-4行程、后每1h提升一个行程，直到混凝土终凝为止；停滑期间，要对模板进行清理，涂隔离剂，以减少模板与混凝土的磨擦力。(四) 外筒模板的收分及抽拨：由于外筒壁收分变化幅度较大，收分率远大于烟囱，每一提升高度（25计）需根据不同收分率分段采取每提升2-4个行程便暂停提升，待调径丝杆调整一定位置后再继续提升，直至此提升高度完成为止，以避免内模反锥度太大而拉裂甚至提起模内混凝土，从而保证出模混凝土的光滑平整；模板的抽拨需待每等分中两侧的滑动模板都基本到位后再进行，以免一侧抽拨而引起平台扭转。(五) 外筒活动围圈的更换：由于外筒直径变化较在，在滑升中需几次更换活动围圈，更换时将模板提升至板内夹住600-700mm已浇捣好的混凝土时，先下后上，逐段更换，不得将原有围圈同时取下后，再安新围圈，以免模板发生向下滑动。(六) 垂直度的观测和校正要考虑日照、温差的影响：由于日照使筒身阳面和阴面产生温差，按热胀冷缩规律而产生不同的伸长，由于筒身的长细比大，日照使筒身产生的弯曲经理论计算当施工高度及温差较大时，顶端移位甚大，其移位足以严重影响测量校正的准确性，因此，当施工高度较大时，最好能在无阳光照射的时候（阴天、早上）进行垂直度的观测和校正。5 主要机具设备(一) 滑模系统滑模操作平台的辐射梁、钢圈、提升架、围柃模板等根据设计进行加工制作；液压系统的控制台（YKT-36带付油箱）、千斤顶（GYD-35）需用量及其配套部件按设计要求均可在市场采购。(二) 垂直运输系统：主机为起重量2t、H=240m（高度按构筑物确定）国产双笼建筑人、货两用电梯一部（上海建筑研究所设计、宝山建机厂制造），辅助设备为平台扒杆（自制）配以5t慢速卷扬机二台。(三) 测量试验系统：BJ-84一台和TDY-2三台激光铅直仪，J2、JD型（He-Ne，JD-型电源）激光经伟仪一台，FA-32型自动安平水准仪一台，S1精密水准仪一台，风速测定仪、贯力阻入仪、气温自动记录仪各一台。6 质量标准(一) 混凝土及钢筋混凝土按GB50204-92“混凝土结构工程施工及验收规范”规范执行。(二) 滑模按JGJ9-78“液压滑升模板工程设计与施工规定”执行。(三) 钢筋焊接按JGJ18-96“钢筋焊接及验收规范”执行。(四) 参照GBJ78-85“烟囱工程施工及验收规范”有关条款控制垂直度、壁厚、直径等误差、并遵循设计要求。(五) 按GBJ300-88、GBJ301-88标准评定质量。7 劳动组织滑模施工为多工种配合作业，台班作业人员随工作量减小而减少，每台班作业时间为12h，现按某电视塔滑模高峰时劳动组织及工作范围列表5所下：8 安全措施(一) 防风措施：施工前及施工过程中，与气象台联系，并根据气象变化情况，及早采取预防措施，在大风到来之前，对高耸的独立机械，构件进行加固，零星物件移于安全处；大风期间严禁空滑。停滑期间，所有千斤顶都要锁住，遇十级以上大风，应用钢丝绳将操作平台、模板、围圈等与下部已施工好的塔身系紧。(二) 防雷、防雹、防雨措施：除塔身本身接地外，施工用电梯、操作平台上的电器，动力设施均要设置避雷针及接地装置。雷雨到来之前，要及时将高空施工人员撤离，并切断一切电源。(三) 防火、防暴措施：操作平台上易燃品应单独单独堆放于指定地点，设置灭火器材。电、气焊时有专人监督，不得随意动火。(四) 施工中要保证滑升阶段结构本身的稳定性；注意混凝土出模强度；严格执行支承杆加固措施；吊脚手架设置安全网、档板，平台上一切孔洞设盖板；塔下搭设防护棚；以塔心为中心，半径50m范围划分安全禁区，尽量避免禁区内作业。(五) 平台扒杆卷扬机上、下均能起停，并在扒杆设限位装置。