1 工程概况
武汉中心工程总建筑面积359270㎡，地下4层，塔楼地上88层，建筑总高度438m。工程主体结构为核心筒+巨柱+伸臂桁架结构体系，巨柱与64层以下核心筒剪力墙均为钢一混凝土组合结构、64层以上核心筒剪力墙为普通剪力墙结构。武汉中心塔楼混凝土总量超过8万m3，一泵到顶最大高度为410.7m。
2 高性能混凝土的配制及可泵性研究
混凝土的可泵性主要表现在流动性和内聚性上，流动性是能够泵送的主要性能，内聚性是抵抗分层离析的能力，即使混凝土在振动状态下和压力条件下不容易发生水与骨料的分离。混凝土的流动性采用坍落度法进行评价；内聚性在实际检测过程中，增加匀质性和20MPa压力泌水两个指标进行评价。
2.1 合理划分泵送区间
根据武汉中心工程高度及类似工程混凝土超高泵送经验划分泵送区间，200m以下为低区，200～300m为中高区，300m以上为高区。本工程超高泵送主要控制的是300m以上的混凝土配合比，包含C40，C50及C60自密实混凝土。
2.2 确定300m以上混凝土泵送性能指标
根据大量试验研究及工程实践经验，确定武汉中心300m以上各强度等级混凝土泵送指标（见表1）。
表1 300m以上混凝土主要泵送性能指标
2.3 300m以上C40混凝土配合比确定
超高泵送时，C40梁板混凝土浆体稠度不足，管内混凝土易分层离析。因此，C40混凝土主要控制浆体稠度，在“双掺”粉煤厌和矿粉基础上，调整粗骨料粒径为5～1 6 m m，同时结合泵送高度增加粉料用量，提高浆体包裹性，同时根据高度掺加增稠剂调整浆体黏度，采用压力泌水试验验证(见表2)。
以上经试验研究确定的C40配合比，初始及2h性能分别为：坍落度／坍落扩展度为260／680，260／650mm，匀质性为1.0，0.9，高压力泌水4，5 g，满足可泵性指标要求。
2.4 300m以上C50自密实混凝土配合比确定
采用粉煤灰、矿粉、硅灰“三掺'技术，保证混凝土强度和耐久性，进一步掺人新型掺和料微珠，降低混凝土黏度，同时增加增稠剂增加浆体的稠度，达到降黏增稠目的，既利于超高泵送又不至于在泵送压力下混凝土分层或浆骨分离(见表3)。
以上经试验研究确定的C50配合比，初始及2h性能分别为：坍落度／坍落扩展度为275／700，260／660mm，匀质性为1.0，1.0，高压力泌水2，3g，满足可泵性指标要求。
2.5 300m以上C60自密实混凝土配合比确定
300m以上混凝土需要降低黏度、提高匀质性，主要通过外加剂配方进行调整，采用中建外加剂，降低混凝土黏度、提高匀质性(见表5)。
以上经试验研究确定的C60配合比，初始及2h性能分别为：坍落度／坍落扩展度为270／710.270／680mm，匀质性为1.0，1.0，高压力泌水0，0，满足可泵性指标要求。
2.6 混凝土超高泵送性能测试方法优化
基于混凝土流变模型(宾汉姆)，得到混凝土流变参数：屈服应力、黏度。通过混凝土旋转黏度测试仪定量描述混凝土流动性及黏聚性。
设计一种混凝土高压泵送模拟设备，测试混凝土经高压泵送前后的性能比较(见图1)。
图1 混凝土高压泵送模拟装置
通过千米级盘管模拟试验测试混凝土泵送性能指标。
3 泵送设备选型及泵管合理布置技术
3.1 泵送设备选型
3.1.1 混凝土泵
根据泵送出口压力计算结果，武汉中心工程混凝土总沿程压力损失约19.0MPa，选用了中联重科HBT90．48．572RS混凝土泵，布置2台，备用1台。
该泵是行业内首次应用GPS远程监控系统的混凝土泵，实现总部、现场两地共同实时跟踪、记录设备施工状态，为专家和工程管理者同时准确掌握设备运行状态提供了快捷平台，提高了解决问题的效率；同时该设备采用独特工艺的硬质合金眼镜板和切割环超强耐磨，大大延长了易损件的使用寿命；另外，快换活塞技术及自动高低压切换技术大大降低了人工操作的劳动强度，整体上是属于节能环保型设备。
