超高层建筑高强混凝土泵送施工技术关键

超高层建筑高强混凝土泵送施工技术关键

李强

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司北京100000

摘要：在施工行业也是不断有新技术和新材料的出现，这些施工技术的出现对于高层建筑的出现有直接的影响，也使得超高层建筑在各地涌现，其中很重要一个原因就是现在施工技术的效率很高、能耗比较低而且性能比较高这么几个特点。现在的高性能混凝土的出现以及在超高层建筑中使用到的泵送技术就是其中一个技术特点。

关键词：超高层、泵送施工技术、研究；

经济社会的不断发展，城市化的程度不断提高，城市中涌现出越来越多的高层建筑，尤其是近这几年超高层建筑已经成为一种时尚，并逐渐变为一座城市的地标。而在超高层的建筑中，超高层混凝土泵送施工是一种必然选择的技术。超高层混凝土泵送施工技术不仅仅是一个高度的增加，而且是一个系统的工程技术。

1超高层混凝土泵送施工技术的关键控制点

1.1满足墙体强度要求和泵送要求的混凝土配比。配合比设计的原则有满足强度和耐久性要求、经济合理、具有良好的可泵性。因此需要全面考虑各方面因素，做好超高层混凝土泵送施工。（1）水泥用量。超高层泵送混凝土中水泥用量必须同时考虑强度与可泵性。水泥用量过少，则混凝土的强度达不到建筑要求；水泥用量过大，则混凝土的粘性过大、泵送阻力增大，进而泵送难度增加，吸入效率降低，最终施工难度增加。（2）粗骨料。泵送混凝土中，粗骨料粒径越大，越容易堵管。在超高层泵送中，泵送压力过大，易出现离析现象。大骨料粒径与管径之比不宜大于1︰5，且尖锐扁平的石子要少，否则会增加水泥用量。（3）坍落度，超高层混凝土泵送施工中为减小泵送阻力，要将坍落度的控制范围180-200mm。（4）粉煤灰及外加剂。粉煤灰和外加剂复合使用可显著减少用水量，改善混凝土拌和物的和易性。但由于外加剂品种较多，它们对粉煤灰的适应性也各不相同，其最佳用量应从活性、颗粒组成、减水效果、水化热、泵送性能等多方面加以平衡选择。（5）外加剂种类和掺量。可根据不同水泥品种、外掺料、工艺要求经试验后选用。

1.2能够提供足够动力的泵送设备。泵送设备主要保障输送量和出口压力，现在提供一组国产的超高压泵参数：HBT90CH2135D超高压泵出口压力高达35MPa，整机功率为（273×2）kW，在超高楼泵送施工过程中出口压力和整机功率方面能够达到双重保证，理论泵送高度超过700m。HBT90CH超高压泵采用两台柴油机分别驱动两套泵组。应用双泵合流技术，平时两套泵组同时工作，当一组出故障时可切断该组，另一组仍维持50%的排量继续工作，避免施工过程中断造成损失，既可同时工作以提高工作效率，也可单独作业，大大提高了施工过程的可靠性。

1.3能够承受足够高压的泵送管道以及密封条件。（1）合金钢特制耐磨超高压管道采用合金钢特制耐磨超高压管道，经特殊淬火处理，寿命比普通Q345钢管提高3-5倍，保障了管道的抗爆能力和耐磨损寿命，管道寿命≥50000m³。在超高层泵送施工中，管道内压力最大达到35MPa，纵向将产生42t的拉力，常规的连接与密封方式已不能满足要求，如果管道密封不好，就会发生漏浆，严重时导致堵管。（2）超高层混凝土密封技术，超高层混凝土密封包括动密封与静密封。动密封关键要解决眼镜板与切割环这一对偶合件之间的密封，静密封主要是输送管道内混凝土的密封。动密封：尽管采取特殊措施提高眼镜板、切割环这一对偶合件的耐磨性，但这对摩擦副之间的磨损是不可避免的，因此如何消除磨损之后产生的间隙，是超高压混凝土动密封要解决的一个关键问题。静密封：当管道内的压力较高时，普通混凝土密封圈很容易从管夹的间隙中被挤出来，导致密封圈损坏而出现压力泄漏。一旦漏浆，混凝土就无法流动，发生堵管。我们充分考虑了此问题，打破成规，把管道密封改为锥面定心，O型密封圈密封结构，成功解决了该难题。

