關(guān)于超高層混凝土泵送施工技術(shù)分析

李佳銘

摘 要：建筑高度的不斷增高對(duì)施工技術(shù)也提出了更高的要求，高強(qiáng)多性能混凝土的開發(fā)，泵送設(shè)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(yīng)而出。本文就超高層混凝土的泵送施工技術(shù)并結(jié)合廣州東塔項(xiàng)目進(jìn)行淺談。

關(guān)鍵詞：超高層；混凝土泵送；混凝土配合比設(shè)計(jì)

一、泵送概況

廣州東塔位于廣州天河區(qū)珠江新城CBD中心地段，結(jié)構(gòu)體系為帶伸臂桁架加強(qiáng)層的鋼管混凝土巨型框架+筒體結(jié)構(gòu)， 核心筒采用雙層鋼板剪力墻，高530m，共111層，設(shè)計(jì)耐久性為100年，因其高（泵送距離長）、多（鋼構(gòu)用量多，鋼筋用量多）、大（砼用量大，砼強(qiáng)度大）等特點(diǎn)，對(duì)混凝土的質(zhì)量把控及泵送施工技術(shù)要求更為之高。

二、混凝土的泵送原理

混凝土泵是連續(xù)式運(yùn)輸機(jī)具之一，它以混凝土泵為動(dòng)力，將混凝土從混凝土攪拌運(yùn)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(diǎn)，可以同時(shí)完成水平和垂直運(yùn)輸，是發(fā)展較快的一種混凝土運(yùn)輸方法，工業(yè)與民用建筑施工皆可應(yīng)用，特別是應(yīng)用于大體積混凝土和采用現(xiàn)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(shè)計(jì)

相較于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，超高層泵送混凝土配合比不僅要求混凝土要滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的強(qiáng)度、耐久性要求，還要滿足管道輸送對(duì)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(shè)計(jì)要求更為苛刻，針對(duì)配合比設(shè)計(jì)進(jìn)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(jié)料用量

膠結(jié)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(chǎn)生阻塞水泥量過多，不但不經(jīng)濟(jì)，混凝土的粘性增高，也會(huì)增大泵送阻力，混凝土配合比總膠結(jié)料用量不宜少于350kg/m3?；炷林袚饺肽ゼ?xì)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(jí)配

骨料的粒徑和級(jí)配，對(duì)混凝土的泵送性能有很大影響，必須要嚴(yán)格控制控制骨料最大粒徑，這是從三個(gè)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(shè)計(jì)超高層泵送混凝土配比時(shí)，人工級(jí)配5mm-25mm和5mm-16mm兩種石子，調(diào)整到理想曲線，分別計(jì)量混合使用。所采用的石子均為連續(xù)級(jí)配，針片狀含量均小于5% 細(xì)骨料應(yīng)符合JGJ52-2002標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)采用中砂、粒徑在0.315mm以下的細(xì)骨料所占的比例按標(biāo)準(zhǔn)要求不應(yīng)少于15%，使用時(shí)達(dá)到20%效果最佳，這對(duì)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(yōu)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(jīng)時(shí)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(dòng)性顯著增加，而且能減少混凝土拌和物的泌水和干縮當(dāng)泵送混凝土中水泥量較少或細(xì)集料中粒徑小于0.315mm含量少時(shí)，也可摻用粉煤灰進(jìn)行彌補(bǔ)礦渣粉的活性極強(qiáng)，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(jié)時(shí)間，提高了混凝土的耐久性。粉煤灰應(yīng)選用一級(jí)或二級(jí)灰，粉煤灰的燒失量指標(biāo)很重要，不能超過3%，礦粉活性不低于S95級(jí)，廣州東塔針對(duì)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(yīng)，可降低用水量，增大流動(dòng)性，提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性，是混凝土低碳技術(shù)的新組分。

2.配合比參數(shù)

（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(dāng)混凝土經(jīng)過錐形管和彎管時(shí)，混凝土顆粒間的位置就會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)如果砂漿量不足，容易產(chǎn)生堵塞為此，泵送混凝土與普通混凝土相比，要適當(dāng)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(dòng)阻力有關(guān)，混凝土拌和物的流動(dòng)阻力隨著水膠比的減小而增大。建議利用優(yōu)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(yàn)，選擇最佳配比。

四、泵送混凝土施工技術(shù)

1、泵送混凝土布料設(shè)備

泵送混凝土布料設(shè)備一般用獨(dú)立式混凝土布料機(jī)?？梢园卜旁诖凉沧前宓哪０迤矫嫔?，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(dòng)做水平布料。布料桿360回轉(zhuǎn)，半徑為4～9米。它也可用塔式起重機(jī)吊裝和移動(dòng)。如果用兩臺(tái)布料桿布料時(shí)，要盡量做到同步前進(jìn)，避免形成施工縫。廣州東塔使用HGY20布料機(jī)2臺(tái)，能360度旋轉(zhuǎn)，最大半徑為20m。

2、泵送混凝土運(yùn)輸

泵送混凝土宜用攪拌運(yùn)輸車運(yùn)輸，混凝土攪拌運(yùn)輸車出料前，應(yīng)以12轉(zhuǎn)/分左右的速度轉(zhuǎn)動(dòng)1分，然后反轉(zhuǎn)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(shè)

對(duì)于超高層建筑中泵送混凝土所需布置的輸送管道應(yīng)當(dāng)考慮以下注意事項(xiàng)：

（1）泵機(jī)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(zhuǎn)向垂直運(yùn)輸。在水平管道上距泵機(jī)5m處安裝一個(gè)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(jié)構(gòu)預(yù)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(jié)構(gòu)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(fù)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(gè)施工過程不會(huì)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(yùn)輸、安裝、拆卸，每套150米，壁厚5mm，通徑φ125；管路調(diào)整墊及調(diào)整管兩套，用于解決提模平臺(tái)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(yīng)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?xí)r，應(yīng)使料斗內(nèi)保持足夠的混凝土；如遇混凝土泵運(yùn)轉(zhuǎn)不正?；蚧炷凉?yīng)脫節(jié)，可放慢泵送速度，或每隔4～5分使泵做正、反兩個(gè)沖程，防止管路中混凝土堵塞。同時(shí)開動(dòng)料斗中攪拌器，攪拌3～4轉(zhuǎn)，防止混凝土離析。嚴(yán)禁向混凝土料斗中加水，但允許向攪拌運(yùn)輸車內(nèi)加入混凝土相同水灰比的砂漿，經(jīng)充分?jǐn)嚢韬笮度肓隙?。坍落度偏差過大，品質(zhì)變壞的混凝土，不能卸入料斗。

結(jié) 語：為更好的確保高層混凝土泵送施工質(zhì)量，高效順利的完成混凝土澆筑，需要在施工前加強(qiáng)施工管理人員和工人對(duì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)，綜合考慮施工現(xiàn)場現(xiàn)有條件和現(xiàn)有材料的特性，加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量控制和監(jiān)督檢查，才能確保高層混凝土泵送的順利進(jìn)行。

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