高层建筑泵送混凝土施工技术

摘 要：本文从可泵性、泵送设备配置、混凝土泵送与浇筑、质量控制等方面阐述了高层建筑泵送混凝土的施工技术.

关 键 词：泵送混凝土；施工技术；高层建筑

泵送混凝土是以混凝土泵为动力,通过管道输送并进行浇筑的混凝土.早在1907年德国就发明了混凝土泵[1],上世纪50年代我国引进了混凝土泵技术,但并未获得推广；直至上世纪80～90年代以后,随着高层建筑的大量兴建,泵送混凝土才迎来了蓬勃发展的良机.对于高层建筑而言,泵送混凝土的优势是显而易见的,与其他任何一种施工技术相比,泵送混凝土的施工效率都是最高的；而且作为一种预拌混凝土,其对环境友好也是一大特色,有利于施工现场开展文明施工.但是也应该看到泵送混凝土施工还是有一定要求的,如果施工技术不完善还是很容易出现问题,譬如施工中堵管现象就较常见,泵送混凝土裂缝问题也不少见.因此,对泵送混凝土施工要有严格的技术要求,本文对此进行了研究和探讨.

1泵送混凝土的可泵性

1.1可泵性及影响因素

可泵性是指混凝土在泵压推送下沿管道输送的难易程度与稳定程度.可泵性对于泵送混凝土来说是非常重要的特性,因为混凝土可泵性差将导致混合料分离、脱水,这样就会造成堵管而无法继续泵送了.施工上常根据压力泌水试验结果并结合施工经验衡量可泵性.一般以10s的相对压力泌水率（S10）≤40%为可泵送.S10等于V10/V140,V10、V140分别为混凝土加压10s与140s时的泌水量（mL）.S10反映了混凝土的保水性能,其值越小表明混凝土可泵性越好.坍落度也是衡量可泵性的一项重要指标,它反映了混凝土拌合物的流动性,是混凝土泵送启动的前提.

混凝土可泵性主要与混凝土配合比、骨料级配、泵送压力、输送管道等因素有关.适量的水是使混凝土拌合物产生流动性并满足可泵性的必要条件,水不足时拌合物难以流动自然不易泵送,但水量过多时泌水太多,骨料与浆液分离,对泵送也是不利的.胶凝材料（水泥、粉煤灰等）对水有吸附能力,并使混凝土产生黏聚性,有利于混凝土“栓塞”整体运动,所以也是泵送的必要条件.胶凝材料用量对泵送有较大影响,因为胶凝材料浆液既填充骨料间隙,也包裹着骨料,并形成骨料表面的润滑层；当胶凝材料用量不足时骨料缺少润滑性,就难以泵送了.粗骨料颗粒大小和级配对可泵性有明显影响,骨料太大会堆挤在一起,很容易堵塞管道；骨料形状也对可泵性有影响,棱角多、表面粗糙的骨料不利于泵送.管道内壁粗糙、截面变化大、弯头多,也不利于泵送.泵送压力不足时,无法克服混凝土拌合物在管壁上的剪力,自然无法泵送.

1.2改善可泵性的措施

泵送混凝土原材料、配合比应符合《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）第7.4节规定,例如碎石粗骨料粒径与管道直径之比≤1：（3～5）；细骨料宜采用中砂；胶凝材料用量≥300kg/m3；砂率取35%～45%等.坍落度应按照《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-2011）表3.2.3规定,并根据泵送高度选取坍落度或扩展度.坍落度取值时应考虑经时损失,一般气温为20～30℃时可取30mm/h；30～35℃时宜取45mm/h.

2泵送混凝土设备选型与布置

2.1混凝土泵选型与管道布置

对于高层建筑来说,混凝土能否泵送至要求的高度、多少台泵能满足泵送量要求、管道如何布置等内容,都需要通过计算并结合工程经验乃至试验加以解决.目前,采用超高压泵已能泵送到600m以上的高度（非接力方式）,当然在管道设计及其他配套措施方面都有专门的要求.混凝土泵的选型一般由最大输送距离、最大输出量结合工程特点、浇筑计划而定.混凝土泵送计算与一般流体输送有些不同,垂直高度与弯头、椎管等都换算为水平长度,然后再根据最大出口压力、每米压力损失计算最大水平长度是否满足要求.由于混凝土性质较为复杂,计算结果可能与泵实际能力有些差距,所以应考虑一定的富裕系数.配管时尽量缩短管线长度,并少用弯头、软管,同一管线应等径.管道连接应严密.向上垂直布管时,地面水平管道长度不应小于垂直管长的1/4.

