余鴻生

【摘要】隨著現(xiàn)代化建設(shè)步伐的不斷加快，近幾年來(lái)，超高層建筑物已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑行業(yè)發(fā)展的一種新趨勢(shì)。在超高層建筑中，對(duì)比較高的樓層來(lái)說(shuō)，混凝土施工離不開(kāi)泵送技術(shù)的運(yùn)用。文章對(duì)我國(guó)當(dāng)前超高層混凝土的泵送施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了一番討論，并結(jié)合案例對(duì)該施工技術(shù)進(jìn)行了分析，希冀為今后超高層建筑混凝土泵送施工技術(shù)的發(fā)展提供有價(jià)值的參考。

【關(guān)鍵詞】超高層建筑； 混凝土泵送施工； 施工技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）08（C）-0000-00

0引言

超高層建筑在不斷地發(fā)展，與此同時(shí)，高層建筑以及超高層建筑的施工技術(shù)不斷提高，這其中，超高層建筑的泵送混凝土施工技術(shù)更是從產(chǎn)生到發(fā)展都十分迅速。泵送混凝土技術(shù)，是利用混凝土泵和輸送管道把混凝土運(yùn)送到高空樓層施工點(diǎn)，由于具備了運(yùn)輸速度快、運(yùn)輸?shù)哪芰Ρ容^高、效率比較高等優(yōu)點(diǎn)，所以很快成為了當(dāng)前超高層建筑混凝土施工中必不可少的重要手段。文章針對(duì)超高層混凝土泵送施工技術(shù)做了相關(guān)討論，論述了超高層混凝土泵送施工技術(shù)的重要性，介紹了其中所存在的各種問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題提出了切實(shí)有效的相應(yīng)策略。

1 工程概況

廣州市某工程，地下部分主要分為四個(gè)相互獨(dú)立的塔樓，其中的三個(gè)塔樓都是筒外樓板與核心筒結(jié)構(gòu)。筒外樓板結(jié)構(gòu)，主要是由鋼筋混凝土柱壹以及鋼梁構(gòu)成。筒體結(jié)構(gòu)以及鋼筋混凝土部分都是采用的是強(qiáng)度等級(jí)從C40到C60不等的高強(qiáng)混凝土，筒外樓板用的混凝土強(qiáng)度是C30。根據(jù)本工程的具體施工條件，施工方案設(shè)定為先對(duì)各個(gè)塔樓的筒體進(jìn)行施工，在進(jìn)行澆筑筒外樓板以及鋼筋混凝土柱。筒體材料如上述，使用的是強(qiáng)度比較高的混凝土，混凝土中水泥的含量會(huì)比低強(qiáng)度的混凝土多，粘度也要比低強(qiáng)度混凝土的粘度大，所以在向高層泵送混凝土的時(shí)候，所受到的阻力會(huì)比較大，這就增加了泵送混凝土施工的技術(shù)要求。除此之外，筒體結(jié)構(gòu)所包含的弧形剪力墻柱、鋼筋混凝土柱等結(jié)構(gòu)，以及直徑比較大的鋼筋，布置比較密集的節(jié)點(diǎn)鋼筋等，都大大增加了混凝土的澆筑難度。本工程的項(xiàng)目總高度達(dá)到了334米，其中的泵送高度達(dá)到了326米，這樣的高度對(duì)于混凝土的泵送施工技術(shù)要求更是挑戰(zhàn)。根據(jù)上述本工程的泵送施工過(guò)程中存在的重點(diǎn)和難點(diǎn)，必須要通過(guò)提高施工技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足施工的質(zhì)量要求。

2 材料選擇及混凝土配合比

2.1 混凝土原材料

①粉煤灰：I級(jí)，優(yōu)質(zhì)粉煤灰；②水泥： 硅酸鹽水泥， 普通硅酸鹽水泥；③添加劑：PCA，聚羧酸高性能減水劑；④砂石：優(yōu)質(zhì)江砂，細(xì)度模數(shù)小于2.8，連續(xù)顆粒級(jí)配的碎石，粒徑為5mm至25mm。

2.2 混凝土配合比

使用高強(qiáng)度混凝土最佳配合比，既能保證混凝土的強(qiáng)度，又能保證混凝土的流動(dòng)性和穩(wěn)定性達(dá)到最佳，在合適的粘度下盡量將坍落度的時(shí)間延長(zhǎng)，不破壞混凝土的和易性，進(jìn)而控制泵送的損失。具體的混凝土配制要求如下：

