關(guān)于超高層建筑混凝土泵送技術(shù)的探究

文/王海波 四川省建筑機(jī)械化工程有限公司 四川成都 610051

隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)，為滿足人們對(duì)活動(dòng)空間的需求，各國(guó)的超高層建筑日益增多。國(guó)內(nèi)建筑規(guī)范定義超過 200m 的建筑屬于超高層建筑。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外在建或建成的超過 600 米的超高層建筑已越來(lái)越多?；诮ㄖ叨鹊牟粩嗨⑿乱约敖ㄖY(jié)構(gòu)向著超高化、大跨度化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的趨勢(shì)發(fā)展，泵送作為混凝土工程效率最高和最主要的施工方式，使得國(guó)內(nèi)外對(duì)混凝土配制及泵送技術(shù)進(jìn)行不斷研究和優(yōu)化。

1、工程概況

某綜合樓工程1#、2#、3#樓工程，其中1#寫字樓結(jié)構(gòu)高度達(dá)210 m，2#、3# 住宅樓結(jié)構(gòu)高度150 m，均屬于超高層工程項(xiàng)目，遠(yuǎn)超普通高層住宅，常規(guī)的泵送混凝土技術(shù)已滿足不了本工程項(xiàng)目的需要。因此，超高層高泵程混凝土輸送技術(shù)成為了混凝土施工質(zhì)量控制及工期節(jié)點(diǎn)控制的關(guān)鍵。本項(xiàng)目參建各方針對(duì)超高層混凝土泵送及澆筑過程中的問題，周密部署、采取了以下措施，圓滿完成主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑工作，混凝土施工質(zhì)量合格、觀感質(zhì)量符合要求。

2、混凝土泵送設(shè)備安裝

2.1 布管

混凝土泵管布置主要根據(jù)實(shí)際工程現(xiàn)場(chǎng)、環(huán)境等特點(diǎn)，科學(xué)合理布置泵送系統(tǒng)，其主要遵循彎頭盡量少、泵管總長(zhǎng)盡量短，需具備一定的緩沖距離及地面水平管的長(zhǎng)度應(yīng)大于垂直高度的四分之一，在地面水平管道上應(yīng)布置截止閥的原則；并且需確定符合最優(yōu)運(yùn)輸方案的泵機(jī)選位與固定、泵管的布置、彎頭設(shè)置等進(jìn)行全面詳細(xì)設(shè)計(jì)和復(fù)驗(yàn)。

2.2 選型

混凝土泵送設(shè)備及泵管的選型與混凝土工作性、泵送垂直高度、泵送總距離、泵送壓力、混凝土粘度等密切相關(guān)。一般先估算混凝土在泵送過程中的泵損，按泵壓損失與混凝自重估算的最低壓力值進(jìn)行泵送設(shè)備的型號(hào)的初選；再根據(jù)實(shí)際工程布管情況，對(duì)泵送壓力和混凝土排量等進(jìn)行核驗(yàn)，從而最終確定混凝土泵機(jī)型號(hào)。至于泵管，要考慮泵管內(nèi)徑、泵管壁厚等能滿足超高層輸送目的。

施工單位按照《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T10-2011）的相關(guān)規(guī)定， 結(jié)合工程的實(shí)際情況，進(jìn)行仔細(xì)分析，周密驗(yàn)算，確定泵管的長(zhǎng)度、泵車的性能等要求，并根據(jù)相關(guān)混凝土泵車的技術(shù)參數(shù)和性價(jià)比，初選了泵車廠家及型號(hào)，編制了混凝土泵送、澆筑的施工組織設(shè)計(jì)，組織建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、泵車生產(chǎn)廠家的相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了討論，確定了完善的施工組織設(shè)計(jì)。

2.3 泵管安裝

（1）每層樓板同一位置預(yù)留300mm×300mm的垂直洞口，確保管道能穿過。

（2）豎向泵管的安裝確保同軸心。

（3）泵管的固定應(yīng)可靠，泵管與支架、泵管與結(jié)構(gòu)之間宜設(shè)置軟襯墊，減少泵管振動(dòng)對(duì)支架和結(jié)構(gòu)的影響。

注意事項(xiàng)：泵管宜安裝在洞口中心，不宜與結(jié)構(gòu)直接固定；不宜安裝在樓梯口、通道口以及人行通道的地方，防止和減少泵管對(duì)人員的危害。

3、超高層建筑混凝土泵送技術(shù)及其質(zhì)量控制

3.1 前期準(zhǔn)備

（1）泵送前，必須對(duì)泵管質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，確保泵管連接卡箍牢固、泵管無(wú)裂紋、磨損等情況。

