摘要:近些年城市建筑工程的数量和规模都在不断增长,越来越多城市开始推广建设超高层建筑,超高层建筑混凝土泵送技术的应用也越来越广泛,其中很重要一个原因就是该施工技术的效率很高、能耗比较低而且性能比较高这么几个特点。下文将对超高层泵送混凝土施工技术进行分析,希望为相关人员提供参考。
关键词:超高层建筑;混凝土泵送技术;研究
当前大多城市在建设超高层建筑的过程中会采用混凝土泵送技术来保障整体施工的稳定性,这一技术在应用过程中需要使用具备较大粘度和泵送压力的混凝土材质,同时其对施工过程也有较高的要求。伴随着我国建筑施工方面技术水平的不断进步,超高层建筑混凝土泵送技术的应用也越来越广泛,通过更好地掌握这一技术在施工中的要点,能够更好地提高这一技术的应用效果。
1 影响混凝土超高层泵送的相关因素
1.1 泵送设备选型
建筑施工中混凝土的泵送与浇筑离不开混凝土泵机的使用,它是利用活塞在缸体内反复运动将混凝土输送到指定位置,来达到施工目的。与塔吊和斗车相比,混凝土泵机具有施工效率高、作业成本低和工程质量好且对环境污染小等优点,混凝土泵机将是现代施工中不可或缺的施工机械,泵送设备选型对超高层泵送混凝土的施工起着至关重要的作用。
国家新标准中引用了混凝土泵机能力指数的概念,即泵机实际每小时输送量与泵口处实际压力的乘积,乘积越大表示泵送的能力越强,可见混凝土泵机的主要性能指标为泵机的出口压力和泵机输送量,泵机出口压力决定混凝土的泵送高度与能力,而泵机输送量表示在某泵送压力下的工作效率。在混凝土泵机选择中,要充分考虑泵送混凝土的设计高度、单次浇筑面积和输送管道布置情况,因此,混凝土泵机地选择对超高层泵送混凝土施工质量具有重要影响。
1.2 混凝土输送管道的选择
混凝土输送管道的选择也是超高层泵送混凝土施工技术中一个重要方面。输送管道与泵机有效配合可以大大提高泵送效率,不同的混凝土泵机与不同性能的混凝土,需搭配不同型号的混凝土输送管,若两者不匹配便可能造成堵管、爆裂等问题的发生。而且,混凝土泵送过程中的主要压力、阻力都来自于混凝土和输送管之间的摩擦,泵送压力与泵送速度、管道形状、布置方式和总长度都有联系。因此,在超高层泵送混凝土施工之前一定要做好对输送管的布置和选择。
1.3 混凝土泵送性能
当前,超高层泵送混凝土施工中,通常采用一次泵送到顶部的施工工艺,因此,混凝土要具有以下两个特点:第一,为了顺利将混凝土泵送到超高层建筑的制定高度,就要使混凝土具有较好的流动性,同时,还要具备高黏聚性、保水性和抗离析、泌水性能;第二,混凝土从搅拌厂运送到施工地点需要一段时间,为了保证能够正常泵送且不出现堵管等问题,要使得混凝土的坍落度与扩展度的经时损失不大、可塑性强,以此来保证其工作性能。若混凝土能满足这两个特点,就能保证提高泵送效率和质量。
1.4 现场控制
超高层泵送混凝土施工的现场控制非常重要而且复杂,管理者需要处理好整个现场的施工工序,并有效落实施工技术,把控好每一个施工重点和施工注意事项,并且要做好超高层泵送混凝土施工进度控制。此外,施工控制的各个要点及现场注意事项,都会影响整个泵送混凝土工程的施工质量,因此,管理者一定要加强对泵送现场的控制。
2 超高层建筑混凝土泵送技术施工中对混凝土的要求
2.1 混凝土的粘度
由于混凝土的粘度直接影响其使用中的强度反应,因此在开展超高层建筑混凝土泵送技术施工作业时要合理控制混凝土量粘度,避免由于混凝土强度等级过高而导致流动性较差问题的出现,进而更好地控制超高层建筑混凝土泵送技术施工环节的压力强度。另一方面,由于高强度混凝土的可泵性能较差,因此在进行材料混合的过程中要合理控制其坍落度和配比,以此来更好地保障混凝土初凝时间和终凝时间的合理性。
2.2 混凝土泵送压力值
由于高性能混凝土自身流动性能较差,因此其相较于常规混凝土泵送阻力而言存在更大的泵送摩擦阻力。
