混凝土免泵送無間歇全范圍溜管法澆筑技術

趙榮基，孔亮，薛龍，趙忠楊，邵飛翔 （中建八局第一建設有限公司，山東 濟南 250100）

1 溜管施工技術應用背景

1.1 工程簡介

中央商務區(qū)360m超高層項目是中建八局第一建設有限公司（下稱中建八一）承擔的第一個超高層項目，建筑高度360m，建筑面積22.63萬m2，建筑層數(shù)地下3層，地上62層，采用型鋼混凝土框架柱+鋼框架梁+鋼筋混凝土核心筒結構形式。中建八一匯集了中建集團信息化資料的各方資源，努力打造公司的超高層技術品牌，為后期項目積累豐富經(jīng)驗。

1.2 基坑施工條件

基礎底板大體積混凝土設計強度等級 C40，抗?jié)B等級 P10，澆筑面積4040m2，混凝土方量 10200m3，混凝土主要板厚2m，2.5m，局部達7.7m，電梯井處需先進行澆筑。

1.3 工程難點

①通往基坑底部僅一條通道，且坡度較陡；

②場地狹小，限制混凝土澆筑機械數(shù)量，使得混凝土澆筑效率將會降低，影響工期；

③長距離且角度向下，泵送混凝土容易出現(xiàn)混凝土離析現(xiàn)象，進而造成管道堵塞；

④社會關注度高：標志性工程，澆筑過程中被隨時觀摩，文明施工要求高。

2 溜管系統(tǒng)組成

2.1 單套溜管組成

單套溜管系統(tǒng)由卸料斗、溜管主管、集料斗、支架、頂部操作平臺以及旋轉布料斗組成，溜管可左右布料。

2.2 溜管架體設計

溜管架體的設計是確保溜管施工方案進行的基礎。除應當考慮支架、調(diào)節(jié)支架的位置以及安全外，還應當合理設計溜管的傾斜角度、跨度以及現(xiàn)場搭設的情況。

2.3 強度與穩(wěn)定性驗算

在溜管單套系統(tǒng)中，主要需要進行溜管的強度計算，這也決定了混凝土運送時的流量以及所需溜管的材料，溜管半封閉截面需進行強度與穩(wěn)定性驗算；支架的穩(wěn)定性，支架荷載的來源主要在于在支架頂端存在集料斗，為了便于中間區(qū)域的混凝土澆筑，集料斗會攔截向下流動的混凝土，從而使得混凝土向支架正下方流動至旋轉布料管，完成前述大面積澆筑，支架一般采用鋼結構進行搭接設計，因此對于有集料斗的支架一般需進行整體穩(wěn)定性以及局部不穩(wěn)定性驗算。

2.4 溜管系統(tǒng)搭設步驟

溜管系統(tǒng)的搭設主要采用模塊化的安裝與拆卸，溜管、卸料槽、集料斗、格構柱等配套設置在地面進行制作與拼裝，整體流程如下：在底板內(nèi)設置支撐架安裝格構柱，從低向高安裝斜向溜管，再安裝豎向溜管，最后安裝集料斗、卸料槽以及坑內(nèi)串筒等。

3 溜管設計原理

溜管施工時，混凝土攪拌運輸車在卸料斗處卸下混凝土，利用混凝土的流動性，自行沿著有一定坡度的管道向管底運輸。在管道運輸路段中除了有用于支撐，保證管道呈直線的支架外，還有調(diào)節(jié)支架。調(diào)節(jié)支架的作用在于讓運輸?shù)幕炷恋南铝宵c不只是在溜管末端，通過在調(diào)節(jié)支架處攔截向下運輸?shù)幕炷粒怪S著豎直管道流到旋轉布料管，旋轉布料管可以通過旋轉或者伸縮，導流混凝土至調(diào)節(jié)支架的周邊扇形區(qū)域內(nèi)，從而完成單套溜管系統(tǒng)垂直投影面附近區(qū)域的混凝土運輸及澆筑工作。對于溜管系統(tǒng)支架附近的混凝土澆筑采用折疊的布料溜槽，當全范圍澆筑完遠端混凝土后，將折疊溜槽下半部分進行折疊，使用折疊后的溜槽可將支架附近的混凝土全部澆筑完成。

在溜管系統(tǒng)運轉的整個過程中，除了需要指揮中心的統(tǒng)一調(diào)度以及單套溜管系統(tǒng)中的頂部操作平臺協(xié)同工作外，還需要對攪拌站的實時監(jiān)控、罐車GPS實時定位、澆筑面實時監(jiān)控、測溫監(jiān)控以及安全組、質量管理人員全程不間斷巡檢，以確保溜管布料全程的高效、合理、安全，使得大體積混凝土澆筑不出現(xiàn)水化熱過高，澆筑不均勻或者漏澆等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4 施工安排與部署

