淺析超高層建筑混凝土泵送施工工藝

彭勇

摘 要：隨著城市化推進(jìn)速度的加快，我國(guó)建筑工程在數(shù)量與規(guī)模上呈現(xiàn)極大的增長(zhǎng)狀態(tài)。與此同時(shí)，由于我國(guó)城市可用于建筑建設(shè)的土地面積有限，為了滿足更多人的住房需求，采用超高層建筑就變得尤為重要。其中，混凝土在超高層建筑中的泵送工藝對(duì)于整體建筑質(zhì)量有著極為重要的聯(lián)系，鑒于此，本文將對(duì)超高層建筑混凝土泵送施工工藝進(jìn)行詳盡探討。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；混凝土泵送；施工工藝

中圖分類號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

近年來，我國(guó)建筑工程技術(shù)水平不斷提升，新工藝、新技術(shù)的出現(xiàn)極大地改善了建筑工程質(zhì)量。其中，對(duì)于高度大于200m的超高層建筑而言，采用現(xiàn)代化的混凝土泵送技術(shù)可以有效提升其整體的可靠性與穩(wěn)定性。與此同時(shí)，由于混凝土強(qiáng)度等級(jí)在超高層建筑中有著更高的要求，并且其存在較大的黏度，需要更大的泵送壓力，這在一定程度上提升了混凝土的泵送難度。因此，對(duì)超高層建筑混凝土泵送施工工藝進(jìn)行深入的研究，對(duì)于我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展有著積極的意義。

1 混凝土性能

1.1 可泵性。在泵的壓力下，混凝土在管道中流動(dòng)的穩(wěn)定性以及難易程度是混凝土可泵性的基本定義。其中流動(dòng)性和內(nèi)聚性是混凝土可泵性的主要表現(xiàn)特征。此外，拌合物的抵抗分層離析能力是內(nèi)聚性的基本定義，其指的是混凝土拌合物在震動(dòng)以及壓力的作用下，梁體與骨料所表現(xiàn)的分層現(xiàn)象。另外，提升混凝土的可泵性可以有效地提升其在管道中的流動(dòng)能力，降低流動(dòng)的阻力，避免離析現(xiàn)象的發(fā)生，從而降低管道因?yàn)槊谒F(xiàn)象而出現(xiàn)堵塞的概率。流動(dòng)性則是指在重力以及屈服應(yīng)力的作用下，混凝土所表現(xiàn)出來的流變特性，提升流動(dòng)性可以降低混凝土的泵送難度。由此可見，流動(dòng)性與內(nèi)聚性是評(píng)價(jià)混凝土可泵性的主要參考依據(jù)。

1.2 原材料。以實(shí)際超高層建筑施工經(jīng)驗(yàn)來看，原材料的質(zhì)量與混凝土的性能有著最為密切的聯(lián)系。其中，原材料的相關(guān)參數(shù)應(yīng)滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求的規(guī)定，從而有效地提升混凝土的強(qiáng)度以及可泵性，確保混凝土的相關(guān)性能可以對(duì)超高層建筑的整體施工質(zhì)量有著顯著的提升作用。

2 布置管道

2.1 原則。在布置管道前，首先應(yīng)確定基準(zhǔn)點(diǎn)的位置。通?？蓪⒋怪惫艿琅c水平管道的轉(zhuǎn)點(diǎn)處作為基準(zhǔn)點(diǎn)，切不可將泵口作為基準(zhǔn)點(diǎn)，并注意泵管在基準(zhǔn)點(diǎn)處應(yīng)剛度固定。待確定基準(zhǔn)點(diǎn)的位置與高度后，管道在水平方向中的布置高度應(yīng)與基準(zhǔn)點(diǎn)處于同一水平面中，從而降低管道在水平方向中的震動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于保護(hù)密封圈以及避免爆管事故的發(fā)生大有幫助。此外，管道在水平方向的長(zhǎng)度應(yīng)大于垂直高度的25%。其中，脈沖式壓力泵送是混凝土泵送所采用的常見形式，難免在泵送過程中出現(xiàn)空檔間隙，所以為提升設(shè)備工作的可靠性，需要借助水平方向的管道來降低垂直方向中的重力應(yīng)力。因此，以基準(zhǔn)點(diǎn)為管道布置的開始點(diǎn)，并逐漸延伸至兩端，為使管道在同一平面中可以保持水平狀態(tài)，降低因長(zhǎng)度不合適而出現(xiàn)接管的概率，提升施工效率，需要施工人員遵從先布管，后固定的布管原則。

泵送距離與泵送壓力之間的關(guān)系可以從盤管試驗(yàn)中得出，即泵送壓力與距離呈正比關(guān)系，并且會(huì)對(duì)泵提出更為嚴(yán)格的要求。與此同時(shí)，混凝土拌合物會(huì)因?yàn)楸盟途嚯x的加大而損失更多的性能。因此，盡量縮短泵送距離應(yīng)是管道布置所遵循的重要原則。此外，如果彎頭部位的壓力大于水平管道，則彎頭數(shù)量應(yīng)盡可能地減少，尤其是不大于90°的彎頭。

