一、工程概況
1、西安煜陽重型機械製造****生產基地（鑄造車間）鋼結構工程位於西安市長安區灤鎮，本工程占地面積19872㎡。結構設計使用年限為50年，建築物安全等級為二級。
2、主要建築結構形式：
鑄造車間為三連跨鋼結構廠房，單跨最大跨度為36m，其餘兩跨均為30m。該車間總長207m，基本柱距為9m，結構形式為重型門式鋼架結構，簷口標高25.2m。
除屋面預應力混凝土大板外，鑄造車間地面以上為全鋼結構廠房，下柱均為格構式箱型鋼柱，高度為16.5m。上柱部分為格構式箱型柱，部分為焊接實腹工字形鋼柱，高度均為7.
2m。該車間下柱共200根，其中鋼柱的尺寸及壁厚為450mm×350mm×18mm×16mm125根，尺寸及壁厚為400mm×300mm×14mm×12mm75根，下柱芯採用幫浦送頂公升混凝土澆灌法進行施工，混凝土一次頂公升到位。幫浦送頂公升混凝土為c40細石混凝土，根據設計要求，頂公升混凝土加微膨脹劑。
本工程幫浦送頂公升柱芯混凝土已於2023年12月份竣工。在前期試驗階段，由於未能全面掌握施工技術要點，各方面因素分析不到位，出現過一次失敗案例。在混凝土頂公升過程中，未能控制好輸送幫浦的輸出排量及出口壓力，柱芯內混凝土壓入過快，使柱芯內壓力急劇增高，排氣不及時，造成鋼柱在母材與焊縫銜接處爆裂。
二、編制依據
本施工方案是以設計院圖紙為依據，參考本公司以往在類似工程的施工經驗，結合本工程的實際情況及特點，並通過相應的計算、分析結果，通過對施工現場的實地踏勘基礎上進行編制。
對於本工程的施工應嚴格按照國家相應的有關標準、規範、規程、規定執行，具體如下：
1、西安煜陽重型機械製造****提供的陝西有色建築設計研究院****的設計圖紙
2、國家、行業及企業頒發的施工質量驗收規範、規程，工程質量檢驗評定標準：
《施工現場臨時用電安全技術規範》（jgj46-2005）
《鋼管混凝土柱頂公升混凝土施工操作規程》（q/20y 1030-2004）
《建築施工高處作業安全技術規範》（jgj80-1991
《混凝土結構工程施工質量驗收規範》（gb50204-2002）
《冶金建築工程施工質量驗收規範》（yb4147-2006
其它現行的國家及地方規範、規程。
三、混凝土頂公升施工工藝及工藝流程
1、施工工藝：格構式箱型混凝土鋼柱柱芯混凝土頂公升施工工藝是利用混凝土輸送幫浦的幫浦送壓力，在箱型柱腳開壓注口，在箱型柱頂側開出漿孔，將混凝土從箱型柱底部灌入，直至注滿整根箱型柱的一種混凝土免振搗施工方法。本工藝能一次性將箱型混凝土柱內的混凝土頂公升至所需高度，可減少工序環節，降低勞動強度，加快施工進度。
2、幫浦送頂公升澆灌法工藝流程
幫浦送頂公升澆灌法工藝流程圖
四、施工準備及作業條件
格構柱吊裝就位，地腳螺栓終擰完畢，柱底板灌漿完畢，且灌漿強度等級已達到設計強度75%。
1、材料要求：
1.1 避免幫浦送管堵塞，混凝土的坍落度宜不小於180mm。
1.2在滿足混凝土強度的基礎上要求混凝土無收縮,混凝土與鋼柱壁能緊密地結合,為此應在混凝土中摻適量膨脹劑。
1.3製作單向閥和截止閥的鋼材均為8mm厚及20mm厚的q345鋼板。
2、配合比設計
2.1混凝土設計強度：c40細石混凝土。
