超高层建筑混凝土泵送施工工艺

超高层建筑混凝土泵送施工工艺

孔建

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摘要：近几年，随着施工技术的进步，新工艺和新技术的涌现，使施工质量得到了很大的提高。同时，超高层建筑对混凝土强度的要求也越来越高，其粘性也越来越大。泵送压力较大，给混凝土泵送带来了一定的困难。所以，对超高层建筑中的混凝土泵送技术进行深入探讨，将会对我国建筑业的发展起到一定的促进作用。笔者根据自身多年的建筑施工经验，主要分析混凝土泵送施工工艺。

关键词：超高层建筑；混凝土；泵送；施工工艺

1混凝土泵送施工概述

泵送混凝土是一种以输送混凝土至已浇筑部分为主要目的的施工技术。混凝土泵送的先决条件是混凝土具有流动性、粘性、能承受外力的特性。混凝土泵送的工艺是利用混凝土泵、泵车所产生的泵动力，通过泵的压力将混凝土泵入到混凝土浇筑区域。在钢管内部进行流动时，由于混凝土中的水泥砂浆位于钢管的外部，而不是钢管的中央，从而导致钢管的内壁产生一层水泥砂浆。它具有相对低的屈服剪应力，既保证了混凝土的流动，又具有润滑作用。减小管壁与混凝土之间的摩擦力，增加混凝土输送速率。

2超高层混凝土泵送施工技术难点分析

第一，对于超高层建筑来说，泵送施工往往会因为受到混凝土黏性的影响而较为困难。随着高度的增加，混凝土泵送的压力也越大，施工难度逐渐增高。第二，高强度混凝土输送过程中，如果泵送速度过快，易导致输送管道压力上升，损坏管道产生泄漏，致使混凝土堵管，造成停泵。之所以引发停泵问题，主要是由以下几方面原因造成的。首先，混凝土配比不合理，其中特别是砂石配制时粗、细料之间的比例不合理，容易引发混凝土离析、泌水、分层等问题，从而导致管道在泵送混凝土的过程中堵塞，造成停泵；其次，在进行混凝土泵送浇筑时没有严格控制坍落度等指标，坍落度的不一致对于混凝土的正常输送造成较大影响，导致停泵问题；再次，混凝土的泵送过程中需要始终确保混凝土具有较好的流动性，防止混凝土发生离析问题而影响输送质量，若是混凝土流动性指标不合理就可能会引发停泵的问题；最后，施工区域所处环境会对混凝土泵送质量造成影响，特别对于超高层建筑来说，一旦气温较高就容易造成混凝土水分快速蒸发，使得输送管道因堵塞而停泵。

3超高层建筑混凝土泵送施工技术要点

3.1泵管安装、固定和设备选型

①泵管安装与固定。在超高层泵送管线中，应选用高压泵管。在泵送时，可以减少爆炸的危险。在各楼层的预留孔口，竖直管必须进行固定，并对其进行加强。水平和垂直管道之间的弯曲管道由水泥墩支承，并通过混凝土管件紧固，在3m以上的楼层高度。应使用U型特殊的紧固设备将垂直管道紧固。当水平管采用水泥墩支承时，其水平管的高度应该与泵机的出料口高度相适应，并且每隔4～5m的距离，在水平管上要预先埋设紧固螺钉以保证水平管的安全。在水泵出口10m处设有断流阀，断流阀与专门的配电盒相配套，并由泵操作人员进行操作。②本松装置的选择。泵机出口压力和机组功率是选定超高层混凝土泵送设备的重要参数，泵送高度由出口压力决定，机组功率是保证泵送质量的重要因素。为了确保泵送工作的稳定性和效率，一般都会按实际情况预留一定的压力裕度。泵的最大输出压力应该高于理论上的20%～30%，多余的压力储备是为了应对泵送过程中的压力损耗和由于混凝土搅拌材料的特性改变而产生的异常，从而防止出现堵塞。从实际情况看，在200～300m的超高层混凝土中，通常选用26～28MPa的高压泵。

