关于超高层建筑混凝土泵送技术的探究

文/王海波 四川省建筑机械化工程有限公司 四川成都 610051

随着世界经济的迅速增长，为满足人们对活动空间的需求，各国的超高层建筑日益增多。国内建筑规范定义超过 200m 的建筑属于超高层建筑。据不完全统计，国内外在建或建成的超过 600 米的超高层建筑已越来越多。基于建筑高度的不断刷新以及建筑结构向着超高化、大跨度化、结构复杂化的趋势发展，泵送作为混凝土工程效率最高和最主要的施工方式，使得国内外对混凝土配制及泵送技术进行不断研究和优化。

1、工程概况

某综合楼工程1#、2#、3#楼工程，其中1#写字楼结构高度达210 m，2#、3# 住宅楼结构高度150 m，均属于超高层工程项目，远超普通高层住宅，常规的泵送混凝土技术已满足不了本工程项目的需要。因此，超高层高泵程混凝土输送技术成为了混凝土施工质量控制及工期节点控制的关键。本项目参建各方针对超高层混凝土泵送及浇筑过程中的问题，周密部署、采取了以下措施，圆满完成主体结构混凝土浇筑工作，混凝土施工质量合格、观感质量符合要求。

2、混凝土泵送设备安装

2.1 布管

混凝土泵管布置主要根据实际工程现场、环境等特点，科学合理布置泵送系统，其主要遵循弯头尽量少、泵管总长尽量短，需具备一定的缓冲距离及地面水平管的长度应大于垂直高度的四分之一，在地面水平管道上应布置截止阀的原则；并且需确定符合最优运输方案的泵机选位与固定、泵管的布置、弯头设置等进行全面详细设计和复验。

2.2 选型

混凝土泵送设备及泵管的选型与混凝土工作性、泵送垂直高度、泵送总距离、泵送压力、混凝土粘度等密切相关。一般先估算混凝土在泵送过程中的泵损，按泵压损失与混凝自重估算的最低压力值进行泵送设备的型号的初选；再根据实际工程布管情况，对泵送压力和混凝土排量等进行核验，从而最终确定混凝土泵机型号。至于泵管，要考虑泵管内径、泵管壁厚等能满足超高层输送目的。

施工单位按照《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-2011）的相关规定， 结合工程的实际情况，进行仔细分析，周密验算，确定泵管的长度、泵车的性能等要求，并根据相关混凝土泵车的技术参数和性价比，初选了泵车厂家及型号，编制了混凝土泵送、浇筑的施工组织设计，组织建设、设计、施工、监理、泵车生产厂家的相关负责人进行了讨论，确定了完善的施工组织设计。

2.3 泵管安装

（1）每层楼板同一位置预留300mm×300mm的垂直洞口，确保管道能穿过。

（2）竖向泵管的安装确保同轴心。

（3）泵管的固定应可靠，泵管与支架、泵管与结构之间宜设置软衬垫，减少泵管振动对支架和结构的影响。

注意事项：泵管宜安装在洞口中心，不宜与结构直接固定；不宜安装在楼梯口、通道口以及人行通道的地方，防止和减少泵管对人员的危害。

3、超高层建筑混凝土泵送技术及其质量控制

3.1 前期准备

（1）泵送前，必须对泵管质量进行全面检查，确保泵管连接卡箍牢固、泵管无裂纹、磨损等情况。

（2）正式泵送前，必须压送同配比的水泥砂浆润管，并通过设置的排污管排到设置好的沉淀池内。或采用专用器皿存放，严禁用于结构混凝土浇筑。

3.2 配合比控制

每次浇混凝土前，商品混凝土站应根据楼层高度、混凝土强度等级、温度、运输距离等因素，调整混凝土的配合比，确保满足施工要求。

3.3 坍落度控制

混凝土生产技术人员、施工人员及监理旁站人员应在现场对混凝土的坍落度定期检查，将坍落度控制在200 mm 左右（常规为160 mm 左右）。若不符合要求，要求混凝土退场，并通知混凝土生产企业调整后续混凝土配合比。

3.4 设置水平缓冲层

混凝土泵冲程开始， 混凝土受到向上压力，冲程结束， 处于高处的混凝土产生很大的向下压力。随着楼层的提高，压力变化剧烈，泵管容易损坏，也吃不上力。因此，超高层泵送必须设置缓冲层，一部分压力由缓冲层吸收，泵管内能够保持向上的压力。本工程在1# 楼31 层设置水平缓冲层（总共46 层）。

4、超高层建筑混凝土施工应注意的问题

4.1 注意的问题

超高层建筑混凝土施工过程应重视质量控制与管理以及成本控制等问题。超高层建筑具有施工工期长、季节跨度大的特点，随季节和气候的变化，需对混凝土配合比调整外，需特别注意夏季施工和冬季施工的差异和措施。夏日高温需重点关注混凝土坍落度经时损失和入模温度的问题，需保证混凝土具有良好的保坍性以及混凝土中心温度不超过 70℃，保证混凝土良好的体积稳定性。施工策略方面可尽量优选在晚上或凌晨气温较低、交通畅通的时段进行混凝土浇筑施工。冬期施工时，应重点关注混凝土缓释以及入泵和入模温度，泵管和混凝土保温措施，保证混凝土早期的正常水化。

随着绿色生产与建造理念的提升，在超高层施工过程中混凝土主体结构高度越高，混凝土泵管内剩余的混凝土将越来越多，为了节约混凝土，应采用水洗和气洗相结合的方式进行余料回收。再有统计泵送现场泵管总长，估算泵管中余料量，合理的控制收盘混凝土量，优先采用水洗技术将泵管内混凝土泵送利用，达到最优最省泵送的目的。

4.2 发展趋势

结合超高层建筑发展的趋势和区域性特点，超高层泵送混凝土技术趋势主要集中在以下几个方面：

（1）混凝土防裂技术包括超大筏板大体积混凝土温控和防裂技术、钢板剪力墙结构防裂技术以及组合楼板防裂技术的研究。

（2）超高层建筑关键特殊部位难点施工技术主要涉及超大筏板、超长超大桩基基础以及巨型柱等特殊部位混凝土的制备和施工方向。

（3）超高层模拟泵送方面，包括超高层泵送混凝土匀质性定量测定分析以及开发科学合理简单的超高层泵送模拟方法和系统。

（4）超高层泵送施工智能监控和分析，包括混凝土原材料、混凝土生产、混凝土泵送以及混凝土养护等全过程的智能监控评价。

结语：

综上所述，超高层建筑的混凝土泵送工艺较为复杂，为了提高泵送施工质量及混凝土结构的稳定性，则应根据高强高性能缓凝土的特性优化选择泵送施工工法。此外，在泵送完高性能混凝土之后应及时清洗输送管道，并在清洗后检查是否已经冲洗干净，以免对泵送设备的使用性能造成影响，从而为建筑施工工作的持续开展提供有利条件。