超高泵送高强混凝土在超高层建筑施工中的应用

发表时间:2020/10/10   来源:《建筑实践》2020年第16期   作者:孙东杰 寸兴龙 梁骞
[导读] 随着我国建筑行业的飞速发展,高层建筑的工程数量与规模都在与日剧增,
        孙东杰  寸兴龙  梁骞
        中国建筑第八工程局有限公司? 广东省广州市? 510000
        摘要:随着我国建筑行业的飞速发展,高层建筑的工程数量与规模都在与日剧增,尤其是超高层建筑,可以有效满足社会与经济的发展需求。然后超高层建筑需要涉及高层施工,无论在技术应用还是材料输送环节都会提升难度,混凝土作为建筑施工中的主要材料,其面临的超高层输送问题也是建筑行业的一大难题,但是超高泵送混凝土施工技术的出现有效解决了此类问题,这样能够对超高层建筑的施工质量与效率提供保障。基于此,本文超高泵送高强混凝土在超高层建筑工程施工中的应用进行研究。
        关键词:泵送;高强混凝土;超高层;建筑施工;应用
        中图分类号:TU974         文献标识码:A
1超高泵送混凝土施工技术原理和重难点分析
        1.1技术原理
        超高泵送混凝土施工技术的原理是借助泵送设备的泵送压力一次将所需的混凝土方量运送到建筑工程的指定位置,泵送设备的高压泵送能力是决定超高泵送混凝土施工技术应用效果的重要基础。在该施工技术的实际应用过程中,相关人员应该按照建筑工程对混凝土质量的主要要求以及泵送要求,就近选择混凝土拌合站,避免由于混凝土输送时间过长,造成质量下降。
        1.2重难点研究
        为了满足人们日渐提升的物质需求,近年来,我国高层建筑施工比例显著提升,在高层建筑中,超高泵送混凝土施工技术得以广泛应用,其能够打破传统混凝土泵送高度的限制,大大提升了施工效率,保证了施工质量。超高泵送混凝土施工技术的应用重点是泵送压力损失设备的选型以及泵送设备的泵送压力精准控制,相关人员必须重点考虑泵送高度对泵送设备所配备的泵送压力的需求,切实保证泵送效果,超高泵送混凝土施工技术的应用难点是混凝土性能的控制和混凝土的泵送施工。
2超高泵送高强混凝土在超高层建筑施工中的应用要点
        2.1保证混凝土泵送设备的泵送压力
        针对混凝土泵送设备而言,其泵送能力主要体现在整机功率与泵送混凝土的出口压力这两个方面的关键参数上,其中整机功率是混凝土输送量得以有效保障的关键,而泵送混凝土的出口压力则是决定泵送混凝土高度的关键。与此同时,混凝土泵送设备也需要具备一定量的泵送能力储备量,这样才能确保所泵送混凝土可以实现顺利运输,避免出现堵管或混凝土离析问题等质量问题。比如,如果超高层建筑的高度大于400m,那么可以采用HBT90CH21345D超高压泵、HBT90CH2122D这两种由三一重工专门研制的超高压泵[1]。其中前者的整机功率可以达到237×2kW,泵送的出口压力可以相应地达到35MPa,可以实现700m的理论混凝土泵送高度。
        2.2采用双动力结构混凝土泵送设备
        在泵送超高层混凝土期间,为了确保整个混凝土泵送过程的质量,可以灵活地采取双泵合流技术,同时由2套泵组开展泵送混凝土作业,期间如果一套泵组出现异常故障问题时可以及时进行停机,由另一套泵组保持50%的排量状态下继续开展泵送混凝土作业,避免因为中断泵送混凝土的施工过程而诱发一些比较严重的损失,这样可以最大程度发挥双动力结构的泵送混凝土设备优势,不仅可以提高整体混凝土泵送施工作业的效率,同样可以实现单独泵送施工作业的目标,有效地增强了整个混凝土泵送施工作业过程的安全性与可靠性[2]。

比如,由三一重工生产的HBT90CH型超高压泵都属于双动力结构范畴,实际的施工作业中会应用2台柴油机对2套泵组进行分别驱动,可以确保超高层混凝土泵送过程的整体可靠性。
        2.3有效应用耐超高压泵送管道系统
