超高层混凝土泵送防堵管技术的解析

蒋中良

中建三局集团华南有限公司 广东 广州 510000

1 前言

随着当前信息化和工业化的不断发展，超高层建筑已成为城市集成办公的首选。这促使了多项建筑技术的革新，其中最重要的是混凝土结构。除了对原材料有较高要求外，还对堵管处理技巧、施工部署、泵管布设以及泵送防堵技术有较高要求。本文旨在探究如何提高超高混凝土泵送防堵效果，以更好地满足这种需求。

超高层建筑由于高度和复杂性的特点，混凝土泵送过程中面临许多挑战。首先，泵送距离较长，需要克服摩擦力和流动阻力，以确保混凝土在输送过程中的均匀性和质量稳定性。其次，塔楼施工需要垂直泵送，这对泵送设备和操作员的技术要求更高。此外，由于施工周期紧张，需要快速、高效地完成泵送作业。

为了解决这些挑战，从原材料开始，我们需要选择高品质的混凝土原材料，确保混凝土的抗压强度和流动性能。同时，还需要对堵管处理技巧进行研究，以防止混凝土在泵送过程中出现堵塞现象。合理的施工部署也是关键，包括泵送设备的选择、管道布设的优化以及操作员的培训和配合。此外，还需要采用先进的泵送防堵技术，如使用附加剂改善混凝土的流动性和稳定性，以及采取适当的措施减少混凝土与泵送管道的摩擦。

超高混凝土泵送防堵效果的提高对于确保建筑物结构的安全性和稳定性至关重要。通过综合运用上述策略和技术，可以有效地解决混凝土泵送中的问题，确保混凝土的质量和性能符合设计要求。这不仅可以提高超高层建筑的施工效率，减少成本，还可以保证建筑物的长期可靠性和耐久性。

2 超高层混凝土泵送技术特点难点分析

一般而言，超高层建筑在进行混凝土泵送过程中，除了要将混凝土平稳输送到百米高空以外，还需要确保混凝土在输送后和易性良好。在此过程中，大部分工程会在混凝土强度的影响下，使用大量的胶材，而混凝土有较大的粘度，因此在实际泵送期间就会产生较大的阻力。其次，在进行结构设计时，因为混凝土整体截面面积相对较大，一般劲性混凝土柱尺寸为1700×1700mm，混凝土-钢板组合而来的剪力墙实际厚度不超过1200mm，由于钢筋外侧结构十分密集，因此在进行浇筑的过程中会产生较大的阻力，对于质量控制方面影响较大[1]。如果在某个环节没有控制好，就会影响到质量问题，那么就会导致内部的绝热层温度出现浮动，由此混凝土就会出现裂缝。

3 泵管堵管原因分析

3.1 人员操作原因

泵送过程中，混凝土会在管道中逐步演变为柱状流体，且在流动期间以悬浮状态为主，其表层被水泥浆体所覆盖包裹，可以当作润滑剂和表面产生接触，且骨料间并不会出现相对运行情况。相反，当前方骨料运行受阻时，后方骨料就会受到不同程度的影响，由此运行速度就会降低，从而促使原料形成堆集。当四周砂浆被逐步挤走以后，剩余空隙就会由微小骨料进行填充，此时水泥浆表层会受到不同程度的破坏，由此产生堵泵。

当混凝土开盘的时候，特别是首次泵送时，其管道的阻力相当大，这时需要保持低速来对混凝土进行泵送，让其能够一直保持一个匀速、慢速且可以随时进行反泵的理想状态。在实际放料时，相关操作人员需要对料斗中余料进行留意，余料不能比搅拌轴更低，若是余料过少，就容易将空气吸入其中，致使堵管。此外，地泵停机较长的时间也会导致堵管的发生，在浇筑混凝土期间，需要控制好地泵停机时长，不要过长，在高峰期限行管理的时候，操作人员要按照混凝土塌落以及当天气温情况等综合考虑，每间隔十分钟左右开泵一次，同时，在浇筑期间还要不断朝罐车中加水，而混凝土遇水后容易离析，完成离析后输送期间就会导致沙砾和石子等集结起来，由此导致混凝土出现堵管现象。

