超高層建筑混凝土泵送施工工藝

譚 俊

山河建設(shè)集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430080

1 超高層建筑混凝土泵送施工工藝概述

超高層建筑混凝土泵送施工工藝在實(shí)際應(yīng)用的過程中是通過泵送設(shè)備將混凝土材料運(yùn)輸?shù)叫枰獫仓膮^(qū)域，應(yīng)用泵送設(shè)備前要保證材料有一定的流動(dòng)性、黏滯性，能夠在外力的影響下流動(dòng)。在泵送期間還需利用混凝土泵設(shè)備、泵車設(shè)備等提供相應(yīng)的泵動(dòng)力，確保材料斗之內(nèi)的混凝土，能夠在泵送壓力的作用下，沿著管道的區(qū)域向澆筑位置流動(dòng)，能起到良好的潤(rùn)滑作用，減少管壁部分、混凝土材料相互之間的摩擦力，進(jìn)一步加快材料的輸送速度。

2 材料準(zhǔn)備

在應(yīng)用混凝土泵送施工工藝時(shí)，首要前提是保證材料的流動(dòng)性，如果材料存在質(zhì)量問題，將會(huì)影響整體的泵送效果。因此，在使用此類工藝之前應(yīng)保證所使用的材料的質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)、性能等符合相關(guān)要求。

（1）優(yōu)化選擇原材料。施工企業(yè)應(yīng)結(jié)合泵送施工工藝的特點(diǎn)與情況，針對(duì)性地進(jìn)行原材料選擇與優(yōu)化，保證材料能夠與泵送工藝要求相符。對(duì)于所應(yīng)用的水泥材料，應(yīng)保證具備較高程度的穩(wěn)定性，水化熱的水平要低，凝結(jié)的時(shí)間符合標(biāo)準(zhǔn)，并確保泵送處理的過程中符合規(guī)范。對(duì)于所使用的礦物摻合料而言，主要涉及粉煤灰材料、礦渣粉材料、石灰石粉材料等，應(yīng)確保其登記在二級(jí)以上，這樣不僅能夠改善相應(yīng)的材料黏聚性能，還能增強(qiáng)可泵性，同時(shí)需盡可能減少水泥材料的使用量，減少因水化熱放熱而帶來的損失。所使用的石灰石粉材料，需要將篩余方面的細(xì)度控制在15%以下，借助微顆粒的填充效應(yīng)改善材料的抗離析性能，避免出現(xiàn)泌水的現(xiàn)象。對(duì)于所應(yīng)用的礦渣粉材料，其等級(jí)不可低于S95，還要保證其活性符合標(biāo)準(zhǔn)，能夠起到改善微觀結(jié)構(gòu)的作用，增強(qiáng)漿液部分、集料界面部分的黏結(jié)力，避免出現(xiàn)離析或其他問題。所應(yīng)用的骨料也必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并具備一定的穩(wěn)定性，能夠有效避免發(fā)生離析的問題，盡可能減小石子的粒徑，在保證骨料粒型的情況下，減小摩擦阻力，最好選擇6mm左右的粗骨料及13mm左右的整形碎石。

（2）合理設(shè)置配合比。設(shè)定相關(guān)材料配合比的過程中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注如何增強(qiáng)混凝土可泵性。要想增強(qiáng)混凝土的可泵性，就要確保新拌和混凝土在泵設(shè)備的壓力下，能夠沿著輸送管道順利地流動(dòng)，不會(huì)出現(xiàn)離析現(xiàn)象。此外，在保證水膠比固定的情況下，還要增加膠凝材料的使用量，并提高砂率，增強(qiáng)水泥砂漿應(yīng)用量的合理性，在改善流動(dòng)性的同時(shí)，預(yù)防泵送摩擦阻力過高的問題。具體工作中應(yīng)該重點(diǎn)使用粒徑較小的粗骨料材料，降低沉降問題的發(fā)生率，并應(yīng)用抗離析性能較高、低泵損性能的外加劑材料，以保證不會(huì)出現(xiàn)離析的問題。在設(shè)置材料配合比的過程中，應(yīng)采用實(shí)驗(yàn)的方式明確不同材料配合比情況下結(jié)構(gòu)7d、28d強(qiáng)度情況，盡可能選用強(qiáng)度較為良好的配合比設(shè)計(jì)方案。

（3）強(qiáng)化拌和物性能控制。結(jié)合以往的工作經(jīng)驗(yàn)可知，超高層建筑工程領(lǐng)域中，使用泵送混凝土施工工藝，其拌和物性能應(yīng)該與標(biāo)準(zhǔn)相符，首先，在出機(jī)性能方面，坍落度應(yīng)該控制在250mm以上，擴(kuò)展度控制在650mm以上；其次，在工作性能方面，倒置坍落度筒的排空時(shí)間應(yīng)維持在8s以內(nèi)。

3 施工控制

3.1 嚴(yán)格控制泵送壓力

泵送工藝技術(shù)應(yīng)用的過程中，應(yīng)保證壓力維持在合理范圍之內(nèi)，首先，應(yīng)考慮到材料在管道之內(nèi)流動(dòng)過程由于受到阻力的影響會(huì)出現(xiàn)壓力損失，科學(xué)設(shè)定壓力數(shù)據(jù)值；其次，應(yīng)考慮材料經(jīng)過管道彎曲位置出現(xiàn)的局部壓力損失現(xiàn)象，重點(diǎn)控制壓力指標(biāo)；最后，準(zhǔn)確分析材料的高度方向重力特點(diǎn)與情況，計(jì)算泵送阻力的數(shù)據(jù)值，結(jié)合實(shí)際情況嚴(yán)格設(shè)定泵送壓力，以免影響工藝的應(yīng)用效果。