3.2原材料方面的要求

通过相关试验及实践工程经验分析可知，想要保证混凝土具有较好流动性、较高强度以及较低粘度，所用原材料一定要满足表1的基本要求。

除了基本原材料的要求外，混凝土配比也要符合如下几方面要求。

(1）水泥用量。对于超高层建筑来说，混凝土泵送水泥使用量不足时无法达到强度标准，使用量较大时粘度过大，一定程度上增加了泵送难度，因此要有效控制水泥用量。另外，为了保证泵送的顺畅也要控制胶结料用量，确保混凝土的和易性，降低泵送摩擦阻力，一般情况下混凝土配比中胶凝材料用量需要不少于350kg/m3。同时要在混凝土中加入一定量磨细矿渣粉和粉煤灰，不但可以有效优化混凝土黏塑性以及保水性，同时也可以降低混凝土泌水性，更便于高压混凝土泵送。

(2）粗骨料。不仅要严格控制粗骨料粒径和泵管的管径比（1∶5～1∶4），还要控制针片状石子含量<10%，以便在泵送混凝土过程中防止堵塞泵管。另外，粗骨料要采取连续级配的方式。

(3）坍落度。为了防止超高层建筑混凝土泵送过程中的阻力过大，需要严格控制混凝土坍落度，一般控制在180～200mm。

(4）粉煤灰以及外加剂。为了保证超高层建筑混凝土泵送良好的流动性和可泵性，减小水化热情况与离析情况，需要在混凝土中加入掺合料以及外加剂来改善混凝土和易性，保证泵送的顺利进行。

3.3布置要求

(1）泵机摆放位置的场地面积应大于8m×3m，并在周围安置水容量在6m3之上的水箱，为后续的泵机清洗工作提供便利。在摆放泵机时，不能影响搅拌车的进退，尽量缩短其换车所需时长，提高作业效率。（2）为了把控垂直管道混凝土所产生的反压，应保证地面水管铺设的长度约为建筑总高度的1/4，若因为场地问题无法按照规定铺设，可以将90°的弯管依据规范折算为水平长度。（3）应在泵出口的水平管及转垂位置安装液压截止阀，避免混凝土倒流，同时可以为设备的维护、清洗提供便利。在布置输送管时，应以地面及墙面为标准进行铺设，并做好固定工作。并合理设置用于清洗的水槽，按相关要求存储污水及泥浆等，避免造成环境污染。

3.4混凝土配比

混凝土的配比设计要严格按照相关的标准和技术规程来进行，如果不符合设计要求，在混凝土的施工和养护过程中，裂缝是非常常见的，但通过合理的配合比设计，可以有效保证混凝土的性能与质量。在混凝土结构中，不同的材料之间有着紧密的联系，混凝土的主要功能就是确保其强度。但若掺入过量的水泥，很可能会造成大量的水化热，造成混凝土结构的温度开裂。为了降低水化热，可以采用粉煤灰的方法来降低水泥的用量。在进行混凝土施工时，技术人员要结合施工现场的具体条件和工程对混凝土结构的性能要求，进行最优的配比调整，保证建设项目的质量。

3.5混凝土泵送施工

在进行第一次泵送时，可以利用砂浆材料将输送管道润湿。通常每80m就需要应用1m3的砂浆。随着管道弯头的增多，要相应增加材料的使用量。砂浆过多或过少都会对施工质量造成影响，其中砂浆过多会造成浪费，砂浆过少容易造成管道堵塞，因此泵送前一定要计算砂浆的用量。在泵送过程中工作人员要时刻留意余料量（不能低于搅拌轴），余料过少容易在泵送的过程中吸入空气。若是因为管道堵塞造成泵送设备停机的时间超过了5min，就需要关闭截止阀，避免混凝土倒流。此外，在实际工作时需要对输送管路接头处的密封情况进行仔细查验，一旦发现存在松动或者密封圈破损的问题要及时更换，防止出现漏浆问题，造成混凝土塌落度较小或者因泵送压力不足而导致导管堵塞。在温度较高环境下进行施工时，管道在受到较强阳光照射时容易造成混凝土脱水而使得管道堵塞，所以需要在管道外部覆盖湿草或者其他降温设施。而在温度较低的环境下施工时需要采取保温措施来确保混凝土良好的流动性。

结论

超高层建筑施工过程中往往采取混凝土泵送方式，能够大大简化施工过程，确保建筑施工的安全性以及质量。在进行混凝土泵送的过程中需要利用机械管道将混凝土运输到合适位置，保证混凝土泵送质量，确保超高层建筑的良好质量，保证建筑的安全性和稳定性。

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