超高層建筑混凝土泵送施工技術探析

賈 祺

（中鐵建設集團有限公司， 北京 100040）

1 混凝土性能研究

1.1 可泵性評價

混凝土可泵性，多是新拌混凝土在泵壓條件下，管道輸送流動難度，穩定度等，多為內聚性、流動性。其中，流動性是在重力、外加屈服力作用下，拌合物產生明顯流變特性，當流變性越高時，則越可以促進混凝土泵送。內聚性主要為拌合物抵抗分層離析能力，在壓力、振動狀態下，混凝土拌合物不會出現漿體、骨料分層問題，且可泵性良好，可以確保混凝土泵送環節的流動性，降低阻力，不會出現泌水、離析問題，也不會堵塞管道。注重混凝土可泵性評價，對內聚性、流動性影響因素予以衡量。含氣量、倒置時間、坍落擴展度、V形漏斗時間指標，對混凝土流動性指標影響比較大。內聚性影響因素，包含壓力泌水率、塑性粘度等[1]。

1.2 原材料要求

按照大量試驗、工程總結可知，制備低粘度、高強度、高流態混凝土時，原材料必須滿足表1要求。

表2 原材料性能要求

混凝土配合比應當滿足以下要求：第一，水泥使用量：超高層混凝土泵送水泥使用量少，混凝土強度不滿足要求。當水泥使用量較大時中，則混凝土粘度比較大，會加大泵送難度。所以，水泥使用量必須深入分析可泵性、強度指標。普通硅酸鹽水泥保水性能良好，泌水度小，因此便于泵送。第二，粗骨料：粗骨料最大粒徑、泵管管徑比為1:4-1:5。針片狀石子含量小于10%，泵送混凝土時，避免堵塞甭管。粗骨料應用連續級配方式。第三，坍落度：為了避免超高層混凝土泵送阻力，應當將混凝土坍落度控制在180mm-200mm。第四，粉煤灰與外加劑：為了確保超高層混凝土泵送可泵性、流動性，延長混凝土凝固時間，降低水化熱，避免出現離析問題。需要將摻合料、外加劑添加到混凝土內部，優化改善混凝土和易性，確保泵送操作順利性[2]。

2 超高層建筑混凝土泵送施工技術的具體應用

2.1 泵機設備選型與位置布設

為了保證一次性泵送成功，必須深入分析工程實況，合理選擇泵機規格與型號。在超高層建筑施工中，泵機運輸距離應當大于150m，出口壓力理論值達到35MPa，泵送排量為每小時90m ，水平泵送距離為6075m，垂直泵送高度為1125m。為了維持施工建設連續性，普通泵機應當高于28MPa，超高壓泵機應當高于35MPa。

為了確保超高層混凝土泵送施工質量，必須科學設置泵機位置。在設置泵機時，關注到以下要點：在設置泵機位置時，應當全面分析攪拌車運行問題，縮短換車時間。建設隔音降噪棚，優化配置排風系統，同時做好阻隔處理，以免影響周邊環境，同時防止雨水進入料斗，對施工技術應用效果造成影響。泵機出口端，注重安裝液壓截止閥，避免垂直管內混凝土回流，同時能夠為泵機檢修、維護、保養提供便利。在布設輸送管道時，應當沿著地面、墻面開展，同時做好固定處理。同時，每個輸送管道垂直部門，都應當設置緩沖彎，維護施工建設穩定性。

2.2 管道布設

在布設管道時，必須滿足混凝土澆筑施工要求，可以遵循以下要點：泵送高度較高時，如果應用豎向甭管內混凝土，將會沖擊首層水平轉豎向彎管，在此種情況下，會加大泵機反壓力，同時引發設備故障問題，對超高層建筑泵送混凝土施工影響較大。在管道適宜位置，合理設置緩沖彎管道，降低設備故障發生率，確保超高層混凝土泵送施工質量。

在布設管道時，應當按照施工現場實際情況，決定是否增加備用管道，確保超高層建筑泵送混凝土施工穩定性。在增設備用管道時，必須合理控制管道長度。通常情況下，地面水平管道鋪設長度，約為塔樓高度1/5～1/4。在布設管道時，極易受到施工現場因素干擾，可以應用90°彎管，對水平長度進行折算，控制彎管數量，無特殊要求時，設置3-4個彎管。

完成管道布設之后，必須固定處理管道，確保超高層建筑泵送效果，以此加強安全性。第一，固定水平管道，通過先連接、后固定方式，可以將管道支撐到管道上，維護管道固定效果。第二，在固定管道時，注重管道起始點測量，同時固定起始點。使混凝土澆筑、混凝土材料運輸呈現平衡狀態。

2.3 安裝液壓截止閥

將液壓截止閥安裝在管道上，通常位于泵機管道出口位置，發揮出控制效果，維護超高層混凝土泵送施工效果。安裝液壓截止閥時，需要在泵出口端水平管、1樓豎起管位置，安裝液壓截止閥，防止混凝土回流，還可以為后期檢修養護提供幫助。