(六) 滑模装置在更换围圈、减小平台及拆除时严格按照施工程序和措施进行。(七) 要有足够的照明。主要交通口，上、下入口处及危险区域，必须设明显的标记，电线与钢构件等接触处，要加塑料护套线。9 技术、经济效益分析(一) 可高速连续施工，减少施工缝，从而加强结构的整体性。(二) 易控制结构的施工偏差，施工后结构表面平整。(三) 操作方便安全，避免了悬空作业，减轻劳动强度，为安全生产创造条件。(四) 速度快，正常滑升，每天滑升在3m以上，可缩短工期，提前发挥工程投资效益。(五) 投资少，效益高，可节约人工、木材，架设工具等，降低施工费用。10 应用实例本工法在辽宁彩色电视发射塔工程上应用，自1985年10月初至10月20日塔身滑升到44m，停滑越冬，于1986年4月25日至10月26日达245.5m钢筋混凝土工程封顶。由于各项措施得当，实现外筒空提3.53m，内筒空滑12m，滑模平台整体稳定。采取多点双向控制观测垂直度等一系列行之有效的保证措施，防偏纠扭措施得当，主体至245.5m中心垂直偏差仅为25mm，内筒壁扭转（半径3300mm处）最大值20mm，整个施工中平台结构稳定，承重杆无失稳弯曲，塔身滑模具有国内领先地位，主体工程成套施工技术评为一九八九年度建设部科技进步一等奖。一九九一年获国家科技进步二等奖。 由于采取滑模工艺和技术，加强管理，使工程费用降低，合计节约47.66万元。施工质量达到设计要求，使用功能良好，取得较显著的经济效益，环境效益，社会效益，被定为一九八九年沈阳市甲级优质工程辽宁省甲级优质工程。一九九O年荣获鲁班金像奖。滑模施工人员汇总 表5作者：张礼仁高性能砼搅拌浇注工法（GF/203009-96）前言 随着城市高层建筑的日益发展，对混凝土强度等级要求也越来越高，尽管目前国内已有C60以至更高强度等级的混凝土在工程中应用，但一般是非泵送施工，即使使用泵送施工，也都要在混凝土中掺加掺合料。因此研制强度高、不掺掺合料能泵送的高性能混凝土成为目前需要解决的难题，为解决这个难题，中建三局深圳一公司和中建院深圳分院的科技人员在有关单位的领导、支持、帮助下，从成立科研小组、经过大量的试验和探索提出配合比，到模拟泵送试验、工程实际应用，艰苦攻关，终于获得了高性能C60混凝土研制与应用的成功。该项科研成果获中建三局科研成果一等奖、广东省科技进步二等奖。为帮助推广高性能混凝土在各地区的应用，特编制此施工工法。1. 特点本工法的主要特点是:应用于施工中既能满足特殊结构对混凝土高强度等级的要求要达到,又能满足现代先进施工工艺。本工法对保证工程质量、提高施工效率、节约国家资源、减轻工人劳动强度都具有重大意义。2 适用范围本工法适用于所有高性能混凝土的搅拌浇筑施工。3 工艺原理确定高性能混凝土的配合比（准确地讲是配合比范围）和原材料的要求，解决高性能混凝土强度要求高，采用泵送坍落度要大的矛盾，控制高性能混凝土施工质量。4 工艺程序设计配合比原材料选择检验计量搅拌运输泵送浇筑振捣养护5 各工艺要点5.1 配合比设计控制要点：配合比的设计关键要解决好高性能混凝土强度要求高与采用功泵送坍落度要大两者之间的矛盾，利用各地区已有原材料进行试验和探索,确定高性能混凝土的配合比范围后,在施工过程中应根据实际情况予以调整控制.(1) 根据每班测得的砂、石含水率调整混凝土用水量。(2) 根据砂的实测细度模数及石子级配调整砂率。(3) 根据混凝土快测结果及质量管理图调整灰水比及水泥用量。(4) 根据气温及初测的坍落度情况调整用水量及水灰比。5.2 原材料的选择、检验控制要点原材料的选择。根据试验要求进行选择,并且利用各地区已有原材料。