4.1 資源配置

如下表所示。

4.2 施工工藝

溜管安裝工藝如下：支架基礎鋼筋安裝→自制底部支架安裝→支架基礎混凝土澆筑→塔吊標準節(jié)安裝→頂部自制操作臺安裝→支架處豎向溜管安裝→集料斗安裝→主溜管安裝→卸料斗安裝→旋轉布料筒安裝→折疊溜槽安裝→驗收。

勞動力配置計劃表

4.3 混凝土配合比

溜管施工法主要通過混凝土的流動性使得混凝土可以順利地從溜管運輸至基坑底板處，所以如何在保證混凝土的強度以及其他性能（如抗?jié)B、抗凍等）的情況下，提高混凝土的流動性是在進行溜管設計時必須考慮的問題，一般提高混凝土的流動性有如下幾點：

①改變粗骨料及細骨料的形狀類型，粗骨料粒型枕片狀多，內(nèi)摩擦力大，流動性差，細骨料粒徑小，需水量大，流動性差；

②改變摻合料，粉煤灰需水量小，混凝土拌合物用水量能較大幅度降低；

③外加劑的影響，外加劑的品種不同，所產(chǎn)生的效果不同，塌落時經(jīng)濟損失差別很大，流動性差；

④環(huán)境因素，氣溫高，混凝土中水分蒸發(fā)快，水泥水化速度快，游離水減少快，流動性差；

⑤運輸時間及施工現(xiàn)場時間停留時間等因素，混凝土未澆筑前，混凝土拌合物會隨著時間推移不斷變稠，流動性降低。

5 施工注意事項

①溜管系統(tǒng)支架是埋設在筏板墊層以下的，需要做混凝土基礎，方可穩(wěn)固。

②溜管系統(tǒng)支架穿待澆筑筏板，需做好防水，筏板防水做法除正常的上翻外，還需要在支架立柱上焊好止水鋼板，杜絕后期滲水。

③澆筑過程中混凝土豎向溜管受混凝土沖勁非常大，需做好豎向管道的穩(wěn)定措施。

④嚴禁將溜管系統(tǒng)支架直接焊接在筏板鋼筋上。

⑤混凝土澆筑前需先對整套溜管系統(tǒng)澆水濕潤，然后在使用少量砂漿潤管方可大面積開始澆筑。

⑥澆筑過程中，各溜管澆筑系統(tǒng)管理人員需配備專用對講機頻道，防止串號影響正常澆筑。

6 現(xiàn)場效益分析

全程無間斷溜管施工對于混凝土澆筑面積大，施工用地緊張的項目，澆筑所耗工時短。溜管澆筑速度主要取決于混凝土攪拌車卸料速度，卸料斗可支持兩輛混凝土攪拌車左右同時卸料，一輛混凝土攪拌運輸車按10min卸料18m3混凝土計算，則一小時單套溜管系統(tǒng)混凝土澆筑可達216m3，一套混凝土泵送機械一小時泵送混凝土量在50m3左右，考慮一個基坑底板澆筑可能使用多套溜管同時澆筑，因此每小時澆筑數(shù)量需再乘以單套溜管系統(tǒng)數(shù)量，本次采用三套溜管方案，工程預計澆筑的10500m3混凝土在裝置安裝完畢開工后16h內(nèi)運輸澆筑完畢，混凝土澆筑均勻，無離析、管道堵塞現(xiàn)象發(fā)生，整體施工質量控制良好，符合相關設計及規(guī)范要求。

若采用其他方式進行施工，由于本項目施工用地緊張，按照現(xiàn)場施工場地布置，可在基坑底部安置兩臺混凝土泵送機械，操作平臺上安裝一臺混凝土泵送機械，每臺機械按照每小時泵送50m3混凝土進行計算，澆筑10500m3混凝土工需要70h的工時，這是三臺機械不停轉，持續(xù)工作的時間，考慮到夜間施工混凝土攪拌運輸車在狹窄空間內(nèi)進料、卸料周轉等時間，實際所耗時間更長，因此本工法在平安360超高層項目的使用有效保證了工期。另外，本次溜管施工方案所采購的全套設備在施工完成驗收后，設備以購買價格的75%出售給其他項目，大大節(jié)省了工程成本，取得了良好的經(jīng)濟效益，值得為以后類似工程提供參考，具備優(yōu)良的應用價值。