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超高层建筑物在混凝土泵送中的问题探析

2021-02-05 313 上传者：管理员

摘要：近年来随着国家推进城镇化发展的步伐逐步加快，促进了城市建设的飞速发展；不仅使得建筑业相关技术措施必须由传统模式向现代化转变外，也使得城市可建设用地快速缩减。为避免扩城占地，解决市民生活方便、交通便利等问题，超高层建筑便成了城市发展的主流产品。现阶段超高层建筑的施工技术在国内也逐步成熟，但施工过程中不免有考虑不周之处，易造成建筑物因管理、技术等因素而引发的安全质量隐患。本文重在解决在超高层混凝土泵送技术上常见问题，通过提前科学制定输送方案、合理选择机械设备、预先谋划防范措施、严格执行施工方案等手段，有效的将施工中所遇问题避免或者降至最低限度范围内。

关键词：
城市建设
安全质量
建筑
施工技术
高层建筑
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超高层是现代化的智能建筑物，各专业智能系统齐全，管线布局和设备安装密集，装饰装修多式多样，构造奇特，从而给施工及管理带来了一定的难度。在施工过程中管理的重难点主要分布在深基坑、大体积混凝土、垂直运输、混凝土泵送、测量等方面。如果在施工前不能重点管理和提前做好应对措施，极其容易产生安全、质量等问题。本文重点分析超高层建筑在混凝土泵送与质量控制方面的系列问题。

现阶段城市建设中常用的汽车式混凝土泵送车最大臂长是由中联重科研发的101米产品，它最大扬程也不足百米。而我们所施工的超高层动辄就在200米以上，而汽车泵无法达到施工需要的高度，同时汽车泵施工时对施工场地要求较高；如果用塔吊配合浇筑混凝土，则无法保证施工效率；故超高层建筑物中首选地泵进行混凝土输送。然而在混凝土输送过程中经常会出现爆管、堵管，地泵压力不足致使混凝土输送缓慢或者无法到达需要的高度等问题，同时混凝土也易出现离析等不合格现象。为此要制定科学合理有效的应对措施，以确保建筑物的施工安全和质量保障。

本文主要围绕在“银川绿地中心超高层项目”中所重点管控的一些问题进行了分析；银川绿地301项目由2座双子塔（南、北塔楼）及裙房组成，总建筑面积343987▽，地上66层，总高度均为301m,；地下3层，埋深为15.7m。塔楼均采用框架-核心筒混合结构体系，外框架由H型钢梁和型钢混凝土柱构成。

1、超高层建筑物在混凝土泵送中的问题分析

1.1问题及原因分析

超高层建筑在施工过程中，常遇到混凝土垂直输送时因设备、施工方案等原因致使混凝土达不到预定的施工高度，或者混凝土的流速较慢，不能满足施工需求。其主要原因：1）.制定的输送方案或布管方案不合理，一次性将泵管布置至预定高度；2）.混凝土垂直输送泵的型号选择不合理，混凝土输送功率不足；3）.输送管的管径选择不合理，泵送出口压力不足；4）.密封设施选型不妥；或者施工前未进行密闭实验，密封圈可能存在质量或安装等问题。

1.2应对措施

针对以上问题银川绿地项目从以下几个方面解决：1).制定输送方案时，输送泵管布管方面：由泵车引出在地面上出泵口处水平布管的长度不短于垂直泵送高度的1/4，包括弯管折算长度；在距离泵车10m左右的地方设置一个截止阀；第一道水平弯管处距离泵最短距离要大于3m；由水平方向往竖直方向布管时，竖向管道应在第一次穿越楼层处设置一个截止阀；同时超高压管在布置时避开了人流量较大的区域，并在两边设安全防护设施；同时将竖向泵管通道设在电梯井内；2).因现阶段技术和材料的限制，有时垂直输送无法一次性到达需要的输送高度。当混凝土输送高度达到281米时，混凝土输送泵的泵送出口压力可能超过22Mpa,对泵管管壁会产生较大压力。为避免爆管及压力不足，我们尽可能的转接输送。银川绿地项目在解决混凝土垂直输送问题上，在120m处再次设置了混凝土泵送功率为273Kw,型号为HBT90CH-2122D的混凝土输送泵，作为加压水平缓冲转送接力平台。然后再次搅拌加压接力泵送混凝土至作业平台；3).超高层建筑物为满足施工生产的需要，应选择大功率且适当型号的混凝土输送泵；根据施工经验判断，垂直泵送的难度是水平泵送的3倍。银川绿地项目在混凝土输送泵选择时，120m以下全部的混凝土采用了1台功率为110Kw的HBT80型混凝土输送泵，120m以上选用了2台功率273Kw的HBT90CH-2122D型混凝土输送泵（1台备用）。并在混凝土浇筑前，项目部根据工程的泵管布置情况进行了试泵，试泵成功后才开始混凝土输送施工；4).因输送混凝土时管内将产生巨大压力，同时也伴有纵向拉力。所以必须采用耐高压的泵管及安全有保障的连接措施；在管径选择上需要认真计算验证，管径越小则输送阻力越大；管径过大则纵向宜产生巨大的冲击力且抗爆能力差，同时混凝土在管内的流速也变慢，影响混凝土的性能；故应综合考虑选用管径。而且超高压管道的壁厚也要合理科学的验证，要保证管道的抗爆抗裂能力；5).施工前应进行试压试泵实验，对于泵送压力达到40MPa时，常规的连接与密封方式已不能满足施工要求，接管时应采用带有骨架的超高压混凝土密封圈密封，以防止在高压下密封圈被混凝土挤出，使混凝土从接管处间隙中流出，所以密封必须安全可靠。

