1、超高層混凝土泵送施工技術商品砼采用泵送施工已廣泛用于建筑工程中,但對于超高層泵送,因泵送壓力過高,所用砼強度高、粘度大,泵送尤其困難,給泵送施工帶來一系列的技術難題。隨著泵送砼的普及推廣和發(fā)展,不斷研究超高層泵送技術,對于提高超高層建筑施工質量及施工效率具有相當經(jīng)濟意義。1、工程概況天津誠基中心B區(qū)為商住一體的綜合性建筑,地上二層,地上為50層主樓裙房5層,主樓50層,砼設計強度為C3060,砼向下輸送為10m,向上最大輸送高度為162m,此工程每層砼用量約1500m3,每天用量約為300 m3。本工程泵送混凝土最高達162m,若采用塔吊施工顯然不能滿足工程需要,采用接力泵送技術,投入大,施工

2、組織難,操作協(xié)調(diào)不易,因此決定采用一次泵送技術完成主樓超高層混凝土施工方案,并在原材料選擇、配合比設計、泵送設備的選型等幾個方面進行優(yōu)化綜合考慮。2混凝土泵的選型2.1 為保證一次泵送162m高度成功,經(jīng)考察對比采用大力神HBT8016110S高壓砼輸送泵,該型號混凝土理論泵送距離350/1500m。為保證施工的連續(xù)性,現(xiàn)場選用了兩臺HBT8016110S高壓砼泵,同時布置了兩套同樣管道,保證可同時泵送。2.2 HBT8016110S高壓砼泵主要技術參數(shù):最大理論輸送量為81m3/h,最大泵送混凝土壓力16MPa,開式液壓系統(tǒng)的最大壓力32Mpa,最大理論輸送距離350/1500m。2.3 泵

3、送能力的驗算砼泵的泵送距離是由砼在輸送管道中的運動阻力所決定,而砼的運動阻力隨砼的標號、級配、坍落度、布管及環(huán)境的變化而變化,其隨機性很大,不確定性因素多,所以上很難用公式準確計算。目前國內(nèi)外對砼的泵送距離通常采用圖表法和經(jīng)驗公式計算法粗略確定。該工程泵送的驗算采用經(jīng)驗公式法。根據(jù)設備的使用說明書,本工程只需驗算配管的換算長度能否滿足其理論距離。L=l+fm+bn1+tn21 配管水平換算長度L= l+fm+bn1+tn2=(30+30+30+20*1+(12*4+6*2+2*2+16*3=2222 砼在水平管流動產(chǎn)生的壓力損失PH:(坍落度18cm,流速0.56m/sPH =2/r0*(K1

4、+K2(1+t2/t1VK1=(3.0-0.01S.102=(3.0-0.01*18.102=282Pa K2=(4.0-0.01S.102=(4.0-0.01*18.102=382Pa則:PH =2/r0*(K1+K2(1+t2/t1V=16130Pa/m3根據(jù)泵的相關說明文件,泵出口最大壓力P出max=14.5MPa 4最大垂直運輸距離L max =Pmax/PH=14.5/16130=8995總壓力損失水平管90米,垂直管按180米, 90°彎管4個、45°彎管2個、15°彎管2個,軟管一只,其余按常規(guī)配置;P=90/6*0.1+180/5*0.1+4*0.

5、1+2*0.05+1*0.8+0.2+1*0.08+2.8=9.48;由以上計算,混凝土整體配管的換算長度222米不超過最大泵送距離,混凝土的換處壓力損失小于泵的最大出口壓力,故能滿足要求。3 輸送管布置在泵管布置中,盡量減少彎管和軟管,彎管盡量采用大彎管,最大限度的降低泵送管道阻力。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況,在基礎和主體施工階段采用了不同的布置方式。 基礎階段,管道布置中設置了砼下落阻滯,避免砼一次性下落高度過大產(chǎn)生離析。在主體階段的布管中,隨著高度的增加,混凝土的回流的趨勢,為此在泵的垂直管路間鋪設了一定長度的水平管道,以保證的足夠的阻力阻止混凝土的回流,其水平管的長度一般為高度的1/3左右,在

6、施工布置中設置了30米。主體階段主要布管方式為:泵出口布置了30m水平管、90°彎管2個、45°彎管1個、15°彎管2個;在高63m的20樓層,布置了30m水平管、90°彎管2個、45°彎管1個、然后一直往上,施工層按需要布置水平管長度,最大不超過30m,最終與布料機連接。直管兩端都用剛性支撐固定牢靠。4、原材料的選擇及混凝土配合比配合比設計的原則是既滿足強度、耐久性要求,又要經(jīng)濟合理、具有良好的可泵性,因此除通常須考慮的因素外必須處理好如下幾個方面。1水泥用量適用于超高層泵送砼的水泥用量必須同時考慮強度與可泵性,水泥用量少強度達不到要求,過大

7、則砼的粘性大、泵送阻力增大則增加泵送難度,而且降低吸入效率。本工程中水泥采用天津振興水泥廠52.5R、42.5R普通硅酸鹽水泥,用量為280-340kg/m3,在施工中取得了很好的效果。2粗細骨料常規(guī)的泵送作業(yè)要求最大骨料粒徑與管徑之比不大于13;在超高層泵送中因管道內(nèi)壓力大易出現(xiàn)離析,此比例宜小于15,而其中尖銳扁平的石子要少,以免增加水泥用量。本工程中粗骨料采用當?shù)剌^好的薊縣碎石,最大粒徑為25mm;細骨料選用遷安河砂,細度模數(shù)為2.5。3坍落度普通的泵送作業(yè)中砼的坍落度在160mm左右最利于泵送,坍落度偏高易離析、低則流動性差。在本工程施工中嚴格控制了混凝土出機和入泵坍落度,出廠坍落度為

8、210mm ,到場坍落度控制在(180±30mm,并對不同泵送高度和不同氣溫條件進行適當調(diào)整。4粉煤灰及外加劑粉煤灰和外加劑復合使用可顯著減少用水量,改善砼拌和物的和易性,保證施工良好的可泵性和不出現(xiàn)離析現(xiàn)象。本工程外加劑選用HH-5型高性能減水劑,摻量水泥用量的為2%。同時在施工中充分利用粉煤灰的效應,在混凝土中摻加水泥用量20%25%的級粉煤灰。5、混凝土泵送堵管的常見原因分析及預防處理泵送過程中堵管是施工中常見的問題,但通過實際操作總結主要反應在操作方法、混凝土質量和輸送管道等三個方面: 6 工程實際效果天津誠基中心B區(qū)于2005年8月開始進行基礎工程施工,至目前已施工至主體156米高度,設備運行過程中,在125米(結構42層處在低壓狀態(tài)上,砼泵液壓系統(tǒng)的工作壓力為2425Mpa(低壓狀態(tài)最大壓為為32Mpa,在125米以上換成高壓狀態(tài),目前在156米處砼泵液壓系統(tǒng)的工作壓力為12Mpa左右(雙缸驅動,砼出口壓力16Mpa。通過實踐證明在162米的高度基本