        为了确保超高层混凝土泵送的稳定性与安全性,要确保泵送管道本身需要承受超高压,所以有效应用耐超高压泵送管道系统具有重要的意义。在实际的超高层混凝土泵送过程中,一般可以应用经过淬火工艺处理之后的特制合金钢超高压泵送管道,其寿命是Q345钢管的3~5倍,可以有效地保证整个超高层混凝土泵送的稳定性与安全性,一般相应的管道寿命可以达到泵送5万m3以上的混凝土。通常而言,在超高层混凝土泵送过程中,超高压泵送管道的压力最大值为35MPa,这时候管道的纵向方向上形成的拉力可以达到420kN,所以常规的密封技术与连接方式无法满足实际的施工需求,否则容易造成漏浆和堵管等问题。针对这种情况,可以采用特制的耐磨管道来确保整个混凝土泵送过程的稳定性[3]。此外,针对常拆卸的泵送管道,可以应用螺栓活动连接形式,而不常拆卸的泵送管道则可以相应地应用螺栓固定连接形式,这样都可以确保泵送管道密封与连接的可靠性。
        2.4合理应用超高压混凝土密封技术
        在泵送超高层混凝土的过程中,在保证泵送设备动力满足泵送混凝土要求的基础上,还要注意合理地应用超高压混凝土密封技术,确保泵送混凝土的过程中不会使混凝土出现离析等质量问题。而根据密封方式的不同,可以将超高压混凝土密封技术分成动密封技术与静密封技术两种类型,具体二者的技术要点如下:
        (1)动密封技术要点。该密封技术主要是对切割环和眼镜板这一对耦合件中存在的密封问题进行着重解决。虽然切割环与眼镜板这一对耦合件之间可以采取一些特殊措施来提高它们之间的耐磨性,但是依旧无法彻底消除二者之间的摩擦,这会逐步形成比较大的磨损间隙,而动密封技术则是重点解决这一形成磨损间隙的密封技术。而动密封技术实际上就是在这对耦合件可能产生磨损间隙的部位处设置了一个间隙自动补偿装置,通过依靠被压缩橡胶弹簧的弹性来时刻保持眼镜板与切割环之间的紧密贴合,消除二者因为磨损产生的间隙。由于弹簧本身呈现为一定程度的线性变化,所以可以实现在某时间范围内间隙达到自动补偿的目的。
        (2)静密封技术。该密封技术主要是对泵送管道接头部位处的密封问题进行解决。在泵送混凝土的管道内部具有较高泵送压力的时候,普通的密封圈非常容易透过管夹的间隙而溢出来,致使密封圈受到损坏,以至于泄露了压力。而如果泵送管道出现漏浆问题,那么混凝土就无法实现正常流动,进而容易出现堵塞管道的问题。而静密封技术实际上就是将管道密封替换为锥面定心、O型密封圈结构,这样可以避免泵送管道出现混凝土浆液泄露问题[4]。
        2.5合理地应用耐超高压液压截止阀
        在泵送超高层混凝土期间,为了确保整个泵送过程的质量,要注意定期保养或维修泵送的机械设备,这时候就需要在泵送混凝土的出口部位的管路上相应地接入液压截止阀,以避免垂直泵送混凝土管道中存在的混凝土发生回流问题。而液压截止阀本身的驱动动力是液压油缸,可以灵活地应用控制阀进行操作,并可以借助浮动密封环结构的插板来确保整个过程操作的便捷性,并且其本身具有非常好的密封性能,可以避免管道内部压力泄露问题,全面确保混凝土泵送过程的稳定性与安全性。
        综上所述,要想保证超高建筑建设水平,需要建设部门合理选择泵送压力损失设备、对混凝土性能进行良好控制以及做好建筑工程后期维护工作,保证超高建筑建设质量,有效促进社会经济发展。
参考文献
[1]王成启,高海浪.超高泵送机制砂混凝土的应用试验研究[J].混凝土,2019(06):112-114.
[2]周小弟.施工中使用商品混凝土的质量控制要点[J].建设监理,2019(06):57-60.
[3]邵光可.超高层混凝土泵送防堵管技术分析[J].中国住宅设施,2019(05):114-115.
[4]秦伟.泵送混凝土裂缝产生因素分析[J].黑龙江科学,2019,10(10):96-97.
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