在开展超高层建筑混凝土泵送技术施工环节难以使用具体公式来准确计算泵送技术产生的压力值和损失值,这就需要提前选择合适的泵送装置并预留出一定的泵送压力富余量,这样才能有效保障超高层建筑混凝土泵送技术施工的有效进行。
2.3 混凝土配制中的指标检测
在为超高层建筑开展混凝土泵送基础施工时,通常需要选择具备高性能的混凝土材料,这一材料在长时间和超高度泵送中会消耗大量压力值,进而可能会增加泌水问题出现的可能性。一旦在超高层建筑混凝土泵送技术施工环节出现泌水问题,则很可能引发混凝土离析现象,进而难以发挥出混凝土的实际效用。这就要求施工单位在开展混凝土泵送技术施工时提前检测混凝土压力泌水相关指标,以此来确保高质量混凝土顺利泵送到超高层建筑的具体施工地点。
3 超高层建筑泵送混凝土技术分析
3.1 布置管道原则
在泵送高度的1/4以上,控制出泵口处水平管的长度,弯管的折算长度也被包含于其中;第二,在距离泵10m左右的位置,设置截止阀;第三,泵送机和第一道水平弯管之间的距离要大于3m;第四,在首次穿越楼层处,竖向管道要设置一个截止阀;第五,在远离较大人流量的区域布置超高压管道,并且,在区域两侧设置安全防护措施;第六,将水平缓冲设置泵送高度的120米~160米处。
3.2 固定泵管
第一,通过预埋件,在混凝土墩上固定水平管;第二,每间隔4~5米竖向管需要设置一个固定在墙体上的管夹;第三,通过法兰连接高压管。
3.3 压力计算和泵送高度
下文以某工程为例对超高层泵送压力和泵送高度进行分析,本工程向330m的高度进行泵送,应用三一混凝土地泵,在22MPa控制最大出口泵压。第一,在用换算水平长度法进行计算的过程中,在150m左右控制混凝土泵送所需要的最大水平输送长度,330m的最大垂直间距,按照72m计算弯管水平换算长度,按照20m计算分析软管水平换算长度,在技术规范的基础上,换算水平管总长度为1562m,这样就会有:1562米<L=2200m=22/0.01,从而满足相关要求;第二,在利用压力损失法计算过程中,要仔细、认真核算压力损失计算结果和换算水平管长度。
3.4 有效泵送评价方法分析
为了保证超高层的混凝土泵送效率和质量,要对泵送方法进行分析,可以对混凝土塌落度和泌水情况进行分析。
3.4.1 分析试验坍落度
传统的评价方法尽管存在一些弊端,但是,在对混凝土流动性进行分析时,相关标准明确,操作简单、方便,是对混凝土可泵性进行评价中一种非常有效的方法之一。为了保证混凝土满足超高层泵送要求,混凝土塌落度要控制在合理范围内,在混凝土配置过程中,可以添加适量的泵送剂和减水剂,增加塌落度,并保证混凝土的保水性和粘聚性。
3.4.2 分析压力泌水
泵送混凝土主要是通过管道压力推动混凝土拌合物,进而将混凝土运送到指定位置,泵送压力很多是以水为压力进行传递,在传递时,会因为管道弯曲、半径等因素影响,出现脱水以及压力较大的情况,并且,水分通过骨料之间的缝隙渗透出去,增强骨料的粘结能力,造成堵塞情况。因此,在泵送前,要通过试验,有效测定出拌合水在压力下的内阻力和拌合料的保水性等,更好地进行泵送施工。
4 结束语
超高层建筑混凝土泵送技术在应用中需要注重其工艺和细节,这就要求相关施工单位不断优化具体的施工方法来提高整体施工质量,同时要注重对输送管道的清洗和对设备的日常维护。高效的混凝土泵送技术可以有效保障混凝土的稳定结构,进而可以有效提高超高层建筑整体施工的效率和质量。
参考文献:
[1]杜康武.超高层混凝土泵送施工技术研究进展分析[J].中国建材科技,2020,29(01):42+41.
[2]徐杰.超高层混凝土泵送技术研究和应用[J].商品混凝土,2020(Z1):86-88.
[3]张文凯.超高层混凝土泵送施工技术研究进展分析[J].工程技术研究,2019,4(01):234-235.