2.2混凝土具有良好的可幫浦性，即坍落度大，和易性好、不泌水、不離析、自密性好。坍落度為180～220mm。
2.3配合比設計必須由具有相應資質的專業試驗室完成，並由商混**單位提前做好試拌，以檢驗各項技術指標是否滿足要求。只有經過試拌檢驗各項指標合格的配合比，方可正式施工。
3、混凝土幫浦最大壓力的選擇
混凝土幫浦車頂公升時，幫浦車的壓力組成分為混凝土垂直靜壓力、頂公升過程中混凝土間、水平運送及彎管等壓力，混凝土在頂公升過程中，混凝土在鋼柱內是呈「泉湧狀上公升」。
3.1垂直靜壓力：
n1=2400×16.5×（2～2.5）×0.35×0.45×9.8
=122245.2～152806.5
p1= n1/s=122245.2～152806.5/0.35×0.45×10-6=0.776mpa～0.97 mpa
3.2頂公升過程中混凝土間的粘結阻力
參考混凝土在水平管內流動每公尺產生壓力損失計算中的粘結係數:
k1=（3.00-0.01×180）×102=120pa
p2=(（2～2.5）×（0.35+0.45）×16.5×120)/ （0.35×0.45）×10-6=0.025mpa
3.3水平輸送幫浦及彎管壓力：
水平輸送幫浦按6m考慮，壓力損失為：0.05 mpa
90°彎頭按3個考慮，每個壓力損失為0.1 mpa，3×0.1 mpa=0.3 mpa
管道止回裝置每個壓力損失為0.4 mpa，2×0.4 mpa=0.8mpa
p3=0.05 mpa+0.3 mpa+0.8mpa=1.15mpa
3.4以上三種壓力相加的出壓力為：
p= p1+ p2+ p3=0.97mpa+0.025mpa+1.15mpa2.145mpa
最大壓力值為1.2×2.145mpa=2.574 mpa
4、施工機具及勞動力配置
4.1主要施工機械配備計畫表
4.2勞動力配置計畫表
5、出漿孔、排氣孔製作
由於格構式箱型柱已安裝完畢，且從四周無法觀測柱內混凝土是否注滿，故應在箱型柱製作完畢時鑽孔。由於柱本身特點，牛腿下翼緣板為柱頂板，故在下柱頂部無法開孔，故鑽孔位置在柱壁距柱頂20mm處對稱開孔，孔徑不應小於20mm，同時用作出漿孔及排氣孔。
6、單向閥及截止閥的製作
6.1、單向閥由φ145mm，5mm厚的混凝土輸送彎管（r=500mm）及8mm厚的q345鋼板共同加工而成，具體加工方法和尺寸如圖1所示。
圖1 單向閥加工大樣
6.2、截止閥製作
截止閥採用20厚的q345鋼板及φ18的螺栓加工製作，具體加工方法和尺寸如圖所示。
6.4在距箱型柱柱底部500mm開一φ145mm圓孔，用於焊接單向閥。
6.5焊接單向閥（如圖2），單向閥伸進鋼管混凝土柱內的位置見圖中所示。單向閥的蓋板與水平方向的夾角宜為60°～70°，可通過伸出鉸鏈背後的鋼板調節固定。
6.6用套箍連線截止閥（如圖4），在截止閥與混凝土幫浦間布置混凝土輸送管。若單向閥在澆築完畢後能正常啟閉，可重複利用截止閥。
圖4 截止閥
五、壓注施工
1、澆築前，要計算好單根柱混凝土用量，待所需混凝土運送到施工現場後方可進行頂公升（從混凝土拌合至頂公升結束的時間應控制在混凝土初凝前），防止混凝土在運輸過程中耽擱造成頂公升中斷。同時，及時做好混凝土坍落度及坍落擴充套件度的檢測。