3.1.2 布料机
武汉中心工程核心筒2台大型塔式起重机均为内爬式，其顶部突出凸点顶模平台以上，因此在其塔式起重机后方容易形成混凝土浇筑盲区。为此，考虑布料机覆盖面积和核心筒的平面尺寸，武汉中心工程核心筒采用了中联重科具有末端横折臂功能的HG20G布料机，通过末端折臂解决了2台塔式起重机后方混凝土布料难题。外框钢管柱混凝土浇筑则选用了HGl9G布料机。
3.2 泵管布置与优化技术
综合考虑混凝土泵送量及经济性，武汉中心工程塔楼共布置了2条混凝土泵管，2条混凝土泵管均布置于核心筒内，直接上至模架。结合现场实际情况，2条泵管水平管换算长度约120m，在混凝土泵出口前端及F2层楼板处设置截止阀(见图2)。
“S”弯优化技术：以往工程经验显示，超高层竖向泵管需设置“S'弯以减少泵送换向过程及停泵过程中垂直管道内混凝土对首层水平转垂直弯头的冲击作用以及泵机S阀的反冲作用。武汉中心工程经过计算，按照混凝土在回流过程中水平管内压力损失与竖向管内的混凝土自重压力大致相等的原则，竖向泵管在64层随结构的变化进行移位，设置倾斜段，以此代替传统的“S”弯，大大降低了操作难度，取得了很好的效果。
4 基于凸点顶模的一体化泵送技术
武汉中心工程核心筒采用全新的凸点顶模施工，凸点顶模承载力大，竖向跨越3.5个层高，内部挂架相比于低位顶模承载力有所提高。泵送系统在顶模内需要考虑泵管附着与加节、布料机固定、混凝土布料系统设置3个问题。
4.1 泵管附着与加节
泵管附着固定在内框架主立柱上，立柱通过设计计算可以承受泵管的水平动荷载。泵管加节：泵管在顶模2层设置弯折点，保证了模架3层至顶层的模板退模空间；弯折后泵管靠近内框架主立柱位置，保证了泵管在模架平面的附着；弯折点在2层以上，可以保证泵管的拆接均在模架内完成，每次仅拆除弯管下泵管，保证弯折点均在模架2层固定不动，同时通过不同厚度的快速垫片解决顶模顶升高度与泵管长度的高差。
4.2 布料机固定
经过计算，顶模平台足以承载2台布料机自重，因此将布料机直接固定在顶模平台的主梁上，采用螺栓抱箍主梁固定。布料机随平台顶升，避免了布料机单独设计自爬升装置。
4.3 混凝土布料系统设计
凸点顶模跨越多个楼层，且根据顶模内施工部署，混凝土浇筑层一般位于顶模竖向的中部，距离平台顶部高度>10m。混凝土浇筑过程中无法采用布料机直接下料；另外，核心筒墙肢较多，且相对独立，若采用移动式漏斗及串筒下料，则串筒移位频繁，影响混凝土浇筑的连续性及浇筑效率，同时在移动过程中会抛撒混凝土浆体，影响文明施工。固定式浇筑管设计：武汉中心工程结合核心筒墙体的平面位置关系，在每个相对独立的墙肢两端于顶模上固定竖向的浇筑管，浇筑管伸至混凝土浇筑面上方1m左右，浇筑过程中仅需在低端根据层高的变化增加较短的移动式串筒便可完成混凝土浇筑，布料机则直接在平台顶部管口处下料即可，大大提高了浇筑效率。
5 多功能分段悬挑泵管架技术
武汉中心工程塔楼采用“不等高同步攀升施工工艺”施工，核心筒竖向剪力墙领先核心筒水平结构楼层数较多，为了便于混凝土泵送故障时检查泵管的情况，同时确保外框钢管柱及水平楼板浇筑时拆接泵管，本工程在每条竖向泵管处设置悬挑脚手架，每5层悬挑1次，并在悬挑处设置操作平台，核心筒水平结构施工时，提前拆除该楼层影响的一段泵管架。结合凸点顶模应急逃生需要，泵管架搭设至顶模顶层通道处，但不与顶模连接，且设置下人孔及附加横杆，紧急情况下，顶模上人员可通过泵管架下至水平结构层。
（摘自《施工技术》2015年No.23）
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