超高層建筑混凝土泵送防回流施工技術(shù)的可行性研究

摘要：我國的建筑水平隨著人民的生活水平日益提高，近年來，超高層建筑已經(jīng)屢見不鮮。傳統(tǒng)的施工技術(shù)對于超高層建筑建設(shè)來說是略有不足的，所以建筑專家學(xué)者們專門針對超高層建筑開發(fā)出了新型的施工技術(shù)，本文針對新型施工技術(shù)進行了簡單介紹，就其中混凝土泵送防回流技術(shù)進行了集中分析，并針對實際施工案例對其可行性進行探究。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；混凝土；泵送防回流技術(shù)

隨著人口的快速增長，土地資源越來越緊缺，從而建筑行業(yè)也越來越注重高層建筑的建設(shè)。不同國家對于超高層建筑的定義不同，我國將高度超過100m的建筑定義為超高層建筑。國際上不同國家一直在進行超高層建筑競爭，因為這類建筑可以作為代表體現(xiàn)出一個國家的綜合國力，我國的超高層建筑發(fā)展時間相對較短，還需要不斷進行探索研究。

1超高層建筑施工技術(shù)要點

1.1將主樓定為施工重點

超高層建筑需要投入大量資金，工期也比較長，所以施工單位需要采取措施盡量縮短工期，主樓建設(shè)是施工中需要先行建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，能夠控制整個工期，一般情況下，實際施工中都是先完成主樓建設(shè)。

1.2保證施工基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)

由于超高層建筑需要埋設(shè)深度較深的基礎(chǔ)設(shè)備，所以需要花費較多的時間，施工環(huán)境也很差?；A(chǔ)施工需要在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上盡量縮短工期，針對超高層建筑的結(jié)構(gòu)特點設(shè)計出科學(xué)合理的施工方案。

1.3采用高效垂直運輸體系

考慮到高層建筑的作業(yè)面小、條件差，還要保證施工進度，需要盡量采用高科技的現(xiàn)代施工技術(shù)，盡量采用機械施工代替現(xiàn)場作業(yè)，加快速度，保證質(zhì)量。

1.4強化管理

施工單位要對施工過程進行有效管理，科學(xué)利用空間，使各個施工環(huán)節(jié)的節(jié)奏緊湊起來，充分利用建設(shè)好的樓層空間，有序作業(yè)，加快施工速度、縮短工期。

1.5綠色施工

超高層建筑建設(shè)施工勢必要使用大型的機械設(shè)備，伴有通常建筑工程中常見的塵土問題。所以，施工中要保證封閉，定期灑水，降低干擾程度。另外，施工中的不用材料要注意每天回收規(guī)范處理，避免浪費。

2 超高層建筑的現(xiàn)代施工技術(shù)

2.1 逆作施工法

逆作施工法能夠?qū)崿F(xiàn)地面上方結(jié)構(gòu)和下方結(jié)構(gòu)同時施工，提高施工效率。施工前先建好地下支護結(jié)構(gòu)，并把施工地面一層的樓面主要結(jié)構(gòu)包括主要承重柱、梁、樓板等先建設(shè)好，從而施工單位可以一邊向下挖土方建設(shè)地下結(jié)構(gòu)，同時還能逐層向上建設(shè)地上建筑結(jié)構(gòu)。

2.2整體滑模施工法

在建筑施工中沿著建好的建筑周邊支設(shè)模板，一邊澆筑混凝土一邊提升模板，直至完成整體建筑的混凝土澆筑的方法，就是整體滑模法，這種方法不僅節(jié)約了模板，還能提高施工速度，更好的保證建筑的整體性。

2.3整體爬模施工法

爬模施工法同樣采用了模板，將爬升模板固定在建筑結(jié)構(gòu)上，但是在混凝土澆筑完畢后并不去掉模板，而是利用支架等設(shè)備將爬模裝置向上推進，反復(fù)利用。爬模施工法操作方便，能夠有效避免施工偏差。

2.4鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

鋼結(jié)構(gòu)作為超高層建筑施工中建筑結(jié)構(gòu)材料和搭建施工輔助設(shè)備用材料，具備生產(chǎn)速度快、強度韌度高、施工速度快等多個優(yōu)點。

2.5混凝土泵送施工技術(shù)

泵送混凝土技術(shù)是德國首創(chuàng)的，是現(xiàn)代超高層建筑施工技術(shù)中最為關(guān)鍵的施工技術(shù)。該技術(shù)主要采用混凝土泵和管道運輸混凝土，輸送速度快、效率高、能夠連續(xù)運輸，有效節(jié)約人力成本。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，超高層建筑的高度會更高、建筑結(jié)構(gòu)也會更加復(fù)雜，但是施工工期要求和質(zhì)量標準要求也會更加嚴格，超高層建筑的混凝土輸送技術(shù)也必須有所加強，大幅度提升輸送量和輸送速度。

