高墩施工混凝土泵送技術(shù)探討

盧捷

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng)550008）

高墩施工混凝土泵送技術(shù)探討

盧捷

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴州 貴陽(yáng)550008）

隨著橋梁建設(shè)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，而高墩施工作為橋梁建設(shè)施工的難點(diǎn)，其混凝土施工技術(shù)成為施工重點(diǎn)問(wèn)題。現(xiàn)結(jié)合耳海河特大橋高墩混凝土施工案例，闡述了高墩施工混凝土泵送技術(shù)。

高墩；混凝土；泵送；澆筑；拌合

1 工程概況

耳海河特大橋?yàn)檎鶚颍鹌鶚短?hào)K46+436～K47+856，全長(zhǎng)1 420 m，上部結(jié)構(gòu)采用3×40 m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁+（102+4× 190+102）m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)+8×40 m先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。該橋各個(gè)主墩墩身都是由雙肢薄壁空心墩組成。該橋主橋部分的4號(hào)主墩高102 m，5號(hào)主墩高175 m，6號(hào)主墩高150 m，7號(hào)主墩高130 m，8號(hào)主墩高102 m，都屬于高墩。高墩澆筑次數(shù)多，墩身線性控制（特別是豎直度）難度較高，墩身澆筑完成后安全高效完成模板拆除等工作為該工程難點(diǎn)及控制要點(diǎn)。

2 混凝土泵送的優(yōu)點(diǎn)、原理

2.1 混凝土泵送優(yōu)勢(shì)

混凝土泵送施工具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1）泵送混凝土具有施工快捷、操作簡(jiǎn)便、質(zhì)量好、占地少適合使用商品混凝土，對(duì)于高墩橋梁施工必不可少。

（2）機(jī)械化程度高、節(jié)省勞動(dòng)力、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期。

（3）混凝土輸送與澆筑連續(xù)同步進(jìn)行，并可一泵到位，不僅緩解了垂直運(yùn)輸?shù)膲毫Γ覝p少混凝土輸送環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了施工。

（4）由于泵送混凝土坍落度大，屬于緩凝型流態(tài)混凝土，故相應(yīng)地對(duì)模板工程的標(biāo)準(zhǔn)要求較高。

2.2 混凝土泵送原理

泵送混凝土在泵壓力的推動(dòng)下輸送要滿足兩個(gè)條件。即：混凝土在壓力作用下，混凝土中的一部分水與水泥漿混合物在管內(nèi)壁移動(dòng)，形成潤(rùn)滑層。混凝土在運(yùn)動(dòng)中的剪切應(yīng)力，大于潤(rùn)滑層的剪切應(yīng)力才能運(yùn)動(dòng)，但又必須小于混凝土芯柱的剪切應(yīng)力。這樣，混凝土拌合物方可形成在同一斷面各質(zhì)點(diǎn)等速的“柱塞”流。這就要求配制的混凝土要有一定的壓力泌水形成潤(rùn)滑層和有一定的內(nèi)聚性，以“握裹”粗細(xì)骨料建立等速的“柱塞”流。為此要求有合適的骨料級(jí)配、水泥用量及適宜的外加劑、外摻料來(lái)改善混凝土的保水性、泌水性、穩(wěn)定性和粘聚性，以達(dá)到泵送混凝土的工作性能要求。圖1為混凝土在輸送管內(nèi)正常狀態(tài)的示意圖。

3 高墩施工混凝土泵送施工技術(shù)

該工程高墩混凝土采用泵送施工方法，其施工要點(diǎn)有以下幾點(diǎn)。

3.1 混凝土泵送設(shè)備

要根據(jù)混凝土澆筑計(jì)劃、要求的最大輸出量和最大輸送距離來(lái)選擇混凝土泵的型號(hào)。根據(jù)混凝土泵的最大壓力和單位長(zhǎng)度水平管產(chǎn)生的壓力損失，計(jì)算最大輸送距離。

3.2 泵管選擇與布置

要求垂直管在同一垂直線上。在管道鋪設(shè)前應(yīng)編制管道試鋪設(shè)方案，內(nèi)容包括管道的走向和路線、配管、卡具及配件選用等，并進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。對(duì)輸送管要求采用無(wú)龜裂、無(wú)孔、無(wú)凸面損傷的材料。往高處壓送或壓力特別大時(shí)，要盡可能采用未經(jīng)磨損的輸送管。垂直向上配管時(shí)，水平管長(zhǎng)度不得小于垂直管長(zhǎng)度的10%～15%，且不小于10 m，同時(shí)應(yīng)在水平管上安裝截止閥。截止閥宜安裝在離泵機(jī)出口3～6 m處。

3.3 拌和站設(shè)置

由于全橋大約6.27萬(wàn)m3混凝土，澆筑方量大、混凝土強(qiáng)度高，為保證混凝土施工質(zhì)量，混凝土采用拌和站集中拌和。拌合站設(shè)置在右幅2#-3#墩左側(cè)，拌和站生產(chǎn)能力為100 m3/h。

3.4 混凝土運(yùn)輸

混凝土的運(yùn)輸應(yīng)以最少的轉(zhuǎn)載次數(shù)，最短的時(shí)間，從攪拌地送至澆筑地點(diǎn)，在施工中盡量減少在泵管內(nèi)的時(shí)間。在風(fēng)雨或天氣炎熱的天氣澆注混凝土?xí)r，在泵車和泵管上加遮蓋，以防進(jìn)水或水分蒸發(fā)，冬季施工時(shí)還應(yīng)注意保溫。