2.4 重點部位混凝土澆筑

第一，剪力墻混凝土澆筑：首層高度為8.6m，剪力墻厚度為1350mm，模板一次性支設到位，對拉螺桿橫縱向間距為450mm，模板厚度為18mm，主楞為鋼管（48mm）。由于建筑首層高度高，混凝土從頂部開始澆筑，落差大于標準要求。混凝土澆筑施工時，應當增設竄筒，長度為3m。剪力墻角部約束邊緣角柱鋼筋密集，同時設置鋼板，內側無法插入竄筒。核心筒角柱部位設置澆筑孔，澆筑孔與地面距離3.5m，澆筑孔長度為500mm，高度為300mm。混凝土澆筑到標準高度時，需要臨時封堵澆筑孔[3]。

第二，箱型柱混凝土澆筑法：鋼結構設計需求，首層8.5m為單個柱節，2層12.55m為一個柱節，標準層以10m為一個柱節，混凝土采用一次性澆筑方法。箱型柱內無鋼筋，且混凝土離析程度小。為了確保箱型柱內混凝土澆筑效果，在規劃設計期間，將澆筑孔直徑擴大至150mm，同時在角部設置透氣孔。箱型柱混凝土澆筑時，需要將定型漏斗放置在柱頭部位，混凝土通過漏斗側壁滑落，避免飛濺所致混凝土離析。

3 混凝土泵送施工質量控制

3.1 前期準備

第一，泵送之前，應當全面檢查泵管質量，保證甭管連接卡箍牢固、泵管無空洞、開裂現象。第二，泵送之前，應當使用水泥砂漿潤管，利用排污管排放至沉淀池內部，并且使用專用容器存儲，不能澆筑到混凝土結構上。

3.2 控制配合比

混凝土澆筑之前，商混混凝土站按照樓層高度、運輸距離、混凝土強度、溫度等因素，對混凝土配合比進行調整，以此滿足施工建設要求。

3.3 控制坍落度

混凝土生產技術人員、建立旁站人員、施工人員，都必須定期檢查混凝土坍落度，同時將坍落度控制在200mm。當不滿足標準要求時，則不能進入到施工現場，同時通知混凝土供貨商調整原材料配合比。

3.4 設置水平緩沖層

混凝土泵沖程之后，會受到向上壓力。沖程結束，高位混凝土產生向下壓力。樓層持續提升，相應加劇壓力變化，容易損壞甭管。所以，超高層泵送應當設置緩沖層，由緩沖層吸收壓力，確保泵管內保持向上壓力[4]。

3.5 泵送管堵管處理

導致泵送管堵塞的原因比較多，具體如下：第一，泵送速度不合理：混凝土泵送時，必須科學選擇泵送速度，不能過度追求速度。在初始泵送時，由于管道阻力比較大，應當選用低速泵送方式。管道阻力降低后，加大泵送速度。第二，混凝土坍落度小：如果混凝土坍落度比較小，不能泵送操作時，需要從泵車底放出混凝土，不能強制性泵送。第三，停機時間長：混凝土材料供應不到位時，需要在料斗內預留混凝土，每相隔8min開泵1次，避免堵塞管道。第四，局部漏漿所致：甭管連接位置漏漿，對混凝土性能質量影響較大，不僅會降低管道坍落度，出現壓力損失，還會引發管道堵塞問題。當管道接頭部位出現漏漿問題時，必須及時更換和加固部件。第五，氣溫變化原因：夏季氣候溫度高，管道受到陽光暴曬后，內部溫度迅速上升，從而導致混凝土脫水，損失坍落度，從而出現管道堵塞問題。因此在施工時，需要將降溫物品覆蓋在管道上。在冬季寒冷天氣下，需要做好保溫防護。

針對泵送管堵管問題，可以應用以下處理措施：混凝土泵車泵送油壓最高值，不能超過預設壓力。隨著沖程的交替，泵送沖程壓力峰值持續上升，并且會達到預設壓力值，自動停止泵送循環，此時主油路溢流閥出現溢流聲音，說明管道內部堵塞。部分混凝土泵配置自動反泵回路，當頻繁反泵時，則需要手動反泵。手動反泵操作時，只需按壓泵車反泵按鈕，確保兩缸各進行反泵循環，將管道混凝土吸收到料斗內，消除管道堵塞問題。在操作過程中，反泵行程為3-4個，此時可以排除堵管問題。多次反泵操作后，無法恢復正常，則表明管道內部“堵死”。混凝土向下泵送時，因受到混凝土自重影響，當落差比較大時，反泵不能將混凝土回抽到料斗內，所以要嚴格控制反泵功能使用，避免砂漿大量流失，導致管道堵塞[5]。

4 結束語

綜上所述，對于超高層建筑施工來說，需要應用到混凝土泵送技術。為了維護澆筑與施工平衡度，使施工建設復雜度降低，必須充分發揮出混凝土泵送施工技術，以此維護建筑施工質量與安全。在混凝土泵送施工時，掌握施工技術內容、注意事項，規避潛在施工問題，同時應用現代機械設備，確保混凝土泵送正常化，借助機械管道，將混凝土運輸到指定位置，全面提升混凝土泵送施工質量，維護超高層建筑建設效益，實現建筑行業的長久穩定發展目標。