1.4管道的布局在满足施工要求下尽量减少压力损失。（1）合理布管。超高压管道布管时，应适当使用弯管的数量，在底部应设有垂直高度1/4左右的水平管道，当泵送高度超过200m时，应考虑在高空布置水平管道，来抵消垂直管道内混凝土的自重产生的反压。输送管直径越小，输送阻力越大，但过大的输送管抗爆能力差，而且混凝土在管道内停留的时间长，影响混凝土的性能，最好选用直径为125mm的输送管。为了解决因泵送震动而引起的管道松动问题，无论是地面水平管还是墙壁垂直管，均需使用特殊固定装置U码固定牢固。（2）超高压水洗技术。水洗技术本身是一种施工方法，关键是需要具备下述保障条件，即混凝土泵具有足够的压力、输送管道不漏水，眼睛板、切割环密封良好。传统的水洗方法是在混凝土管道内放置一海绵球，用清水作介质进行泵送，通过海绵球将管道内的混凝土顶出。由于海绵球不能阻止水的渗透，水压越高，渗透量就越大。大量的水透过海绵球后进入混凝土中，会将混凝土中的砂浆冲走，剩下的粗骨料失去流动性引起堵管，使水洗失败。所以传统的水洗方法水洗高度一般不超200m。

2普通混凝土泵送施工工法

普通混凝土是指以水泥为胶凝材料、砂石为骨料、加水搅拌后浇筑成型，凝结固化成具有一定强度的“人工石材”。混凝土泵送则是指使用混凝土泵送设备通过混凝土输送管道输送到指定位置。泵送混凝土时，施工工法是决定施工质量、施工进度及成本的关键所在。在混凝土的施工工法中，混凝土可泵性是非常重要的一个指标，包括：骨料级配、含砂率、水灰比（塌落度）、水泥含量等因素。当确定了混凝土的骨料级配、含砂率、水泥含量后，其水灰比（塌落度）就是影响可泵性的关键因素。通常情况下，混凝土拌合物的流动性越大，保水性和粘聚性越差，反之亦然，两者之间是相互制约的。既具有能满足施工要求的流动性，又具有良好的粘聚性和保水性的混凝土则可泵性是比较好的，亦称之为和易性良好的混凝土。混凝土的施工工法中，输送管道的润滑亦非常重要。因为混凝土通过干燥的管道时，混凝土中的部分水份将被管道内壁吸附，与管道内表面接触的混凝土水灰比亦随之降低，导致混凝土管道内壁水泥浆膜被破坏，混凝土流动性变差、流动阻力增大、泵送压力随之升高。所以，泵送混凝土前必须用水湿润管道，尽量避免初始泵送混凝土时发生堵管的现象，从而混凝土在活塞压力的作用下，管道内壁会形成一层水泥浆膜用以润滑管道，从而使混凝土在管道中可以顺利输送。混凝土泵送结束后，认真清洗整个输送管道及泵送单元，也是施工工法中的重要一环。若输送管道清洗不干净，残留的混凝土将在管道内壁固化，导致管道有效内径减小。当再次泵送时，残留的混凝土将吸收更多的水份，导致管道内壁水泥浆膜无法建立、混凝土无法泵送。总的来说，普通泵送混凝土的泵送施工工法一般包含以下步骤：（1）先泵送充足的水以充分湿润管道后，然后将管道中的水排净；（2）在管道未干前，泵送砂浆约0.5m3；（3）泵送混凝土；（4）泵送结束后，反泵点动排出输送管和混凝土缸内的残留混凝土。打开料斗门，放出料斗内余料，用水冲洗料斗。卸下料斗出料口弯管，用水清洗干净，然后装上弯管；（5）根据施工现场具体情况，可采用锥管内装入海绵球正泵水或末端胶管塞入海绵球反泵将海绵球吸入锥管两种方式进行清洗管道。

超高层混凝土泵送是一个系统工程，要有严密的施工组织体系，从混凝土泵的选型、混凝土配合比及混凝土拌制、运输、泵送的整个过程中，任意一个环节出现偏差，都可能造成泵送失败，这不仅影响进度，而且影响工程质量，所以整个超高层泵送的全过程要全方位严格控制，严格执行规范、规程和各项特定的技术要求，以保证施工顺利完成。

参考文献：

[1]陈天琦.超高层混凝土泵送技术研究.2017.

[2]张庆华，浅谈超高层建筑中高强高性能混凝土泵送施工工法.2016.

[3]王美英，探讨超高层建筑中高强高性能混凝土泵送施工工法.2017.