2、在混凝土輸送管與截止閥連線前，幫浦送砂漿用以潤滑輸送管道，並把該部分砂漿清除乾淨後再進行柱芯混凝土的澆築。
3、混凝土頂公升前，施工人員應認真做好記錄，複測待澆築鋼柱的介面尺寸，調校好混凝土幫浦的排量及出口壓力，並觀察記錄混凝土幫浦轉速及油壓力。
4、混凝土頂公升時，待混凝土頂公升量達到85%時，應在柱頂開孔方向處分別應設定專人觀察點，觀察人員應做好安全防護措施，以防混凝土噴出傷人。待混凝土頂公升至柱頂後，觀察人員應立刻做出反應通知幫浦工及時停幫浦，待混凝土恆壓穩定2-3分鐘後進行2-3次回抽，若幫浦車料斗混凝土面無明顯上公升，方可拆除混凝土輸送管。若幫浦車料斗混凝土面有上公升跡象，說明單向閥未能回落，必須先關閉截止閥方能拆除輸送管，避免柱芯內混凝土從單向閥洩露。
5、在拆除混凝土輸送管過程中，隨時做好關閉截止閥的準備，並應注意拆管順序，必須先拆除截止閥後靠近混凝土幫浦端的輸送管，再拆除截止閥前的套箍及截止閥。若拆管過程中混凝土有湧出現象，應立即關閉截止閥，待混凝土終凝後再拆除截止閥。
六、出現非正常現象的應急處理措施
1、混凝土離析、泌水
在混凝土拌製、水平運輸、幫浦送和布料澆灌的全過程中由於操作不當，造成混凝土的勻質性被破壞則出現混凝土離析。離析的混凝土容易堵管，強度也會降低。處理措施為一是靠攪拌站的攪拌質量來保證；二是混凝土運輸要用攪拌運輸車；三是在幫浦車上設定帶攪拌裝置的料斗保證入幫浦混凝土拌和均勻，若混凝土骨料分離比較嚴重，料斗內灰漿明顯不足時，應將分離的骨料清除或另加砂漿或將此部分混凝土棄掉不用；四是幫浦送盡可能連續。
2、幫浦管堵管處理
在出現堵管徵兆時，應及時採取措施，可有效防止堵管。在正常情況下，幫浦送油壓最高值不會達到設定壓力。若幫浦送油壓很快達到設定壓力，正常幫浦送迴圈自動停止，主油路溢流閥發出溢流的響聲，就表明發生了堵塞。
此時可頻繁地進行反幫浦操作，將管道混凝土吸回一部分到料斗裡，通常可排除堵管。若不行，說明已堵牢。此時，在一邊進行正幫浦--反幫浦操作，一邊讓其他人員沿著輸送管路尋找堵塞部位，一般從幫浦的出口開始，未堵塞的部位會劇烈振動，而堵塞部位之後的管路是靜止的，還可以用木錘敲打判斷。
用木錘敲打堵塞部位有時可以使堵塞的骨料瓦解而恢復通暢，但不准用鐵鎚等砸損管道。若敲打無效，可將堵塞段管件拆下，清除混凝土後再裝回去，即可繼續幫浦送。
七、施工要點及其注意事項
1、幫浦送頂公升用混凝土必須按設計要求，在混凝土坍落度測試符合要求後方可進行頂公升施工。由於意外原因在現場停置時間過長，坍落度損失嚴重的混凝土不得用於頂公升施工。坍落度的測量分別在出攪拌機口和入幫浦前進行。
2、混凝土幫浦與鋼柱之間的輸送管採用新的輸送管，以防舊管出現爆管現象。
3、頂公升施工時用於潤滑輸送管的水泥砂漿不得替代混凝土留在鋼管內，必須排出。
4、混凝土頂公升過程中專人記錄輸送幫浦的壓力情況，並與理論值做以對比，若實際情況高於理論值，應當立即停幫浦，待查明原因、排除危險因素後方可繼續作業。
5、發現出漿孔大量湧出混凝土時應立即停幫浦控制幫浦壓，避免造成柱芯內壓力過高。
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