超高层混凝土泵送技术

超高层混凝土泵送技术

孙延祥 郝跃 费秀伦

中建八局第一建设有限公司 山东济南    250000

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，混凝土泵送是超高层建筑混凝土施工中一个非常关键的环节，由于本身需要涉及到比较大的泵送压力，对泵送技术要求比较高。本文以超高层混凝土泵送技术为研究对象，从混凝土搅拌站视角出发，重点对其技术要点进行探讨。

关键词：超高层；混凝土；泵送技术；技术要点

引言

建筑技术的有效改进与发展极大提升了超高层建筑质量。在改进与创新混凝土泵送施工技术的过程中，仍然不可避免地存在这样或那样的问题，由此不利于提高施工质量，需要在发展与应用过程中对各种问题进行有效总结，然后通过改进与实践来更好地发展、建设超高层建筑。同时，超高层建筑的发展有助于提高建筑领域的科学水平，在此情况下产生了混凝土泵送施工技术，其主要采用混凝土泵与输送管道向高空楼层施工点运输混凝土，其具有一系列优点，即运输速度快、效率高、能力高等，是一种重要的超高层建筑混凝土施工方式。

1超高层混凝土泵送施工技术特点

通过分析全球范围内超高层建筑的建设情况，最出名的超高层建筑主要有：迪拜塔（810米）、台北101大楼（508米）、北京中国尊（528米）。上述超高层建筑的成功建设，见证了整个建筑行业的发展，而建筑本身特点与质量在一定程度上直接受混凝土泵送施工技术的影响。该施工技术的特点主要体现在以下几方面。1）整体施工技术比较简单、快速、方便，操作难度低，不会过多影响混凝土施工质量，只需在施工场地对泵送机位置进行合理设置、铺设泵送管道，就能够减少泵送占地面积。该技术广泛应用于一些高层（商品与大体积混凝土、地下工程、高层建筑等）或者混凝土需求量大的建筑施工中，具有显著优势[3]。2）具有较高的机械化与自动化程度，全部施工工序可以在效率高、自动化高模式下顺利完成，能够实现对人力、物力、施工建设成本的有效节省，能够有效缩短与控制整个工期，泵送任务通常只需要安排较少的操作人员即可。3）平衡混凝土输送与浇筑，即混凝土输送、浇筑可在同步时间内采用一步到位的方式完成，以此有助于垂直运动所承担压力的有效减轻，对混凝土输送环节进行有效的控制与简化，站在整体角度上可促进工程施工难度与复杂程度的显著降低。4）泵送混凝土通常存在较大的坍落度，缓凝型流态混凝土为混凝土泵送的常用类型，其对于模板工程标准要求通常比较高。

2关键控制点

2.1混凝土配比需满足强度、泵送要求

影响混凝土质量的关键因素在于严格控制混凝土配比，在配比过程中采用不同的配比方法或调料占比调整，可形成强度不同、质量不同的混凝土。在超高层建筑施工过程中，关于混凝土配比工作的开展，可严格按照混凝土的泵送强度、和易性、耐久性，确保所配比的混凝土质量与强度、泵送要求相符，且通过控制混凝土强度耐久性，实现对较高可泵性混凝土的塑造，为顺利开展超高层混凝土施工创造良好的条件。

2.2提升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。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。

2.3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。

2.4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。

2.5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。

结语

超高层泵送施工是一个系统性的工程，施工前需设计一套完善的生产、施工组织体系，只有做好整个施工过程中的混凝土输送泵车的选择、混凝土运输搅拌罐车的确定、混凝土配合比设计、原材料选择及控制和混凝土生产质量控制、现场施工的控制这全过程才能保障施工顺利和施工质量，任意一个环节出现偏差，都可能造成失败，不仅会影响项目工程进度，而且影响工程质量。

参考文献

[1]余鸿升．超高层建筑物混凝土泵送技术应用分析[J].科技资讯，2015(24):55-56．

[2]易小刚，易秀明，杨新华，等．超高层混凝土泵送技术研究与应用[C]．2007年全国混凝土机械年会论文集[A]，2007．