（1）水泥：水泥的要求最好是 的含量高，最好在50%左右， 的含量低，控制在25%左右。

（2）粉煤灰：要通過(guò)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)來(lái)控制粉煤灰的最大摻量。

（3）砂石：相關(guān)規(guī)定要求最大骨料粒徑與管徑比不大于1：5，同時(shí)應(yīng)對(duì)粗骨料的碎石含量進(jìn)行控制，該工程根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r采用5～25mm連續(xù)級(jí)配碎石。

（4）外加劑：選擇聚羧酸系減水劑，保證混凝土在坍落度合適的情況下粘聚性較低。

3 超高層混凝土泵送施工技術(shù)

3.1 如何對(duì)輸送泵進(jìn)行選擇和計(jì)算

根據(jù)該工程的建設(shè)總高度以及需要混凝土泵送的高度，通過(guò)相關(guān)公式計(jì)算出泵送工程中的高度壓力進(jìn)行計(jì)算。混凝土泵送過(guò)程中所受到的壓力R主要包括了以下幾個(gè)部分：①混凝土在管道里流動(dòng)的時(shí)候受到的阻力所導(dǎo)致的壓力損失（ ）；②混凝土在椎管和彎管中的局部壓力損失（ ）；③混凝土在垂直泵送時(shí)所受到的重力壓力（ ）。

（1）內(nèi)流動(dòng)阻力產(chǎn)生的壓力：

式中：△ 表示沿程的單位長(zhǎng)度的壓力損失； 代表著管道總的長(zhǎng)度， 表示的是粘著系數(shù)， 表示的是速度系數(shù)，d表示的是輸送混凝土的管道的直徑， 表示的是混凝土泵分配閥的切換時(shí)間和活塞推壓混凝土的時(shí)間的比值； 表示的是混凝土的流速； 表示的是徑向壓力與軸向壓力的比值。

（2）椎管和彎管部位的局部壓力損失：

三個(gè)90度彎管每個(gè)有0.1 的壓力損失；三個(gè)45度彎管每個(gè)有0.05 的壓力損失；按照最大以及最長(zhǎng)的水平管來(lái)計(jì)算，彎管總共5個(gè)，配閥的壓力損失是0.2 ，每一根管道上設(shè)置上兩個(gè)配閥。 =3×0.05+3×0.1+2×0.2=0.85 。

（3）垂直部分產(chǎn)生的重力壓力：

混凝土的密度用P表示，重力加速度用g表示，泵送高度用H表示； =330×Pg。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合本工程的施工進(jìn)度要求，項(xiàng)目最終決定采用型號(hào)分別為HB40CH2135D與HBT90CH2122D的拖泵。

3.2 輸送管道如何布置

因?yàn)樵O(shè)置彎管的部位會(huì)增加泵送的阻力，所以在設(shè)置輸送管道的時(shí)候，要盡量減少?gòu)澒艿脑O(shè)置。隨著泵送高度的增加，垂直部分會(huì)逐漸增多，垂直管路的地方本來(lái)就比較容易發(fā)生混凝土的回流，所以在垂直管道增多的地方要設(shè)置上相應(yīng)的水平的管道，用來(lái)緩沖混凝土的回流。

3.3 制作泵送管道的技術(shù)措施

制作超高壓的輸送泵管的時(shí)候，我們要選用有一定厚度的淬火管，以及特質(zhì)的高壓管夾，管道連接的地方要采用公母扣錐面定心的連接方式，采用O型密封圈對(duì)其進(jìn)行密封。制作普通的高壓泵管時(shí)，對(duì)壁厚小于3.5毫米的管道要進(jìn)行更換。輸送泵的生產(chǎn)廠家負(fù)責(zé)提供制作高壓泵管時(shí)用到的調(diào)質(zhì)鋼板材料的卡扣，采用的是端面O型圈作為密封圈，密封圈要有一定的承載壓力的能力，設(shè)置要簡(jiǎn)便、易于操作。在混凝土的泵送過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)某處有故障，為防止混凝土發(fā)生回流，要馬上關(guān)閉液壓截止閥；泵送完混凝土之后，也要關(guān)閉相應(yīng)的液壓截止閥，并且要臨時(shí)封閉泵送管道，使輸送管道與混凝土回收裝置能夠比較方便的進(jìn)行連接。在泵送的樓層不斷增高的情況下，澆筑完混凝土的管道總是會(huì)留下很多混凝土，并且高度越高，留下的混凝土?xí)蕉?。此時(shí)我們就需要混凝土每次澆筑完成以后，泵內(nèi)會(huì)滯留更多的混凝土，需要用地泵的水洗功能對(duì)其進(jìn)行沖洗，此外要保證水洗功能能夠滿(mǎn)足泵送的高度要求。

