超高层混凝土泵送中的关键技术探究

超高层混凝土泵送中的关键技术探究

宋立宽

北京城建十六建筑工程有限责任公司， 100083

摘要：

随着经济以及社会的不断发展变化，建筑行业逐渐发展成为国民经济的一大支柱行业。随着现阶段城市用地不断趋于紧张，超高层建筑的出现和发展能够更好地提高用地效率。而为了更好满足超高层建筑建设需求，需要逐步提高对建筑施工技术要求，而超高层混凝土泵送施工技术作为其中难度相对较大的关键技术之一，对其不断进行研究和分析非常重要。

关键词：超高层建筑；混凝土泵送；施工质量

前言

随着技术的不断发展，进一步推动建筑技术的不断改进和发展，超高层建筑质量的不断提升得益于建筑技术的发展。混凝土泵送施工技术在不断地改进和创新的过程中，但仍存在很多因素会对其质量造成影响，需要在发展和运用过程中不断地总结不足之处，并以不断地进行改进和实践来更好地促进超高层建筑的发展和建设。

1. 超高层混凝土泵送施工技术特点

从世界范围内的超高层建筑建设状况来进行分析，其中三大超高层建筑比较出名，高约810m的迪拜塔、高约508m的台北101大楼、高约528m的北京中国尊。这些超高层建筑的建设成功，见证着我国建筑行业的不断发展进步，其中混凝土泵送施工技术将会直接影响到建筑本身的特点以及质量。总的来说，超高层混凝土混凝土泵送技术主要具备以下五点特点：

1. 整体混凝土泵送施工技术相对简单、快速、非常方便，并且在操作难度上相对较低，不会对混凝土质量产生过多的影响，只需要在施工场地内上合理地设置泵送机位置，并铺设泵送管道，就能够保证泵送施工占地面积相对较少。混凝土泵送施工技术能够在商品混凝土、大体积混凝土、地下工程、高层建筑等一些高层，或者是混凝土需求量相对较大的建筑结构施工过程中应用较为广泛的，凸显出其优势。

2. 机械化和自动化程度相对较高，能够在高效率、高自动化的模式下完成所有的施工工序，节省了大量的人力、物力和施工建设成本，对于整体建筑工期的缩短和控制有着非常好的帮助，只需要少量操作人员控制，就能够完成所有的泵送任务。

3. 能够保证混凝土输送和浇筑两者之间的平衡，也就是在同步时间内用一步到位的方式完成混凝土的输送和浇筑任务。它不仅仅能够有效地减轻垂直运动所需要承担的压力还能够有效地控制和简化混凝土的输送环节，从整体上来降低工程的施工难度和复杂程度。

4. 泵送混凝土的坍落度相对较大，使用混凝土泵送的混凝土一般为缓凝型流态混凝土，它对于模板工程的标准和要求相对来说也比较高。

5. 想要更好地满足泵送混凝土施工工艺要求，需要严格控制混凝土质量和性能。

2. 超高层混凝土泵送施工技术的关键控制点：

2.1需要满足强度要求和泵送要求的混凝土配比

混凝土配比是影响混凝土质量的关键因素之一，在配比过程中可以通过采用不同的配比方法或者是调整材料占比就会成就不同强度、不同质量的混凝土。在超高层建筑施工过程中需要在和混凝土泵送强度、和易性和耐久性要求的基础之上开展混凝土的配比工作，保证配比后的混凝土质量能够满足强度和泵送要求，并通过对混凝土强度耐久性进行控制的方式，塑造具备较高可泵性的混凝土，为超高层混凝土施工做好相应的保障工作。

2.2保证泵送设备的动力

一般来说，在整个泵送施工过程中需要保证泵送设备能够满足输送量和出口压力。现阶段很多泵送设备为了保证施工进度和施工效率，利用双泵合流技术采用两台发动机分别驱动两套泵组的方式设置泵送机系统。当泵送设备中一套泵组出现故障时可以立即切换另外一组泵组进行工作，使至少维持百分之五十的排量，避免造成施工中断，以及在影响施工进度质量的同时带来成本损失。采用两套泵组的方式，可对于施工的可靠性起到良好的提升作用。

2.3保证泵送管道能够承受高压并保持良好的密封条件

泵送管道的选择对整体泵送施工质量来说非常重要，在选择泵送管道过程中需要优先选用耐磨性能较高的管道材料，避免管道经常受到磨损而影响管道寿命，同时还需要保证管道本身的抗爆能力和耐磨损能力能够满足施工要求。为了方便清洗还需要对管道的密封条件提出要求，尤其是对于眼镜板、切割环等关键部位的密封程度一定要符合要求，保证管道具备足够的密封程度，方便对管道进行清洗。与此同时，管道固定的好，可以在一定程度上降低泵损，进而提高泵送能力。

3. 超高层建筑混凝土泵送技术运用实际案例：

3.1工程概况

现以北京金辉大厦超高层写字楼项目中混凝土泵送技术的运用进行分析和研究，来更好的对混凝土泵送技术进行说明。其中该超高层建筑高度170m，外框（钢骨柱内灌自密实砼）内筒（劲性钢筋砼剪力墙结构），楼层为钢筋桁架楼承板组合楼盖体系。总建筑面积为117980㎡，其中地下建筑面积为37980㎡，地上建筑面积为80000㎡，地下4层，地上37层，整体上分层采用C60、C55、C50等高性能的混凝土进行施工。