3.2 合理布置和安裝泵管

（2）科學(xué)布置泵管。對(duì)于泵管而言，應(yīng)盡可能縮短距離、減少彎管的部分，將最短線路作為標(biāo)準(zhǔn)配置泵送管道，減少彎管材料或軟管材料的使用量，避免應(yīng)用彎度很高的彎頭部分，在管道的末端區(qū)域活動(dòng)軟管的彎曲程度不能超出180°，也不可出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。水平、豎直管道的長(zhǎng)度比應(yīng)控制在1∶4～1∶3。在科學(xué)設(shè)置水平長(zhǎng)度的情況下，預(yù)防因?yàn)榇怪狈较蛑亓Φ淖饔枚霈F(xiàn)的泵機(jī)設(shè)備問題。如果現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域存在一定限制，水平管道的長(zhǎng)度不能符合要求，就要適當(dāng)增加彎頭的使用量，用來處理豎向管道內(nèi)因材料自重所導(dǎo)致的泵機(jī)設(shè)備反壓?jiǎn)栴}。在管道布置期間還需要注意泵口區(qū)域并非布設(shè)管道的基準(zhǔn)點(diǎn)位置，而要將基準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置在水平管道、垂直管道的轉(zhuǎn)點(diǎn)區(qū)域，保證基準(zhǔn)點(diǎn)的具體位置、高度符合要求。對(duì)于水平管道的情況而言，需要遵循基準(zhǔn)點(diǎn)等高的基本原則，也就是基準(zhǔn)點(diǎn)之間的高度維持在相同水平面，這主要因?yàn)橄嚓P(guān)的水平管和泵口之間越靠近，管道中的壓力就會(huì)越大，很容易發(fā)生水平管振動(dòng)的現(xiàn)象，最終引發(fā)密封圈損壞、爆管的后果。此外，還應(yīng)該遵循先布置管道、后進(jìn)行固定的基本性原則，為確保同一平面之內(nèi)的所有管道的水平面處于相同的標(biāo)準(zhǔn)范圍，避免因長(zhǎng)度不合理而在后續(xù)進(jìn)行接管時(shí)對(duì)工程周期造成不利影響。

（2）制訂合理的泵管安裝方案。對(duì)于泵送管道而言，應(yīng)該合理使用高壓泵管材料，在每次執(zhí)行澆筑工作之前都需要全面檢查管壁的厚度情況，預(yù)防在泵送期間出現(xiàn)爆管風(fēng)險(xiǎn)隱患問題；還要在煤層樓板的預(yù)留孔位置做好豎直管道的固定工作，如果將管道設(shè)置在腳手架上，就必須保證腳手架符合穩(wěn)定性、固定性的要求。在此期間應(yīng)確保合理使用水泥墩開展水平、豎直管道互相連接的彎管部分的支撐工作，確保達(dá)到良好的固定目的，提升整體結(jié)構(gòu)的牢固性。如果層高超過3m，就要運(yùn)用U碼固定設(shè)備對(duì)管道進(jìn)行處理，以免發(fā)生牢固性問題。使用水泥墩開展水平管道的支撐工作，要確保其高度與泵機(jī)設(shè)備出料口高度一致，墩間距離控制在4.5m左右，還要在墩結(jié)構(gòu)上面預(yù)埋固定螺栓。

4 優(yōu)化措施

（1）完善作業(yè)模式。在使用泵送工藝技術(shù)作業(yè)之前，應(yīng)使料斗部分、箱體部分、泵管部分處于濕潤(rùn)狀態(tài)，并通過砂漿材料達(dá)到管道的潤(rùn)滑目的，根據(jù)管道長(zhǎng)度確定砂漿的使用量，通常情況下，每80m就要應(yīng)用1m3的砂漿，如果管道存在很多彎頭，就要增加材料的使用量。完成潤(rùn)滑工作以后，再進(jìn)行材料的泵送，保證材料連續(xù)供應(yīng)，以免箱體內(nèi)進(jìn)入空氣，若不能連續(xù)供應(yīng)混凝土，則要去除箱體空氣后再進(jìn)行泵送處理。在開始泵送的過程中，動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)泵送質(zhì)量，完成泵送后還需檢查管道中有無殘留的材料，沒有殘留材料才能停止操作，以免出現(xiàn)管道堵塞的現(xiàn)象。此外，還要在料斗設(shè)備中應(yīng)設(shè)置濾網(wǎng)，以免粒徑較大的石塊進(jìn)入泵機(jī)設(shè)備中。

（2）做好洗泵工作。完成泵送施工之后必須合理進(jìn)行洗泵工作，保證清潔度符合相關(guān)要求，避免對(duì)后續(xù)施工造成不利影響。在洗泵的環(huán)節(jié)中，可以采用海綿球進(jìn)行清洗，注意要根據(jù)實(shí)際情況選用水洗或氣洗的方式，保證清洗的合理性。

5 結(jié)束語

綜上所述，超高層建筑工程領(lǐng)域中要想更好地運(yùn)用混凝土泵送施工工藝，就要做好施工前各類材料的配合比設(shè)計(jì)工作，在保證符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，合理布置泵送所需要使用的管道部分，增強(qiáng)管道布置的科學(xué)性和合理性，在布置管道之后還需嚴(yán)格執(zhí)行泵送操作任務(wù)，確保達(dá)到預(yù)期的泵送處理目的。