超高層建筑混凝土泵送防回流施工技術的可行性研究

摘要：我國的建筑水平隨著人民的生活水平日益提高，近年來，超高層建筑已經屢見不鮮。傳統的施工技術對于超高層建筑建設來說是略有不足的，所以建筑專家學者們專門針對超高層建筑開發出了新型的施工技術，本文針對新型施工技術進行了簡單介紹，就其中混凝土泵送防回流技術進行了集中分析，并針對實際施工案例對其可行性進行探究。

關鍵詞：超高層建筑；混凝土；泵送防回流技術

隨著人口的快速增長，土地資源越來越緊缺，從而建筑行業也越來越注重高層建筑的建設。不同國家對于超高層建筑的定義不同，我國將高度超過100m的建筑定義為超高層建筑。國際上不同國家一直在進行超高層建筑競爭，因為這類建筑可以作為代表體現出一個國家的綜合國力，我國的超高層建筑發展時間相對較短，還需要不斷進行探索研究。

1超高層建筑施工技術要點

1.1將主樓定為施工重點

超高層建筑需要投入大量資金，工期也比較長，所以施工單位需要采取措施盡量縮短工期，主樓建設是施工中需要先行建設的關鍵環節，能夠控制整個工期，一般情況下，實際施工中都是先完成主樓建設。

1.2保證施工基礎和結構

由于超高層建筑需要埋設深度較深的基礎設備，所以需要花費較多的時間，施工環境也很差。基礎施工需要在保證質量的基礎上盡量縮短工期，針對超高層建筑的結構特點設計出科學合理的施工方案。

1.3采用高效垂直運輸體系

考慮到高層建筑的作業面小、條件差，還要保證施工進度，需要盡量采用高科技的現代施工技術，盡量采用機械施工代替現場作業，加快速度，保證質量。

1.4強化管理

施工單位要對施工過程進行有效管理，科學利用空間，使各個施工環節的節奏緊湊起來，充分利用建設好的樓層空間，有序作業，加快施工速度、縮短工期。

1.5綠色施工

超高層建筑建設施工勢必要使用大型的機械設備，伴有通常建筑工程中常見的塵土問題。所以，施工中要保證封閉，定期灑水，降低干擾程度。另外，施工中的不用材料要注意每天回收規范處理，避免浪費。

2 超高層建筑的現代施工技術

2.1 逆作施工法

逆作施工法能夠實現地面上方結構和下方結構同時施工，提高施工效率。施工前先建好地下支護結構，并把施工地面一層的樓面主要結構包括主要承重柱、梁、樓板等先建設好，從而施工單位可以一邊向下挖土方建設地下結構，同時還能逐層向上建設地上建筑結構。

2.2整體滑模施工法

在建筑施工中沿著建好的建筑周邊支設模板，一邊澆筑混凝土一邊提升模板，直至完成整體建筑的混凝土澆筑的方法，就是整體滑模法，這種方法不僅節約了模板，還能提高施工速度，更好的保證建筑的整體性。

2.3整體爬模施工法

爬模施工法同樣采用了模板，將爬升模板固定在建筑結構上，但是在混凝土澆筑完畢后并不去掉模板，而是利用支架等設備將爬模裝置向上推進，反復利用。爬模施工法操作方便，能夠有效避免施工偏差。

2.4鋼結構施工技術

鋼結構作為超高層建筑施工中建筑結構材料和搭建施工輔助設備用材料，具備生產速度快、強度韌度高、施工速度快等多個優點。

2.5混凝土泵送施工技術

泵送混凝土技術是德國首創的，是現代超高層建筑施工技術中最為關鍵的施工技術。該技術主要采用混凝土泵和管道運輸混凝土，輸送速度快、效率高、能夠連續運輸，有效節約人力成本。隨著建筑行業的發展，超高層建筑的高度會更高、建筑結構也會更加復雜，但是施工工期要求和質量標準要求也會更加嚴格，超高層建筑的混凝土輸送技術也必須有所加強，大幅度提升輸送量和輸送速度。