2、混凝土在垂直运输时产生的质量问题分析

2.1问题及原因分析

混凝土在运输、浇筑过程中宜出现塌落度过大或过小、离析、分层、组成成分发生变化等问题。主要由以下几方面产生：1).混凝土配合比选择不合理；2).混凝土运输路途、转载次数、浇筑间歇时间不合理。

2.2应对措施

混凝土运输、浇筑是超高层建筑施工质量管理控制的重点工作。超高层从建筑构思、结构设计计算上讲，混凝土设计强度都很高，有的会达到C100甚至更高标号。混凝土的强度越大，流动性就越小，初凝时间也会相应的提前。为保障混凝土的质量、运输及浇筑问题可采取以下措施：1).解决好高强度混凝土的配合比，试配出强度高、和易性好、流动性好、初凝时间有保证的配合比。要严格控制混凝土搅拌时间、材料质量、比例、投料顺序、温度。银川绿地项目的混凝土最高标号为C60，水泥选用P.I42.5R级普通硅酸盐水泥，搅拌时间严格控制在120秒；2).做好混凝土浇筑前相关实验验证，采用坍落度法和压力泌水试验法进行可泵性的试验，主要是解决高强度混凝土的黏度、粘聚性、流动性、保水性之间的矛盾，坍落度与扩展度泵送损失的控制，扩展度和黏度之间的经时损失的问题，高流动性混凝土的抗压强度保证问题；3).在混凝土运输上，应控制好混凝土的质量和出入灌温度。要减少混凝土转载次数，缩段运输时间，从混凝土搅拌站运至施工现场及施工场地内输送道路应尽量平坦通畅，以减少运输时的晃动振荡，避免造成混凝土分层离析。同时还应考虑在施工场地内车辆通行舒畅，通行道路尽可能的做到人车分离，施工高峰时由专人指挥车辆、疏导人流，以免车辆互相拥挤阻塞道路。大体积浇筑混凝土连续浇筑进行时，若必须间歇时，其间歇时间应缩短，并在前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过计算要求的时间。

3、混凝土在垂直运输时故障应急措施

3.1问题及原因分析

混凝土在垂直运输时容易出现反泵、堵管、爆管等现象，同时有时候可能会断电。超高泵混凝土送时，易出现反泵，但不易发生堵管现象。如果发生堵管，堵管的部位极有可能出现在水平输送段的弯管处或者锥管处，尤其是水平方向和垂直方向的泵管相交接的弯管段。而爆管则一般出现在泵送机出口端附近的管道上，特别水平方向和垂直方向的泵管相交接的弯管部位。

3.2应对措施

应安装两套管道系统，一套为备用。另外平时应加强泵管的清理养护和管理工作，泵管的清理应选用业内先进的水洗工艺，对于不合格或者有问题的管段应及时更换处理。同时在施工过程中如遇到堵管现象时应重复的进行反泵和正泵操作，逐步将混凝土收回到料斗中，重新搅拌后若合格再泵送，若不合格及时废弃；以上方法行不通则用木棍敲击等方法进行排查，查明堵管部位，将混凝土击碎后，重复进行反泵和正泵，排除堵塞；当上述两种方法都无效时，在混凝土卸压后，拆除堵塞部位的输送管，排出混凝土堵塞物后再行接管。当遇到爆管时应关闭垂直输送管与水平输送管处的液压闸阀，并及时更换管道。同时要定期的用红外线测厚仪检测水平段与垂直初始段输送管的厚度，厚度小于要求厚度时应当及时更换。电力方面也需做好临时用电方案，现场应配备满足施工要求的大功率发电设备，保障混凝土浇筑顺利进行。

4、结束语

超高层建筑是现代化智能建筑，随着设计理念的不断创新、新材料的应用、结构的多样化、科技含量的增加，使得建筑物逐步走向环保健康、结构自重轻、可回收利用、可利用空间扩大等方向发展，也促使建筑物更加经久耐用、安全可靠，品质越来越高。高标准的需求也为现阶段的施工技术提出了不少的挑战。

新科技、新材料、新技术能够直接、经济、有效的的运用，还需要不断的去创新去寻找适应发展环境的合理途径和方法。

参考文献:

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许兴杰.超高层建筑物混凝土的泵送与质量控制策略分析[J].四川水泥,2021(02):44-45.