3.2 泵送设备原因

第一，泵管之间的链接部位因素。因为卡扣松动或者是封闭胶圈出现损坏因素，管道的接头会出现密封不严实，对混凝土输送期间的流动性造成破坏，混凝土的坍落度就会减小，而沙砾和石子就会集结，且因为管道接头实际密封性较差，会降低泵送压力，最终出现堵管现象。第二，混凝土活塞出现严重的磨损，导致输送混凝土期间泵送压力不断降低，由此发生堵管。第三，在浇筑混凝土前后对泵管的清理并不完全，致使大量残渣积存，在浇筑时就会使得混凝土骨料和残渣集结而产生堵管。第四，设备局部出现漏浆问题。漏浆不仅对混凝土质量造成直接影响，还会使得泵送压力以及混凝土的坍落度不断减小，以此出现堵管问题。根据以往资料表明[2]，漏浆因素主要是管道接头实际密封性并不高以及切割环与眼镜板间存在较大间隙两种因素。第五，泵管布置因素。在对泵管进行布置时，要尽可能的避免使用弯管，如果S管相对较多的情况下，就会使得混凝土输送阻力进一步加大，由此发生堵管问题。同时，水平管布置和设计也要满足相关施工要求，若是水平管相对较长，就会使得混凝土在实际泵送期间缺乏竖向压力，若是水平管相对较短的，就会导致竖向泵管中的混凝土重力向地泵出料口直接进行传递，由此在实际操作期间不能进行反地泵出料口，便容易发生堵管问题。此外，泵管支撑架的整体牢固性也会对泵送造成影响，在浇筑混凝土期间，若是泵管支撑架不稳，就会导致泵管出现严重抖动，由此水平管中的混凝土骨料就会不断下沉，导致堵管发生。

3.3 混凝土选取原因

第一，对混凝土坍落度没有进行严格控制，使得其发生较大波动而出现堵管问题，坍落度损失、混凝成分以及季节变化等因素均会导致混凝土坍落度出现不同程度变化。若是坍落度较小，就会使得泵送实际阻力加大，若是坍落度相对较大，就会加长在泵管中的停留时长，由此混凝土就会出现严重涉水情况并产生离析，最终发生堵管。第二，混凝土级配情况不合理，细粉的实际含量不够，使得砂浆难以与混凝土融合，骨料就会逐步下沉并发生堵管。第三，石子粒径相对过大或者从料斗中筛落大块的片状碎石也会发生堵管。第四，用于润管的砂浆量不够，混凝土在开盘的过程中，需要向管道中、料斗、地泵中输送相应量砂浆，可以起到润滑效果，因此如果砂浆用料不过，就会导致管道中缺乏润滑性，从而发生堵管问题。

表1 泵管堵管原因分析

4 超高层混凝土泵送防堵管技术的具体措施

4.1 泵送混凝土质量提升

混凝土泵送性能需要经过相应的试验来进行确定，一般情况下，可以按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》来进行检测，主要是要求在十秒中相对压力的泌水率在40%以下，若是超过了40%则表示可泵性较低，需要对其进行重新配合比干预。泵送高度存在差异时，对于混凝土扩展度以及坍落度的要求也存在差异。通常情况下，泵送的最大高度在100至200m以内，坍落度就要保持在190mm至230mm以内，若是超过200m但是在400m以下的，坍落度就要保持在240mm至270mm之间，且扩展度最好在450mm至600mm之间。若是高度已经高于400m的，扩展度需要控制在600mm至750mm之间[3]；伴随着高度的不断提升，坍落度就会成为一个科学的参考指标，而扩展度则属于主控指标。在混凝土进入到施工现场之后，相关工作人员和部门需要进行专门验收，对混凝土的拓展度以及坍落度进行逐车抽检，若是不符合相关标准的，则进行退场操作，在施工现场严禁对混凝土进行加水调配。

卵石以及河砂配制而成的混凝土有良好的可泵性以及和易性，现阶段，因为当地资源或者是价格方面的影响因素，大部分厂家均使用人工碎石或者机制的沙砾来对混凝土进行配制，虽然最终配制而成的混凝土强度并没有受到直接影响，但是对于拌合物实际性能却带来严重影响，尤其是机制砂最容易发生堵管问题。基于此，施工方可以对各商混厂家展开实地考察，封样原材料，并择优选择；与此同时，在浇筑混凝土的过程中，项目工程方还可以分派专人在旁站进行监督，由此保证混凝土质量。此外，混凝土要保证均匀搅拌，尤其是超高层泵送搅拌时间至少要增加三十秒以上，在对罐车进行卸料之前，还需要对拌筒进行三十秒左右的二次高速搅拌，将混凝土拌合物卸入罐车一直到运输的整体时长要控制在三小时以内，否则就会对泵送造成不同程度的影响。

