關于超高層混凝土泵送施工技術分析

李佳銘

摘 要：建筑高度的不斷增高對施工技術也提出了更高的要求，高強多性能混凝土的開發，泵送設備的泵送能力的提升都等待解決，隨著輸送壓力的提高，塞管及混凝土離析等問題也相應而出。本文就超高層混凝土的泵送施工技術并結合廣州東塔項目進行淺談。

關鍵詞：超高層；混凝土泵送；混凝土配合比設計

一、泵送概況

廣州東塔位于廣州天河區珠江新城CBD中心地段，結構體系為帶伸臂桁架加強層的鋼管混凝土巨型框架+筒體結構， 核心筒采用雙層鋼板剪力墻，高530m，共111層，設計耐久性為100年，因其高（泵送距離長）、多（鋼構用量多，鋼筋用量多）、大（砼用量大，砼強度大）等特點，對混凝土的質量把控及泵送施工技術要求更為之高。

二、混凝土的泵送原理

混凝土泵是連續式運輸機具之一，它以混凝土泵為動力，將混凝土從混凝土攪拌運輸車或貯料斗中卸入泵的料斗后，利用泵的壓力將混凝土沿管道直接輸送到澆筑地點，可以同時完成水平和垂直運輸，是發展較快的一種混凝土運輸方法，工業與民用建筑施工皆可應用，特別是應用于大體積混凝土和采用現澆、滑模施工，但泵送混凝土仍然具有明顯的綜合效益。

三、配合比設計

相較于傳統的設計方法，超高層泵送混凝土配合比不僅要求混凝土要滿足設計規定的強度、耐久性要求，還要滿足管道輸送對混凝土拌合物的要求，由于廣州東塔高530m，共111層，因此配合比設計要求更為苛刻，針對配合比設計進行了約150種配合比近千組試配才滿足東塔施工要求。

1.混凝土材料選擇

（1）水泥品種和膠結料用量

膠結料過少，混凝土和易性差，泵送阻力大，泵和輸送管的磨損也加劇，容易產生阻塞水泥量過多，不但不經濟，混凝土的粘性增高，也會增大泵送阻力，混凝土配合比總膠結料用量不宜少于350kg/m3。混凝土中摻入磨細礦渣粉和粉煤灰，不僅能改善硅的粘塑性和保水性，減少混凝土壓力泌水，有利于高壓力混凝土泵送。

（2）骨料級配

骨料的粒徑和級配，對混凝土的泵送性能有很大影響，必須要嚴格控制控制骨料最大粒徑，這是從三個石子在同一斷面處相遇，最容易引起阻塞的原理推算出來的。在設計超高層泵送混凝土配比時，人工級配5mm-25mm和5mm-16mm兩種石子，調整到理想曲線，分別計量混合使用。所采用的石子均為連續級配，針片狀含量均小于5% 細骨料應符合JGJ52-2002標準，應采用中砂、粒徑在0.315mm以下的細骨料所占的比例按標準要求不應少于15%，使用時達到20%效果最佳，這對改善混凝土的泵送性能非常重要。

（3）外加劑

廣州東塔使用目前性能最優良的聚羧酸高效減水劑，因其具有超過30%的減水性能，良好的塌落度經時損失和適宜的混凝土含氣量改善了混凝土的合易性。

（4）礦物摻和料

粉煤灰能摻入混凝土拌和物后，使流動性顯著增加，而且能減少混凝土拌和物的泌水和干縮當泵送混凝土中水泥量較少或細集料中粒徑小于0.315mm含量少時，也可摻用粉煤灰進行彌補礦渣粉的活性極強，摻入礦渣粉后可等量替代水泥，減少了混凝土水化熱，延長了混凝土凝結時間，提高了混凝土的耐久性。粉煤灰應選用一級或二級灰，粉煤灰的燒失量指標很重要，不能超過3%，礦粉活性不低于S95級，廣州東塔針對特殊的施工要求還添加了微珠摻合料，微珠代替部分水泥，為混凝土帶來極好的填充和“滾珠潤滑”效應，可降低用水量，增大流動性，提高混凝土的強度和耐久性，是混凝土低碳技術的新組分。