3.2超高层楼层混凝土配比泵送要求

（1）混凝土粘度。通过对以往超高楼层混凝土配比进行分析以及借鉴，需要慎重选择混凝土粘度，它会直接影响混凝土强度，而混凝土粘度越高则强度等级越高，混凝土粘度越低则混凝土的强度等级就会越低。但混凝土本身强度过高会对混凝土的流动性造成较大影响，只有在泵送过程中通过增加压力强度的方式才能够更贴近于泵送要求。同时，对于一些强度等级相对较高的混凝土来说由于受到本身流动性的限制，等级越高流动性就会越差这会给泵送施工技术提出一些新的要求，需要在泵送过程中通过增加压力强度的方式保证管道摩擦阻力能够得到合理的控制，为施工效率提供保证的同时，还能够改变高强度混凝土本身所具备可泵性。

（2）合理控制混凝土配比。混凝土配比十分重要，而对于混凝土配比来说需要将混凝土本身的塌落度会控制在200mm左右，其扩展度可以等于或者是高于600mm。而倒筒时间控制在10s到20s范围内，高强度混凝土倒筒时间要远小于普通混凝土倒筒时间，但本次工程倒筒时间会控制在7～12s。同时制拌合物的温度控制也非常重要，本次工程在和实际工程施工环境相结合的基础之上决定将拌合物的温度维持在28℃左右，冬季温度不满足要求时，采用晚拆模，多层棉毡覆盖，并且采用内部蓄热等方式提高混凝土养生上强。

（3）混凝土泵送压力值。通过上文可知高性能混凝土本身的强度等级和阻力之间会呈现出成正比例关系，强度等级越高的混凝土阻力就会越大，这也是高性能混凝土和常规混凝土之间的一个主要区别。而由于受到多种因素的影响通过公式也无法准确的确定泵送压力值和损失值，导致在工程施工过程中无法准确把握压力值和损失值的设定，这会对施工的顺利性造成一定的影响。而为了保证泵送压力能够尽可能地符合混凝土泵送需求，可以预留出25％的泵送富余压力值。

（4）混凝土配制中的指标检测。本次工程所采用的混凝土材料是C60高性能混凝土，对于混凝土材料的配比、运输、泵送等过程中的压力控制有非常高的要求，如果泵送压力过大超出30MPa就会出现严重的渗水情况，非常容易导致混凝土离析现象的出现，影响混凝土质量和整体工程施工成本。而为了保证混凝土泵送的和易性，控制混凝土不产生离析现象，需要在混凝土配制过程中适当的将关注重点放在压力泌水的配制上，合理地控制混凝土凝结时间、塌落度、和易性等关键参数。

（5）输送管道质量。由于整体泵送需要承受较大的压力和摩擦力，这些都会对管道造成一定的磨损，影响泵送管道的使用寿命。并且在混凝土泵送过程中泵送管道所承受的内压力会相对较大，这就需要泵送高性能混凝土的管道材料具备较高的耐压性、耐磨性。在此次混凝土泵送施工过程中所选用管道材料的具体参数，其直径为125mm、壁厚为7～12mm的45Mn2合金钢。并使用特殊淬火技术对合金钢材料进行处理，可以大大地提升材料本身的耐磨性，为整体的管道泵送混凝土质量提供保证，防止在泵送过程中出现爆管或者是磨损现象影响泵送质量。

（6）管道的合理布局和清洗。对于超高层混凝土的泵送施工技术来说，泵送管道本身的布局将会大大影响泵送质量和效率。一般来说可以将管道本身的垂直高度控制在1/4左右，一旦泵送高度在200m以上就应该设置相应的高空水平管道，避免管道在泵送混凝土的过程中承受过多的压力从而出现损坏或者是泵送不及时的现象。但与此同时为了保证混凝土整体的施工效果，还需要尽可能减少混凝土在管道中停留的时间，及时将施工所需混凝土运输到施工地点。而在泵送过程中由于受到泵送阻力、压力、距离等多因素的影响非常容易出现堵管现象，在泵送过程中就需要及时采取相应技术对堵塞混凝土进行清理。在传统泵送清理施工过程中主要采用水洗技术，也就是通过将海绵球放入混凝土管道中利用清水进行清理。这种方法虽然说能够对混凝土中的砂浆起到有效的清洗作用，但对于混凝土中的粗骨料清洗效果相对较差。此时可以选择超高压水洗技术通过输送足够的压力，保证管道的密闭性，尤其是对泵送管道的一些关键部位接口、眼睛板、切割环等部位的密封效果要保持良好，保证整体管道冲击效果能够满足施工要求。

结束语：

总的来说，超高层混凝土泵送具备整体性和系统性的特点，在组织混凝土泵送过程中需要对泵送设备、泵送管道、混凝土配比提出严格要求，从整体上对整个混凝土泵送全过程泵送质量进行控制，避免其中任何一个环节出现质量偏差造成泵送失败，为工程施工进度提供保证。同时，通过不断对超高层混凝土泵送施工技术进行研究，进一步促进和提升超高层建筑混凝土质量和施工效率。

参考文献：

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[2]刘拓.超高层泵送混凝土施工技术研究[D].长春:长春工程学院,2017.

[3]陈留兵,王翔.超高层混凝土泵送施工技术[J].江苏建筑,2015(S1):56-58