2.2 泵管的固定。如果泵管沒有進(jìn)行科學(xué)合理的固定，則會(huì)極易導(dǎo)致爆管現(xiàn)象的發(fā)生，并且會(huì)極大地影響混凝土的泵送效果。與此同時(shí)，當(dāng)泵送至轉(zhuǎn)彎段時(shí)，拌合物與管壁的摩擦力會(huì)有顯著提升，并且與直管段相比，彎管將承受更大的混凝土停止泵送后所產(chǎn)生倒流的沖擊力，所以應(yīng)對(duì)彎管的固定進(jìn)行格外地關(guān)注。通常來講，水平方向的泵管在地面中采用永久性固定的方式，并將混凝土支墩間隔6m進(jìn)行設(shè)置，彎管處固定方式則采用加設(shè)地錨的方式來完成。此外，在澆筑面中采用水平架設(shè)的架子來對(duì)泵管進(jìn)行臨時(shí)固定，用鋼絲繩將彎管處進(jìn)行雙向嵌固。對(duì)于豎直方向的泵管來講，應(yīng)將預(yù)留洞設(shè)置在樓內(nèi)樓板當(dāng)中，并將井子架搭設(shè)在每層樓板之中，泵管穿樓板洞四周用木楔子楔緊。

3 工藝

3.1 凈漿。一定數(shù)量的凈漿需要在泵送混凝前進(jìn)行泵送，并將洗凈球加塞其中，以便對(duì)管壁以及泵管中的雜質(zhì)進(jìn)行清理。其中，清洗效果會(huì)因?yàn)橄磧羟虺霈F(xiàn)形變而產(chǎn)生影響，所以可用浸水的牛皮紙塞子來將水和砂漿進(jìn)行隔離，降低泵出現(xiàn)堵塞的概率。此外，管道出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象由較多原因造成，例如大量沙子會(huì)在高壓作用下在管道中心聚集，如果砂漿泵送足夠多的方量，則沙子會(huì)在砂漿中被完全沖洗干凈，使得水和沙子的混合物逐步形成在泵管內(nèi)部，極易導(dǎo)致彎管位置出現(xiàn)堵塞。

3.2 砂漿。當(dāng)對(duì)砂漿進(jìn)行泵送時(shí)，首先應(yīng)對(duì)泵送高度進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)定，以便有效地提升砂漿泵送效率。此外，為了降低泵送成本，泵送的砂漿量應(yīng)不小于管道長(zhǎng)度的50%。

3.3混凝土。通常來講，混凝土攪拌站的供應(yīng)能力應(yīng)大于混凝土泵的工作能力的20%，以便混凝土可以不間斷地工作，并且澆筑速度應(yīng)與混凝土泵的泵送能力相適應(yīng)。為了降低壓力損失以及泵送阻力，盡量不在管道布置過程中增加彎頭的數(shù)量，并且為了防止管道出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，應(yīng)注意在具有傾斜角度的管道中增加防止空氣進(jìn)入的措施。

開始泵送時(shí)，輸送管內(nèi)壁應(yīng)用水泥砂漿或者水泥漿進(jìn)行潤(rùn)滑。如果長(zhǎng)輸送管需要在混凝土泵送過程中進(jìn)行連接，則長(zhǎng)管段同樣需要用水泥砂漿或者水泥漿進(jìn)行潤(rùn)滑，并且以3m為界來連接長(zhǎng)管，如果管段情況良好且不大于3m，則可以不用潤(rùn)滑。在泵送過程中，為了對(duì)泵的壓力以及其他參數(shù)進(jìn)行觀察，應(yīng)將混凝土泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度控制在低速區(qū)間，隨著泵送時(shí)間的增加，工作人員可以提升混凝土泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而使得泵送作業(yè)可以正常進(jìn)行。

進(jìn)入正常泵送階段后，采用大行程的方式來控制活塞工作。此外，為了不出現(xiàn)混凝土泵送中斷的現(xiàn)象，施工單位應(yīng)確保混凝土的供應(yīng)能力大于混凝土的泵送能力。其中，為了杜絕空氣進(jìn)入而產(chǎn)生堵管，應(yīng)確?；炷猎诨炷帘檬芰隙穬?nèi)保持充滿狀態(tài)，避免剩余混凝土降低到200mm以內(nèi)。如果有空氣進(jìn)入，則混凝土泵需要反向運(yùn)轉(zhuǎn)，以便料斗可以將混凝土吸回，待空氣完全去除后，方可繼續(xù)完成泵送任務(wù)，并且混凝土泵應(yīng)在使用完成后及時(shí)進(jìn)行清理。

3.4 泵的清洗方法。泵的清洗工藝對(duì)于超高層建筑泵送混凝土施工工藝中具有不可或缺的作用，并且對(duì)接下來的工藝環(huán)節(jié)有著較大的影響。其中，泵的清洗可以從以下兩方面著手，即：水洗與氣洗。不管是氣洗還是水洗，均需要將液壓截止閥設(shè)置在泵口位置中。水洗主要利用水的高度差來對(duì)管道進(jìn)行清洗，如果緩沖層在水平方向，則清理需要將緩沖層拆除方可進(jìn)行，以免出現(xiàn)堵管問題。氣洗則是指在空壓機(jī)的作用下，使得海綿球在高壓氣體的推動(dòng)下將混凝土拌合物由高至下地推送，并用回收裝置將混凝土進(jìn)行回收。此外，混凝土如果只用氣洗的方式來進(jìn)行清理，則難以達(dá)到清洗干凈的目的，并且存在較大的施工風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語

由此可見，高層建筑混凝土泵送施工工藝在現(xiàn)階段建筑工程中具有不可或缺的重要作用，其泵送工藝將直接影響超高層建筑的施工質(zhì)量以及使用功能。因此，相關(guān)人員需要積極地對(duì)超高層建筑混凝土泵送工藝進(jìn)行研究，使得混凝土的泵送效果滿足相關(guān)設(shè)計(jì)的要求，從而推動(dòng)我國(guó)超高層建筑領(lǐng)域的發(fā)展步伐。

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