(1) 水泥应选择活性高、需水量小的品种。(2) 砂子的细度影响混凝土的坍落度，应尽量选择细度模数大的砂子。(3) 石子的压碎指标对混凝土强度有直接影响，应尽可能选择压碎指标低的石子。石子的粒、针片状含量和含泥量也将会影响混凝土的强度，在选择品种时以上几项指标除应符合有关规范标准外，也应符合试验要求。(4) 外加剂选择坍落度损失小、泵送性能优良的泵送剂。5.3 原材料的检验控制要点。(一) 水泥水泥进场时应检验其强度（快测强度、28天强度及活性强度）、安定性及标准稠度需水量。(二) 砂子砂子应检验其细度模数、含泥量，其结果应符合JGJ52-92及试验规定的性能指标要求。(三) 石子石子应检验其级配、含泥量及针片状含量，其指标应符合JGJ53-92及试验规定的性能指标要求。(四) 外加剂外加剂应有厂方质量证明书，每批进厂的外加剂须用工程所用材料进行适应性及效果检验，并验证其合理掺用量和是否符合泵送性、混凝土坍落度损失等性能指标要求。5.4 计量与搅拌控制要点 原材料计量误差应符合以下规定：水泥 不大于2%粗细骨料 不大于3%水、外加剂 不大于2%在正式施工之前，应对计量器具精确度作一次标定，以后每一工作班正式称量前应对称量设备进行零点校核。5.5 混凝土的搅拌混凝土在搅拌投料时，水应缓缓地倒入拌合物中，且不要有较长时间的间断，而外加剂则应与材料同时加入。搅拌混凝土的正常投入顺序应是：砂+石+少量水-加入水泥及外加剂-加入余下的全部水。每盘混凝土搅拌时间应充足，利于增加混凝土的流动性，也利于混凝土 的强度发展。每班第一盘混凝土搅拌时间应适当延长，并在出料口取样检验混凝土坍落度，以复核施工配合比是否符合施工要求。对于使用的高效流动化剂，应事先按每盘用量准确称量装入塑料袋内，搅拌时由专人投放。5.6 运输、浇筑与养护要点混凝土运输时间应量缩短，从搅拌结束到入泵时间不宜超过90分钟，如发生运送时间过长而发生坍落度损失过大时，则应采取追加适量外加剂等措施进行处理。运输、浇筑及养护应严格按混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204）的规定进行。6 主要机具设备仪器施工主要机具设备、仪器如下表：（其中机具设备可根据实际情况进行变化）序号名 称型 号性 能数 量备 注1搅拌站德国产“利勃海尔”牌生产砼20m3/h1座仅供参考2砼运输车利建牌运输砼46m3/车46辆3输送泵BP3000HDD输送砼3050m3/h1台4塔吊POTAIN150t MF2/23B应急吊砼R=50m1台5发电机法国“PARTERN”牌应急发电160KW2台6烘干器101-3型测砂、石含水率1部7坍落度测量器30CM测砼坍落度35部8细度模数测量器SSZ测砂细度模数1部7 劳动组织 劳动组织情况如下表：（可根椐施工实际情况进行变化）序号工 种人 数主要负责工作技术要求1机操工1216砼的拌制、运输、取送和塔吊操作持证上岗2电工36现场动力、电源接线、电气维修持证上岗3混凝土工1015混凝土的浇筑、养护培训4试验工68现场取样、试验培训5科研人员46现场指导、调整砼配合比技术职称8 规范标准及技术准备(一) 在整个C60泵送混凝土的施工过程中，除按照有关的施工文件规定执行外，尚应遵守以下的规范及标准：(1) 混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204-92）(2) 普通混凝土佤合比设计技术规定（JGJ/T55-96）混凝土强度检验评定标准(3) 普通混凝土用砂质量标准及检验方法（JGJ52-92）普通混凝土佤合比设计技术规定（JGJ/T55-96）(4) 