2.2布料设备配置、模板及支架保护

选择布料设备应根据待浇筑混凝土结构特点、施工工艺、布料要求、管道配置等条件,其能力应与混凝土泵匹配,并可覆盖整个浇筑范围.在泵送前,应检查和复核模板、钢筋骨架等是否可以承受施工负荷.泵送混凝土对模板侧压力较大,故应确保模板及其支架的强度、刚度和稳定性足够.为避免混凝土浇筑时钢筋骨架移位,对重要节点应采取加固措施,设置必要的钢筋撑脚或固定支架.

3泵送混凝土泵送与浇筑

3.1混凝土泵送方法与堵管的预防

首先,应按混凝土泵说明书要求安设泵车,连接输送管道,并根据规定进行全面检查.泵启动后,先泵水润湿管道、料斗和混凝土缸内壁.泵水正常以后依次泵送水泥浆、1：2水泥砂浆、与混凝土同组分砂浆,最后才是泵送混凝土.也有些工程对次序进行了简化,取消了泵送水泥浆和1：2水泥砂浆两步,这需要根据混凝土配合比和实际工程特点来决定.混凝土泵启动时应慢速,逐步加速,在确定整个系统没有问题以后才可按正常速度进行泵送.混凝土泵送开始就应连续进行,并使活塞保持最大行程；若管道中吸入空气,可通过反泵将混凝土倒回料斗中重新搅拌,待排出空气后再恢复泵送.泵送工程中出现异常现象,如泵压升高且不稳定、油温升高、管道振动等情形,可能是管道堵塞,此时应查明原因,不可强行泵送.应通过多次反泵、正泵操作,使混凝土倒回至料斗,重新搅拌后再恢复泵送；可利用木锤敲击方式查找堵塞部位,若能将堵塞混凝土振松,可重复前述倒回混凝土方法；如果还是不行,只有拆卸管道才能清除堵塞的混凝土了.泵送结束后,应及时清洗管道和泵.对于高层建筑施工来说,必须建立良好的通信、指挥、调度机制,以便统一指挥、良好沟通和紧密配合.对于泵送过程中的堵管现象,除了及时有效的现场处理以外,更重要的是做足预防措施.应从混凝土生产、输送两个环节采取措施进行预防.严格控制混凝土原材料、配比和坍落度,坍落度不够可掺加高效减水剂、提高砂率；若是经时损失,可加入与混凝土配比相同的水泥浆或水泥砂浆.启泵、停泵前,在水与砂浆之间或水与混凝土之间可放入一个海绵球进行隔离,对防止堵管有一定效果[2].泵送过程中因故而可能中断时,尽量放慢混凝土输送速度；必须中断时,应在5min之内倒回混凝土,重新搅拌.高温下应采取降温措施.

3.2泵送混凝土浇筑方法

混凝土泵送前应根据工程特点、设备能力、场地条件等,合理划分施工区域.浇筑时,应按由远及近、先竖向结构后水平结构的顺序进行浇筑.当混凝土结构超过50cm时,应分层浇筑,分层厚度可取30～50cm；并且上下层之间的间隔时间不应超过混凝土初凝时间；若下层混凝土已初凝,应按预留施工缝做法处理.浇筑水平结构时,布料杆应水平移动,以分散布料；浇筑竖向结构时,布料出口距模板内侧面应在5cm以上,避免冲击模板和钢筋骨架.布料后及时振捣,先振15～30s,间隔20～30min再复振一次.对于预留孔洞、预埋件、钢筋密集之处,应采取措施确保振捣密实.为防止混凝土裂缝,应避免漏振及过振.在混凝土终凝前,采用木抹子搓平抹压至少2遍,还可采用铁滚筒碾压2遍以上.浇筑后及时养护,拆模后可采取覆膜养护措施.

4泵送混凝土施工质量控制

建立并完善质量控制与保证体系.混凝土质量控制的内容包括：强度、坍落度、含气量、氯化物总含量控制；原材料质量、配合比和可泵性控制；骨料级配控制.混凝土泵送与浇筑控制内容：保障混凝土供料连续、均匀；泵送设备符合规范要求；分区、分层、按顺序浇筑；及时排除故障.

5结语

泵送混凝土以其高效、低费、快捷的特点而在高层建筑施工中获得广泛应用.采用泵送混凝土的关键是控制好质量,为此应根据工程的实际情况,严格执行泵送混凝土相关标准规范的规定,采取科学合理的施工技术,则工程质量的保障就有了坚实的基础.