3.4 鋼筋混凝土柱的澆筑

根據(jù)本工程的施工要求和已經(jīng)制定好的施工方案，要先對(duì)核心筒部位進(jìn)行安裝施工，再安裝筒外樓板鋼結(jié)構(gòu)。澆筑鋼筋混凝土柱的時(shí)候，因?yàn)榘惭b筒外的混凝土樓板時(shí)要比安裝鋼結(jié)構(gòu)低，這樣的話導(dǎo)致了操作層沒(méi)有鋼梁的操作面，施工人員也缺少相應(yīng)的施工操作區(qū)，因此想要用泵管對(duì)鋼筋混凝土柱進(jìn)行澆注就十分困難，但是如果采用塔式起重機(jī)進(jìn)行澆筑，會(huì)增加運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，很難滿(mǎn)足施工的效率要求，也沒(méi)有辦法滿(mǎn)足施工的進(jìn)度要求。除此之外，用料罐在高空進(jìn)行里放料操作時(shí)，一旦風(fēng)力比較大，施工人員的安全性就很難保證。傳統(tǒng)的澆筑對(duì)工期的影響以及對(duì)施工人員安全性的影響促使我們?nèi)ヌ綄じ佑行Ц影踩臐仓绞?。?jīng)過(guò)一系列的研究討論，決定將爬升裝置撤掉，增設(shè)上鋼結(jié)構(gòu)式平臺(tái)，并改裝附墻式液壓爬升布料機(jī)。這種布料機(jī)操作十分靈活方便，每次鋼筋混凝土柱澆筑完后之后，用塔式起重機(jī)把他移到另一個(gè)需要澆筑的地方。本項(xiàng)目布置的H型鋼并不是一成不變的，他存在著一些變化，所以我們把鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)和鋼梁連接螺栓變成了移動(dòng)型，這樣能夠有效的調(diào)節(jié)鋼梁的間距。

4 混凝土泵送堵管的原因及預(yù)防措施

很多情況會(huì)導(dǎo)致泵送超高層混凝土的時(shí)候產(chǎn)生堵管現(xiàn)象，堵管會(huì)造成混凝土的浪費(fèi)，也會(huì)耽誤工程進(jìn)度，所以要提前預(yù)防堵管現(xiàn)象的發(fā)生。想要預(yù)防，就必須要先弄清楚堵管的原因。

之所以會(huì)發(fā)生堵管現(xiàn)象，主要原因有：①管道的連接不正確，管道的接頭沒(méi)有密封好；②泵送的速度不合適，管道沒(méi)有清理的干凈，停機(jī)的時(shí)間太長(zhǎng)；③受到環(huán)境的影響；④混凝土有質(zhì)量問(wèn)題。

鑒于上述原因，預(yù)防堵管的措施有：①要編制科學(xué)的管道布置方案；采用特制的密封圈，管的接頭處要緊固；泵送之前需要注入適量的砂漿或水，保持泵里的濕潤(rùn)。②剛開(kāi)始時(shí)泵送速度要慢，逐漸提高；泵送完一次清洗一次，防止混凝土遺留在管內(nèi)；停機(jī)的時(shí)候，要每隔 5到10分鐘開(kāi)機(jī)一次；③根據(jù)季節(jié)的變化，冬季用溫水對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌，夏季對(duì)混凝土加冰水進(jìn)行攪拌。④合理的控制混凝土的坍落度；選擇合適的原材料；選擇合理的添加劑，并對(duì)用量進(jìn)行控制。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，超高層建筑的發(fā)展帶動(dòng)了超高層建筑物泵送施工技術(shù)的發(fā)展，并且隨著建筑的高度不斷增高，對(duì)施工技術(shù)的要求也將越來(lái)越高。相信隨著不斷提高的科學(xué)技術(shù)水平，我國(guó)超高層建筑物的混凝土泵送技術(shù)也將得到更加全面的發(fā)展。

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