（2）正式泵送前，必須壓送同配比的水泥砂漿潤(rùn)管，并通過設(shè)置的排污管排到設(shè)置好的沉淀池內(nèi)?；虿捎脤Ｓ闷髅蟠娣?，嚴(yán)禁用于結(jié)構(gòu)混凝土澆筑。

3.2 配合比控制

每次澆混凝土前，商品混凝土站應(yīng)根據(jù)樓層高度、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、溫度、運(yùn)輸距離等因素，調(diào)整混凝土的配合比，確保滿足施工要求。

3.3 坍落度控制

混凝土生產(chǎn)技術(shù)人員、施工人員及監(jiān)理旁站人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混凝土的坍落度定期檢查，將坍落度控制在200 mm 左右（常規(guī)為160 mm 左右）。若不符合要求，要求混凝土退場(chǎng)，并通知混凝土生產(chǎn)企業(yè)調(diào)整后續(xù)混凝土配合比。

3.4 設(shè)置水平緩沖層

混凝土泵沖程開始， 混凝土受到向上壓力，沖程結(jié)束， 處于高處的混凝土產(chǎn)生很大的向下壓力。隨著樓層的提高，壓力變化劇烈，泵管容易損壞，也吃不上力。因此，超高層泵送必須設(shè)置緩沖層，一部分壓力由緩沖層吸收，泵管內(nèi)能夠保持向上的壓力。本工程在1# 樓31 層設(shè)置水平緩沖層（總共46 層）。

4、超高層建筑混凝土施工應(yīng)注意的問題

4.1 注意的問題

超高層建筑混凝土施工過程應(yīng)重視質(zhì)量控制與管理以及成本控制等問題。超高層建筑具有施工工期長(zhǎng)、季節(jié)跨度大的特點(diǎn)，隨季節(jié)和氣候的變化，需對(duì)混凝土配合比調(diào)整外，需特別注意夏季施工和冬季施工的差異和措施。夏日高溫需重點(diǎn)關(guān)注混凝土坍落度經(jīng)時(shí)損失和入模溫度的問題，需保證混凝土具有良好的保坍性以及混凝土中心溫度不超過 70℃，保證混凝土良好的體積穩(wěn)定性。施工策略方面可盡量?jī)?yōu)選在晚上或凌晨氣溫較低、交通暢通的時(shí)段進(jìn)行混凝土澆筑施工。冬期施工時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注混凝土緩釋以及入泵和入模溫度，泵管和混凝土保溫措施，保證混凝土早期的正常水化。

隨著綠色生產(chǎn)與建造理念的提升，在超高層施工過程中混凝土主體結(jié)構(gòu)高度越高，混凝土泵管內(nèi)剩余的混凝土將越來(lái)越多，為了節(jié)約混凝土，應(yīng)采用水洗和氣洗相結(jié)合的方式進(jìn)行余料回收。再有統(tǒng)計(jì)泵送現(xiàn)場(chǎng)泵管總長(zhǎng)，估算泵管中余料量，合理的控制收盤混凝土量，優(yōu)先采用水洗技術(shù)將泵管內(nèi)混凝土泵送利用，達(dá)到最優(yōu)最省泵送的目的。

4.2 發(fā)展趨勢(shì)

結(jié)合超高層建筑發(fā)展的趨勢(shì)和區(qū)域性特點(diǎn)，超高層泵送混凝土技術(shù)趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面：

（1）混凝土防裂技術(shù)包括超大筏板大體積混凝土溫控和防裂技術(shù)、鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)防裂技術(shù)以及組合樓板防裂技術(shù)的研究。

（2）超高層建筑關(guān)鍵特殊部位難點(diǎn)施工技術(shù)主要涉及超大筏板、超長(zhǎng)超大樁基基礎(chǔ)以及巨型柱等特殊部位混凝土的制備和施工方向。

（3）超高層模擬泵送方面，包括超高層泵送混凝土勻質(zhì)性定量測(cè)定分析以及開發(fā)科學(xué)合理簡(jiǎn)單的超高層泵送模擬方法和系統(tǒng)。

（4）超高層泵送施工智能監(jiān)控和分析，包括混凝土原材料、混凝土生產(chǎn)、混凝土泵送以及混凝土養(yǎng)護(hù)等全過程的智能監(jiān)控評(píng)價(jià)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，超高層建筑的混凝土泵送工藝較為復(fù)雜，為了提高泵送施工質(zhì)量及混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，則應(yīng)根據(jù)高強(qiáng)高性能緩凝土的特性優(yōu)化選擇泵送施工工法。此外，在泵送完高性能混凝土之后應(yīng)及時(shí)清洗輸送管道，并在清洗后檢查是否已經(jīng)沖洗干凈，以免對(duì)泵送設(shè)備的使用性能造成影響，從而為建筑施工工作的持續(xù)開展提供有利條件。