普通混凝土用碎石及卵石质量标准及检验方法（JGJ53-92）(5) 普通混凝土拌合物性能试验方法（GBJ80-85）(6) 普通混凝土力学性能试验方法（GBJ81-85）(7) 混凝土外加剂应用技术规范（GBJ119-88）(8) 早期推定混凝土强度试验方法（JGJ15-83）(9) 混凝土强度检验评定标准（GBJ107-87）(二) 技术准备在施工前，有关施工及质量检测人员均应熟悉有关施工文件规定及上述标准、规范的有关内容，并建立相应的质量管理小组及质量保证体系，以保证高性能混凝土的顺利施工9 量控制措施为控制高性能混凝土的施工质量，主要采取以下措施：(一) 进行工程模拟试验，证明试验结果的正确性，即混凝土强度及泵送性能均达到设计要求，找出影响现场混凝土质量的大部分因素，从而加以控制。(二) 严格检验原材料，除应严格符合有关规范标准外，特别对于水泥的活性、石子的压碎指标、砂子的细度模数、外加剂的坍落度损失和可泵性能等均应严格符合试验要求。(三) 检验现场新拌混凝土的坍落度从而有效地调整配合比，控制混凝土的坍落度在规定的范围内，保证混凝土的可泵性和硬化后的强度。(四) 定岗定责施工中严格管理是高性能混凝土施工取得成功的关键之一。在施工中，从混凝土的搅拌、运输、泵送到浇灌振捣，每一个岗位都指派专门技术人员进行监督指导（特别对于混凝土等级不同进行转换时的泵送和混凝土不同等通讯结合处的节点处理），并且事先对每一个施工人员进行培训、交底、，做到心中有数，对重要环节如混凝土搅拌点、泵送点，均安排试验人员24小时值班，及时进行通报、调整，保证高性能混凝土的顺序施工。10 效益分折推广高性能混凝土的应用具有深远的社会效益和极大的经济效益。(一) 社会效益(1) 推动建筑技术的发展。(2) 增加工人和技术人员的质量意识，提高施工人员的素质。(3) 通过生产实践，证明通过努力可以就地取材生产不需掺掺合料的高性能混凝土，具有很好的借鉴作用。(二) 经济效益(1) 减小结构截面积，节约资源，减少投资。(2) 增加结构的可靠度，延长建筑结构的使用寿命。11 应用实例(一) 首次实例本工法首次在深圳市鸿昌广场工程中应用，进行高性能C60混凝土施工就获得了成功.。高性能C60混凝土的配合比范围经过大量试验和探索确定为：水灰比0.300.32；用水量每立方米混凝土160170kg；水泥用量每立方米混凝土533550kg。在鸿昌广场工程施工中，不计入现场调整量时每立方米混凝土中各原材料用量为：水泥550kg、水165kg、砂607kg、石子1078kg、外加剂5.00kg，采用的原材料分别是：(1) 水泥：选择活性高、需水量小的“粤秀”牌525硅酸盐水泥或“东方龙” 牌525硅酸盐水泥，水泥活性应不低于57Mpa。(2) 石子：选择压碎指标低的乌石古碎石，其压碎指标为4.31。粒径5-30mm，针片状含量低于5%，含泥量低于3。(3) 砂子：选择细度模数大的东莞中砂，其细度模数不低于2.5。(4) 外加剂：选择中科院研制、湛江外加剂厂专门生产FDNSF高效泵送剂。(二) 其它工程。高性能C60混凝土在深圳地区推广应用后，一些应用工程的情况如下表：工 程名 称施 工单 位开/竣工日 期结 构形 式层数C60混凝土 方 量制 砼方 式施 工方 式鸿 昌广 场中建三局深圳一公司92.4/筒中筒6312000m3搅拌站强 制泵送横岗综合 楼中建三局宝安公司93.4/95.8框 架291200m3现 场自 落泵送经 协大 厦华西三公司93.6/筒中筒5715000m3现 场强 制泵送(三) 总体情况。