由于混凝土自身的重力，建筑樓層越高，回流問題就會越明顯，一旦出現回流必然會導致大量的材料浪費，還需花費更多的清理費用。所以，實際建設中，還需注重混凝土泵送防回流工藝的采用。防回流工藝能夠通過在泵管口安裝液壓閥門有效防止輸送泵故障導致的混凝土回流，一旦出現故障，閥門能夠馬上截止混凝土的流動，隨后便能正常排除故障，修繕輸送泵。當混凝土的澆筑工作完成后，現將管道封堵，隨后利用高壓水將泵管中仍留有的混凝土沖到樓頂，同時也將管道進行了清洗。

混凝土超高泵送防回流工藝中最為關鍵的就是液壓閥門和高壓水洗。液壓閥門通過控制閥操作液壓油缸推動輸送管道上的插板阻止回流，插板的密封性必須非常好，有效防止混凝土泄露，解決漏漿問題。高壓水洗能夠將管道中的混凝土沖出到作業面，從而節約的材料。另外，洗管媒介在建筑高度不同的情況下是不同的，低于200m采用海綿球，高于200m采用砂漿。

下面針對實際案例進行混凝土泵送防回流技術的研究分析。

3實例分析

3.1工程概況

芳村花園二期工程（第七標段（F區、小學工程）位于廣州市荔灣區龍溪大道北側，包括F區商住樓是1層連體地下室，2棟28層塔樓；地下室層高5.0米，首層層高5.9米，二層以上各層層高3米，屋面標高+87M；小學是2～4層建筑物，首層層高4.5米，二層以上各層層高3.6或3.45米，屋面標高+15.7M，小學鐘樓頂標高+27M；第七標段總建筑面積約6.40萬平方米，其中F區商住樓地上建筑面積為45800平方米，小學建筑面積為9114平方米。工程造價：1.6億元。主樓區樁徑分別為Ф800、Ф1000、Ф1400、Ф1600、Ф1800及Ф2000六種共187根；小學區樁徑分別為Ф600、Ф800、Ф1000，共140根，主樓區及小學區共計327根。樁砼強度等級均為C35。

3.2工程要點

混凝土柱強度等級屬于高強度混凝土，需要大量的水泥，混凝土的粘度要求高，采用泵送方式進行運輸時會存在較大的阻力，另外，混凝土柱數目較多也比較集中，澆筑工作難度高。總體來說屬于超高層泵送施工，下面具體介紹防回流工藝。

3.3混凝土泵送防回流工藝

3.3.1布置混凝土泵管

泵送混凝土采用的管道必須是耐高壓的高強度管道，同時具備一定的抗爆能力。管道與管道之間采用強度較高的螺桿連接，同時要求抗拉能力較強。另外，管道接頭部位需要墊上密封圈，且密封圈要求是超高壓的砼密封圈，連帶著骨架，有效保證砼在高壓條件下不會被擠出，保障管道的密封性。布置管道時還要注意，彎管和軟管要盡量少用，其抗高壓能力較差，要盡量減少管線長度。

3.3.2安裝液壓閥門

液壓閥門作為防回流工藝的關鍵技術之一必須妥善安裝。該閥門安裝在泵出口的管道，高度較低時水平安裝、高度較高時垂直安裝。要注意的是，閥門周圍要保證整潔空曠，不要放置任何無用的設備，保證閥門能夠在出現回流時能夠馬上起作用，不會被障礙物影響。

3.3.3調試相關設備

安裝好液壓閥門后，將油泵和油缸連接起來，打開操作閥門，反復試驗油缸上的插板是否能夠正常進行封堵開啟輸送管道，保證各個設備運行正常沒有任何設備故障。若是出現問題要馬上改正處理。另外，實驗人員還要確認插板和泵管之間沒有間隙，二者緊密的結合起來，整個泵送系統要保證清潔干燥，在戶外要注意不能被雨雪干擾。

3.3.4澆筑混凝土

液壓閥門打開，開始澆筑混凝土，各個設備都要保證開啟狀態，避免截流產生。另外，油泵系統要做斷電處理，避免液壓閥門無故關閉導致的混凝土堆積甚至爆管現象。若是在建筑混凝土時，輸送泵出現了故障，必須馬上維修，則應先關閉液壓閥門，防止回流，指導輸送泵的故障處理完畢，能夠正常運行后，再重新開啟液壓閥門，繼續澆筑混凝土。