3.5 混凝土拌和控制

在每次用攪拌機(jī)開拌之始，應(yīng)注意監(jiān)視和檢測(cè)開拌初始的前二、三盤混凝土的和易性。如不符合要求時(shí)，應(yīng)立即分析情況并處理，直至拌和物的和易性符合要求，方可持續(xù)生產(chǎn)。當(dāng)開始按新的配合比進(jìn)行拌制或原材料有變化時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行開拌鑒定和檢測(cè)工作。通過(guò)充分?jǐn)嚢瑁够炷恋母鞣N組成材料混合均勻、顏色一致；高強(qiáng)度等級(jí)混凝土更要嚴(yán)格執(zhí)行。混凝土攪拌的最短時(shí)間，應(yīng)符合規(guī)范要求。摻有外加劑時(shí)，攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。在拌合摻有拌和料（如粉煤灰等）的混凝土?xí)r，宜先以部分水、水泥及摻和料在機(jī)內(nèi)拌合后，再加入砂、石及剩余水，并適當(dāng)延長(zhǎng)拌合時(shí)間。在使用外加劑時(shí)應(yīng)注意檢查核對(duì)外加劑品名、生產(chǎn)廠名、牌號(hào)等。

3.6 混凝土的泵送

在混凝土泵啟動(dòng)前，應(yīng)對(duì)混凝土泵的各種用油的儲(chǔ)量、水箱中水位、液壓系統(tǒng)是否漏油、換向閥的磨損及接口是否嚴(yán)密、攪拌軸運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常等關(guān)鍵部位進(jìn)行全面檢查，且需符合要求。在泵送潤(rùn)滑水泥砂漿或水泥漿前，先泵送適量水，其作用是：第一，可濕潤(rùn)混凝土泵的料斗、活塞及輸送輸管內(nèi)壁等直接與混凝土接觸部位，減少潤(rùn)滑水泥砂漿用量和強(qiáng)度的損失；第二，可檢查混凝泵和輸送管中有無(wú)異物，接頭是否嚴(yán)密。

新鋪設(shè)或重復(fù)安裝的管道，以及混凝土的活塞和料斗，一般都較干燥且吸水性較大。泵送適量水泥砂漿或水泥漿后，能使混凝土泵的料斗、活塞及輸送管內(nèi)壁充分潤(rùn)滑形成一層潤(rùn)滑膜，從而有效地減小混凝土的流動(dòng)阻力。潤(rùn)滑漿的種類可根據(jù)各地經(jīng)驗(yàn)，按有關(guān)規(guī)程選用。一般常選用與混凝土內(nèi)成份相同的水泥砂漿作潤(rùn)滑漿。水灰比一般為0.5～0.6。潤(rùn)滑漿的數(shù)量可根據(jù)混凝土泵“操作說(shuō)明”提供的定額和管道長(zhǎng)度來(lái)確定。開始泵送時(shí)，轉(zhuǎn)速以500～550 r/min為好，要先慢后快，混凝土泵要隨時(shí)能反泵。這對(duì)于保證正常速度連續(xù)泵送和能及時(shí)排除故障極為重要。

3.7 混凝土澆注

每節(jié)墩身模板加固調(diào)校完畢經(jīng)監(jiān)理檢查合格，開始組織灌注混凝土。鄧家坨特大橋空心墩為C40混凝土。混凝土塌落度控制在16 cm-20 cm。混凝土施工采用拌和站集中拌制，罐車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土輸送泵入模，插入式振搗器振搗。混凝土應(yīng)分層澆筑，每層厚度不大于30cm。并在前層混凝土初凝之前，將次層混凝土澆筑完畢，保證無(wú)層間冷縫發(fā)生。混凝土輸送泵管口距混凝土面不大于2 m,混凝土振搗采用直徑Φ50 mm的插入式振搗器。振搗時(shí)插入下層混凝土10 cm左右，使混凝土具有良好的密實(shí)度和整體性。振搗中要防止漏振、過(guò)振，并不得碰撞鋼筋和模板及其它預(yù)理件。振搗時(shí)應(yīng)快插慢抽，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，避免因振搗不密實(shí)出現(xiàn)蜂窩麻面，或因振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而出現(xiàn)振搗性離析的情況。以混凝土不再沉陷，不再冒出氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、泛漿為振好的標(biāo)志。

為了保證上下澆注段混凝土的良好的結(jié)合，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa后進(jìn)行人工鑿毛。鑿毛時(shí)必須將混凝土表面的浮漿鑿掉，露出石子(鑿深1 cm～2 cm)，鑿?fù)旰笙扔酶邏猴L(fēng)槍吹掉混凝土殘?jiān)儆酶邏核疀_洗干凈。以保證鑿毛的混凝土面清潔。砼強(qiáng)度達(dá)到拆模要求時(shí),即可拆除模板；模板拆除完畢后，重新對(duì)模板進(jìn)行打磨清理以及涂刷脫模劑處理以備用。混凝土澆筑6～8 h后,即開始養(yǎng)護(hù)。墩身上口采用土工布覆蓋灑水,四周采用在墩身上纏繞帶有小孔的管道,管道通水噴淋養(yǎng)護(hù)；混凝土養(yǎng)護(hù)安排專職人員負(fù)責(zé),確保混凝土面持續(xù)濕潤(rùn),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于7 d。

4 結(jié)語(yǔ)

在耳海河特大橋施工中，由于混凝土輸送泵及配套設(shè)備的使用，一方面，減少了工費(fèi)開支，節(jié)省了勞動(dòng)力，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；另一方面，確保了混凝土施工的連續(xù)順利的輸送，加快了施工進(jìn)度，保證了工程質(zhì)量，為大橋的完工做出了重要貢獻(xiàn)。

U446.33

B

1009-7716（2017）04-0175-02

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.052

2017-01-17

盧捷（1974-），男，土家族，貴州印江人，高級(jí)工程師，從事公路工程管理工作。