由于混凝土自身的重力，建筑樓層越高，回流問題就會越明顯，一旦出現(xiàn)回流必然會導(dǎo)致大量的材料浪費，還需花費更多的清理費用。所以，實際建設(shè)中，還需注重混凝土泵送防回流工藝的采用。防回流工藝能夠通過在泵管口安裝液壓閥門有效防止輸送泵故障導(dǎo)致的混凝土回流，一旦出現(xiàn)故障，閥門能夠馬上截止混凝土的流動，隨后便能正常排除故障，修繕輸送泵。當(dāng)混凝土的澆筑工作完成后，現(xiàn)將管道封堵，隨后利用高壓水將泵管中仍留有的混凝土沖到樓頂，同時也將管道進行了清洗。

混凝土超高泵送防回流工藝中最為關(guān)鍵的就是液壓閥門和高壓水洗。液壓閥門通過控制閥操作液壓油缸推動輸送管道上的插板阻止回流，插板的密封性必須非常好，有效防止混凝土泄露，解決漏漿問題。高壓水洗能夠?qū)⒐艿乐械幕炷翛_出到作業(yè)面，從而節(jié)約的材料。另外，洗管媒介在建筑高度不同的情況下是不同的，低于200m采用海綿球，高于200m采用砂漿。

下面針對實際案例進行混凝土泵送防回流技術(shù)的研究分析。

3實例分析

3.1工程概況

芳村花園二期工程（第七標段（F區(qū)、小學(xué)工程）位于廣州市荔灣區(qū)龍溪大道北側(cè)，包括F區(qū)商住樓是1層連體地下室，2棟28層塔樓；地下室層高5.0米，首層層高5.9米，二層以上各層層高3米，屋面標高+87M；小學(xué)是2～4層建筑物，首層層高4.5米，二層以上各層層高3.6或3.45米，屋面標高+15.7M，小學(xué)鐘樓頂標高+27M；第七標段總建筑面積約6.40萬平方米，其中F區(qū)商住樓地上建筑面積為45800平方米，小學(xué)建筑面積為9114平方米。工程造價：1.6億元。主樓區(qū)樁徑分別為Ф800、Ф1000、Ф1400、Ф1600、Ф1800及Ф2000六種共187根；小學(xué)區(qū)樁徑分別為Ф600、Ф800、Ф1000，共140根，主樓區(qū)及小學(xué)區(qū)共計327根。樁砼強度等級均為C35。

3.2工程要點

混凝土柱強度等級屬于高強度混凝土，需要大量的水泥，混凝土的粘度要求高，采用泵送方式進行運輸時會存在較大的阻力，另外，混凝土柱數(shù)目較多也比較集中，澆筑工作難度高。總體來說屬于超高層泵送施工，下面具體介紹防回流工藝。

3.3混凝土泵送防回流工藝

3.3.1布置混凝土泵管

泵送混凝土采用的管道必須是耐高壓的高強度管道，同時具備一定的抗爆能力。管道與管道之間采用強度較高的螺桿連接，同時要求抗拉能力較強。另外，管道接頭部位需要墊上密封圈，且密封圈要求是超高壓的砼密封圈，連帶著骨架，有效保證砼在高壓條件下不會被擠出，保障管道的密封性。布置管道時還要注意，彎管和軟管要盡量少用，其抗高壓能力較差，要盡量減少管線長度。

3.3.2安裝液壓閥門

液壓閥門作為防回流工藝的關(guān)鍵技術(shù)之一必須妥善安裝。該閥門安裝在泵出口的管道，高度較低時水平安裝、高度較高時垂直安裝。要注意的是，閥門周圍要保證整潔空曠，不要放置任何無用的設(shè)備，保證閥門能夠在出現(xiàn)回流時能夠馬上起作用，不會被障礙物影響。

3.3.3調(diào)試相關(guān)設(shè)備

安裝好液壓閥門后，將油泵和油缸連接起來，打開操作閥門，反復(fù)試驗油缸上的插板是否能夠正常進行封堵開啟輸送管道，保證各個設(shè)備運行正常沒有任何設(shè)備故障。若是出現(xiàn)問題要馬上改正處理。另外，實驗人員還要確認插板和泵管之間沒有間隙，二者緊密的結(jié)合起來，整個泵送系統(tǒng)要保證清潔干燥，在戶外要注意不能被雨雪干擾。

3.3.4澆筑混凝土

液壓閥門打開，開始澆筑混凝土，各個設(shè)備都要保證開啟狀態(tài)，避免截流產(chǎn)生。另外，油泵系統(tǒng)要做斷電處理，避免液壓閥門無故關(guān)閉導(dǎo)致的混凝土堆積甚至爆管現(xiàn)象。若是在建筑混凝土?xí)r，輸送泵出現(xiàn)了故障，必須馬上維修，則應(yīng)先關(guān)閉液壓閥門，防止回流，指導(dǎo)輸送泵的故障處理完畢，能夠正常運行后，再重新開啟液壓閥門，繼續(xù)澆筑混凝土。

