超高層泵送高強混凝土技術應用

何釗祎

摘 要：隨著建筑高度的增加和超高層泵送混凝土施工技術的發展，超高層泵送混凝土越來越多，超高層混凝土泵送壓力高、難度大，給泵送施工帶來一系列的技術難題，研究超高層混凝土泵送中的關鍵技術具有很高的經濟效益和社會效益，其中主要核心技術有泵送混凝土原材料的選擇、泵管布置及安裝、混凝土供應及機械選擇、管道清洗、堵管預防及處理措施。

關鍵詞：超高層;泵送混凝土;施工;技術控制

引言

本工程位于南昌市紅谷灘新區綠茵路與紅谷灘中大道交匯處。項目主塔樓地下2層，地上59層，建筑總高度256.6米。總建筑面積為105793平方米，項目結構形式為框架-剪力墻結構

1、泵送混凝土原材料的選擇

本工程混凝土最高泵送高度達到256.6m，不僅要將大量的混凝土輸送至200 m以上的結構部位，同時，還要保證混凝土輸送至作業面后具有良好的和易性。由于混凝土強度等級達到C70，水泥用量多，混凝土粘度大，從而導致泵送阻力大、泵送困難。 本工程混凝土構件截面尺寸大，勁性混凝土柱尺寸達1600mm×1400mm，剪力墻厚度達到800mm。構件截面尺寸大鋼筋較密集混凝土施工工藝復雜，施工質量控制難度大;混凝土強度等級高，內部絕熱溫升高，混凝土易產生裂縫。

2、泵管布置及安裝

超高泵送設備選型包括泵機、管道及布料桿選型。泵送設備的選型應考慮泵送高度、泵送方量、混凝土配比等因素的影響。

（1）泵機的選擇應考慮泵送高度、泵送混凝土強度及單位時間泵送方量的影響;

（2）混凝土管道的選擇應考慮泵送方量及泵送壓力的影響。

（3）布料機的選擇應考慮安裝條件、布料范圍及布料盲區的影響。

泵送系統的布置原則：

超高壓輸送泵管應盡量避開人流量較大的通道處;兩條管架應盡量靠近并靠墻，減少占用施工場地;第一道水平彎管距離輸送泵最短應不小于15米;距離輸送泵10米左右應設置一個水平截止閥;豎向管道應在第一次穿越樓層處設置一個截止閥;水平管的長度應不低于泵送高度的1/4，包括彎管折算長度;水平管兩邊應設置安全防護設置;輸送管的起始水平管段長不應小于15m;

輸送管路應采用支架、吊具等加以固定，不應與模板或鋼筋直接接觸。

3、混凝土供應及機械選擇

高泵程混凝土的輸送是混凝土施工的關鍵，也是影響質量和控制工期的關鍵。根據以往我們的施工經驗，結合工程混凝土施工的特點。超高層建筑混凝土泵送施工存在諸多技術問題，主要問題及措施如下：

（1）設備泵送能力

設備最大泵送能力應該有一點儲備以保證輸送順利、避免堵管。一旦應設備故障而終止泵送2h以上時，泵在輸送管內會出現泌水、離析，將使整個管道系統內混凝土報廢而嚴重影響施工質量。本工程高壓泵采用兩臺發動機，即可同時工作以提高工作效率，也可單獨作業，即使一臺發生故障仍有備用發動機繼續工作。

（2）耐高壓的管道系統

在進行超高壓泵送時，管道內壓力最大可達到22MPa，縱向將產生極大的拉力，必須采用耐超壓的管道系統。對泵管要求如下：

①采用壁厚為9mm以上高壓管道，保障管道的抗暴能力。

②管道間的連接用高強螺栓，縱向拉力有螺桿承受，使接頭處得到可靠保障。

③輸送管道管徑越小則輸送阻力越大，輸送管道管徑越大則輸送管抗暴能力差，而且混凝土在管內流速慢、停留時間長，影響混凝土性能，最好選用直徑為125mm的輸送管。

4、管道清洗、堵管預防及處理措施

4.1、管道清洗

在混凝土泵送施工結束后，需要清理輸送管內剩余的混凝土，洗管采用從下往上水洗的方法，在泵送完后，洗管采用先泵送0.5～1方砂漿后，直接泵水，直至布料機出口出現清水。此方法從洗管開始到結束不能停止泵送，水源得跟上。

4.2、堵管預防措施

（1）混凝土的坍落度過小時

當發現有一斗混凝土的坍落度很小，無法泵送時，應及時將混凝土從料斗底部放掉，嚴禁強行泵送。及時糾正罐車內的混凝土坍落度，添加減水劑或者泵送劑，摻加劑量按照混凝土攪拌站技術要求進行。

（2）停機時間過長

停機期間，應每隔5～10min（具體時間視當日氣溫、混凝土坍落度、混凝土初凝時間而定）開泵一次，以防堵管。

（3）管道未清洗干凈

上次泵送完畢，管道未清洗干凈，會造成下一次泵送時堵管。所以每次泵送完畢一定要按照水洗規程將輸送管道清洗干凈。

（4）泵送速度選擇不當

首次泵送時，由于管道阻力較大，此時應低速泵送，泵送正常后，可適當提高泵送速度。當出現堵管征兆或某一車混凝土的坍落度較小時，應低速泵送。

4.3、堵管的處理措施

當輸送管被堵塞時采取下列方法排除：

（1）重復進行反泵和正泵逐步吸出混凝土至料斗中，重新攪拌后泵送;

（2）用木槌敲擊等方法，查明堵塞部位，將混凝土擊松后，重復進行反泵和正泵，排除堵塞;

（3）當上述兩種方法無效時，應在混凝土卸壓后，拆除堵塞部位的輸送管，排出混凝土堵塞物后，方可接管。重新泵送前，應先排除管內空氣后，方可擰緊接頭。

（4）當混凝土泵送出現非堵塞性中斷時，應采取下列措施：

（5）混凝土泵車卸料清洗后重新泵送;或利用臂架將混凝土泵入料斗，進行慢速間歇循環泵送;有配管輸送混凝土時，可進行慢速間歇泵送;

4、結語

經過理論分析和實踐結論，為了保障超高層泵送混凝土技術具有可操作性效果更好、更加合理化、科學化，需要其泵送混凝土原材料的進行嚴格篩選，選擇最優配方保證混凝土滿足泵送要求、泵管需合理布置減少混凝土泵送過程中壓力損失、選擇合理的機械確保混凝土及時供應、對管道清洗、嚴格執行堵管預防及處理流程。

參考文獻

[1]曹文達.新型混凝土及應用[M].北京：金盾出版社，2001，