3.3.5高壓水洗泵管

水洗技術是現代工業中常用的施工技術，在多個領域都有應用。在混凝土泵送防回流工藝中，則要保證混凝土輸送泵的壓力達標，輸送管道嚴密沒有任何泄露，切割環要保證密封性，洗管媒介在200米以下和200米以上分別采用海綿球和砂漿。

（1）采用海綿球作為洗管媒介

當建筑低于200米，混凝土建筑快要完成時，關閉液壓閥門前留下適當的混凝土在泵管中，關閉液壓閥門，把海綿球放到泵出口，向原來裝有混凝土的容器中加水，打開液壓閥門，利用泵送方式將水沖入混凝土輸送管道中，將特意留出的混凝土沖到作業面，直到海綿球被噴出，切斷地泵電源，剩余的水反流出，順便清洗了輸送管道。

（2）采用砂漿作為洗管媒介

當建筑高度達到200米以上，海綿球這時已經不能起到作用，因為其承壓能力有限，這時已經無法阻止水向外滲透了，導致水洗失效。所以，這時采用另一種材料充當水洗媒介，通常選用的是砂漿。在建筑混凝土澆筑結束后，關閉液壓閥門，并向原裝混凝土的容器中加入1m3量的砂漿，打開液壓閥門，砂漿被引入到輸送管道中，繼續加水，利用砂漿將輸送管道中剩余的混凝土沖到作業面。混凝土和水之間有了砂漿作為相對較長的過渡段，能夠充分保證水洗技術應用效果，直到泵管出口出有砂漿流出，將砂漿引入到廢料之中，泵管出口出有水流出時，則馬上切斷地泵電源，剩余的水自動流出，順便對輸送管道進行了清洗。

3.3.6循環利用沖洗水

在高壓水洗輸送管的過程中，會采用大量的水，若是清洗一遍就將這些水浪費掉，不僅會導致建筑施工成本增加，還會導致資源浪費。所以，施工時可以在地泵附近挖出一個集水坑，習慣完畢后將水引入到集水坑中，下次循環利用，從而有效節約成本。

3.3.7相關設備的維修保養

混凝土泵送防回流的設備需要定期保養，因為在施工期間，這些設備多數處于高壓受力狀態，另外，考慮到金屬制品很容易發生銹蝕，施工現場中的各種酸堿性材料勢必會對這些設備造成一定影響，所以，必須安排工作人員按期對相關設備進行檢測，有問題的馬上維修，沒有問題的加強保養。例如：定期更換液壓油、在活塞處定期涂抹潤滑油、液壓閥門保證與甭管垂直，若是發生錯位要及時對其校正。

3.4 泵送防回流施工要點

3.4.1保證泵送能力

設定泵送能力要求時除了必須滿足泵送能力以外，還要有一定量的儲備能力，防止出現堵管問題。

3.4.2保證設備的可靠性

配置混凝土泵送設備時必須保證其使用質量，即便出現故障也要保證能在規定時間內排除。因為混凝土在輸送管內靜止2個小時以上就會離析，導致混凝土報廢，施工進程也會被耽誤。

3.4.3保證管道系統的耐壓能力

在實際進行混凝土泵送時，管道內的壓強是非常高的，最大可以達到22MPa，縱向拉力可以達到27t，所以輸送管道的耐壓能力必須要非常高。除此之外，輸送管道的連接和密封也不能采用從前的方法，耐壓能力不足，可以改變管道的尺寸，管道接頭處采用高強度的螺桿等。

4 結束語

隨著世界范圍內的經濟增長，人民生活水平的提高，加快城市化建設，滿足越來越多的人口的住房需求，世界各國都在集中建設超高層建筑。在超高層建筑施工中采用新型的施工技術，最具代表性的混凝土泵送技術是建筑專家關注的重點。實際施工中，工作人員要多加關注泵送技術中的防回流工藝，杜絕施工事故，保證施工質量。

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