3.3.5高壓水洗泵管

水洗技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)中常用的施工技術(shù)，在多個領(lǐng)域都有應(yīng)用。在混凝土泵送防回流工藝中，則要保證混凝土輸送泵的壓力達標，輸送管道嚴密沒有任何泄露，切割環(huán)要保證密封性，洗管媒介在200米以下和200米以上分別采用海綿球和砂漿。

（1）采用海綿球作為洗管媒介

當(dāng)建筑低于200米，混凝土建筑快要完成時，關(guān)閉液壓閥門前留下適當(dāng)?shù)幕炷猎诒霉苤?，關(guān)閉液壓閥門，把海綿球放到泵出口，向原來裝有混凝土的容器中加水，打開液壓閥門，利用泵送方式將水沖入混凝土輸送管道中，將特意留出的混凝土沖到作業(yè)面，直到海綿球被噴出，切斷地泵電源，剩余的水反流出，順便清洗了輸送管道。

（2）采用砂漿作為洗管媒介

當(dāng)建筑高度達到200米以上，海綿球這時已經(jīng)不能起到作用，因為其承壓能力有限，這時已經(jīng)無法阻止水向外滲透了，導(dǎo)致水洗失效。所以，這時采用另一種材料充當(dāng)水洗媒介，通常選用的是砂漿。在建筑混凝土澆筑結(jié)束后，關(guān)閉液壓閥門，并向原裝混凝土的容器中加入1m3量的砂漿，打開液壓閥門，砂漿被引入到輸送管道中，繼續(xù)加水，利用砂漿將輸送管道中剩余的混凝土沖到作業(yè)面?；炷梁退g有了砂漿作為相對較長的過渡段，能夠充分保證水洗技術(shù)應(yīng)用效果，直到泵管出口出有砂漿流出，將砂漿引入到廢料之中，泵管出口出有水流出時，則馬上切斷地泵電源，剩余的水自動流出，順便對輸送管道進行了清洗。

3.3.6循環(huán)利用沖洗水

在高壓水洗輸送管的過程中，會采用大量的水，若是清洗一遍就將這些水浪費掉，不僅會導(dǎo)致建筑施工成本增加，還會導(dǎo)致資源浪費。所以，施工時可以在地泵附近挖出一個集水坑，習(xí)慣完畢后將水引入到集水坑中，下次循環(huán)利用，從而有效節(jié)約成本。

3.3.7相關(guān)設(shè)備的維修保養(yǎng)

混凝土泵送防回流的設(shè)備需要定期保養(yǎng)，因為在施工期間，這些設(shè)備多數(shù)處于高壓受力狀態(tài)，另外，考慮到金屬制品很容易發(fā)生銹蝕，施工現(xiàn)場中的各種酸堿性材料勢必會對這些設(shè)備造成一定影響，所以，必須安排工作人員按期對相關(guān)設(shè)備進行檢測，有問題的馬上維修，沒有問題的加強保養(yǎng)。例如：定期更換液壓油、在活塞處定期涂抹潤滑油、液壓閥門保證與甭管垂直，若是發(fā)生錯位要及時對其校正。

3.4 泵送防回流施工要點

3.4.1保證泵送能力

設(shè)定泵送能力要求時除了必須滿足泵送能力以外，還要有一定量的儲備能力，防止出現(xiàn)堵管問題。

3.4.2保證設(shè)備的可靠性

配置混凝土泵送設(shè)備時必須保證其使用質(zhì)量，即便出現(xiàn)故障也要保證能在規(guī)定時間內(nèi)排除。因為混凝土在輸送管內(nèi)靜止2個小時以上就會離析，導(dǎo)致混凝土報廢，施工進程也會被耽誤。

3.4.3保證管道系統(tǒng)的耐壓能力

在實際進行混凝土泵送時，管道內(nèi)的壓強是非常高的，最大可以達到22MPa，縱向拉力可以達到27t，所以輸送管道的耐壓能力必須要非常高。除此之外，輸送管道的連接和密封也不能采用從前的方法，耐壓能力不足，可以改變管道的尺寸，管道接頭處采用高強度的螺桿等。

4 結(jié)束語

隨著世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟增長，人民生活水平的提高，加快城市化建設(shè)，滿足越來越多的人口的住房需求，世界各國都在集中建設(shè)超高層建筑。在超高層建筑施工中采用新型的施工技術(shù)，最具代表性的混凝土泵送技術(shù)是建筑專家關(guān)注的重點。實際施工中，工作人員要多加關(guān)注泵送技術(shù)中的防回流工藝，杜絕施工事故，保證施工質(zhì)量。

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