表2 泵送混凝土质量控制

4.2 人员操作

要想保证超高层混凝土泵送质量，泵车操作人员就必须要有极高的专业素养，需要经过大量的培训并持证上岗，有娴熟的操作和丰富的经验。项目负责方还需要按照混凝土浇筑的具体时长来进行合理排班，防止操作人员出现疲劳作业。操作人员还需要在泵送之前先泵清水，随后再进行润泵砂浆泵送，砂浆配比需要和混凝土配比相一致。操作人员在开展泵送作业的过程中，需要集中精神和注意力，尤其是压力表的读书要十分详细，若是读数出现陡增，应该及时采取相应的措施进行干预。比如进行2-3个反泵行程后在进行正泵，当压力表恢复正常读数后，则说明堵管风险已经排除。若是正反泵经过若干循环后还是不能改变堵管问题，则要进行拆管处理操作[4]。

在开始泵送相关操作的过程中，应该控制混凝土泵送速度，一般以缓慢匀速最佳，且随时保持能够反泵的良好状态；泵送持续推进下，可以逐步进行加速处理。等到各个系统均正常运转后，即可以通过正常的速度进行泵送。在实际泵送过程中，操作人员需要确保活塞清洗室和水箱有充足的水量，密切留意集料斗中剩余的料量，通常情况下，余料漫过搅拌轴是最佳的状态，若是余料较低会使得大量空气进入其中而发生堵管，过高则难以对粗大粒径进行清理。在泵送时还可以借助间歇式方法进行，可以每次间隔五分钟左右再进行反泵，随后再正泵，由此可以避免出现堵管。若是停机时间相对较长，当混凝土初凝后就难以继续进行泵送，此时就要进行拆管清理操作。此外，泵送完成之后，要对管道以、泵机展开深度清洁，超高层泵送必须要在开机之后进行连续作业，一直到混凝土成为匀质状态才可以停歇。

4.3 合理布管和选择泵送设备

泵管需要按照施工安防、现场条件和施工特点等来进行科学布置和选型，管道的整体布置要保证平直，尽可能的不用或者少用弯管。通常需要垂直向上进行配管的时候，水平管的总体折算长度要大于垂直管总体长度的1/4，长度则要超过15m以上，还需要在泵机出料口做一个截止阀门，在泵机锥管前接上约两米的直管，保证椎管和直管轴线能够重合，有助于拆卸椎管完成清洗后快速装回。此外，泵送设备的选择方面，要按照现场施工情况来综合考虑，选择合适的泵机，混凝土施工达到相应高度后需要及时更换高压泵管以及高压泵；注重对泵机的保养和维修，日常需要及时更换磨损相对严重的零部件，确保在作业过程中的安全性。同时，泵管卡箍需要有良好的密封性，以此才可以降低漏浆风险；在每次进行泵送前，需要检验泵水，若是接头处存在漏水现象，则需要立即展开抢修。泵管要求稳定，若是水平管可以选择泵架进行固定，若是垂直管则要保证每根管至少两个以上固定点，管路卡箍以悬空状为主，这样方便对管件进行拆卸或者安装。

4.4 堵管现场处置方法

若是在施工过程中发生堵管现象，相关操作人员要及时展开反泵操作，最后再进行正泵，由此可以有效缓解堵管现象。若是通过几个循环后，堵管情况仍然没有得到缓解的，可以借助空压机来进行加压疏通，若是仍然没有效果的，则及时进行拆管处理，具体先拆除弯管，然后再拆除水平管，由此让混凝土能够从竖向管道中流出来，排除堵点，清理完混凝土之后，重新冲洗并组装管道留作备用。整个过程十分麻烦，且在施工现场时间较为紧迫，一旦混凝土出现凝固状态，泵管就会报废，由此带来更大的损失。基于此，为了保证混凝土浇筑的连续性，在发生堵管之后，可以选择一条备用泵管来继续进行泵送作业，避免结构出现冷缝，从而对质量造成影响。

超高层混凝土在泵送过程中还需要注意以下几点，第一，按照高度来选择合适的混凝土泵；第二，混凝土配比需要满足我国相关规范，禁止私自加水；第三，在布设泵管的过程中，尽可能的减少使用S型泵管或者减少拐点，降低堵管风险。第四，按照施工现场情况控制好混凝土供应，防止长时间出现供应不上的情况出现，导致混凝土凝固而发生堵管。

5 结束语

综上，超高层混凝土泵送属于一项完整化、系统化工程，需要有一套十分完善的组织体系和施工工艺，在实际泵送期间，会因为各种因素而发生堵管问题，因此，相关操作人员需要严格检查各个作业环节，通过各种技术手段或者预防措施，确保混凝土能够顺利完成浇筑。