2.配合比參數

（1）砂率

輸送混凝土的輸送管，除直管外還有錐形管、彎管和軟管等當混凝土經過錐形管和彎管時，混凝土顆粒間的位置就會發生變化，此時如果砂漿量不足，容易產生堵塞為此，泵送混凝土與普通混凝土相比，要適當提高砂率。

（2）水膠比選擇

混凝土中拌和水，除供給水泥水化需要外，還使混凝土拌和物獲得必要的施工性能此外，水膠比還與泵送混凝土在輸送管中的流動阻力有關，混凝土拌和物的流動阻力隨著水膠比的減小而增大。建議利用優良的外加劑性能，采用低水膠比配比，通過試配和壓力泌水試驗，選擇最佳配比。

四、泵送混凝土施工技術

1、泵送混凝土布料設備

泵送混凝土布料設備一般用獨立式混凝土布料機。可以安放在待澆注樓板的模板平面上，支撐要牢固。它一端接通混凝土輸送管道，另一端用一根軟管接通，可用人力推動做水平布料。布料桿360回轉，半徑為4～9米。它也可用塔式起重機吊裝和移動。如果用兩臺布料桿布料時，要盡量做到同步前進，避免形成施工縫。廣州東塔使用HGY20布料機2臺，能360度旋轉，最大半徑為20m。

2、泵送混凝土運輸

泵送混凝土宜用攪拌運輸車運輸，混凝土攪拌運輸車出料前，應以12轉/分左右的速度轉動1分，然后反轉出料，保證混凝土拌合物的均勻。

3、泵送混凝土的管道布置及敷設

對于超高層建筑中泵送混凝土所需布置的輸送管道應當考慮以下注意事項：

（1）泵機出口有一定長度的地面水平管（水平管長度不小于泵送高度的1/3～1/4），然后接90彎頭，轉向垂直運輸。在水平管道上距泵機5m處安裝一個截止閥（逆流閥），90彎頭的曲率半徑不宜小于1m，并用螺栓固定在結構預留位置上。）

（2）地面水平管用支架支墊，垂直管道用緊固件間隔3m固定在混凝土結構上。

廣州東塔使用兩套超高壓耐磨輸送管，用于水平布管和垂直主管路，每套600米壁厚為10mm、采用雙層復合材料、通徑φ150，可承載壓力在50MPa以上，壽命超過10萬方，可確保整個施工過程不會因管道磨損而更換；兩套普通125低壓輸送管以及部分150普通高壓管道，用于巨柱和樓面澆筑，方便運輸、安裝、拆卸，每套150米，壁厚5mm，通徑φ125；管路調整墊及調整管兩套，用于解決提模平臺每次爬升的高度不同而需要重新配管的問題；用于樓面澆筑及應急拆管的附屬裝置各2套；150A超高壓液壓截止閥+液壓泵站各4套；

4、泵送混凝土澆筑

泵送混凝土時，應使料斗內保持足夠的混凝土；如遇混凝土泵運轉不正常或混凝土供應脫節，可放慢泵送速度，或每隔4～5分使泵做正、反兩個沖程，防止管路中混凝土堵塞。同時開動料斗中攪拌器，攪拌3～4轉，防止混凝土離析。嚴禁向混凝土料斗中加水，但允許向攪拌運輸車內加入混凝土相同水灰比的砂漿，經充分攪拌后卸入料斗。坍落度偏差過大，品質變壞的混凝土，不能卸入料斗。

結 語：為更好的確保高層混凝土泵送施工質量，高效順利的完成混凝土澆筑，需要在施工前加強施工管理人員和工人對規范標準的學習，綜合考慮施工現場現有條件和現有材料的特性，加強施工過程中的質量控制和監督檢查，才能確保高層混凝土泵送的順利進行。

參考文獻：

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