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摘要:近几年,我国高层、超高层建筑越来越多,虽然高层建筑节约了土地面积,提高了土地利用率,但是,给施工带来一定挑战。在这一背景下,各种施工技术不断优化,泵送混凝土施工技术广泛应用于高层、超高层建筑施工中。泵送混凝土施工技术主要是利用机械泵进行工作,将混凝土输送到高层建筑的施工地点,这是一种十分高效的施工方法。下文将对超高层泵送混凝土施工技术进行分析,希望为相关人员提供参考。
关键词:超高层建筑;混凝土泵送;影响因素;施工技术
引言
大部分建筑工程施工都离不开混凝土,随着建筑物高度的增加,超高层泵送混凝土施工技术在建筑工程施工中发挥着重要作用。对于超高层泵送混凝土来说,因泵送的混凝土强度较高且泵送高度较大,容易造成由于泵送阻力过高而堵管等一系列施工问题,甚至影响工期。因此,加强对超高层泵送混凝土施工技术研究,对提高超高层混凝土施工质量具有重要意义。
1影响混凝土超高层泵送的相关因素
1.1泵送设备选型
建筑施工中混凝土的泵送与浇筑离不开混凝土泵机的使用,它是利用活塞在缸体内反复运动将混凝土输送到指定位置,来达到施工目的。与塔吊和斗车相比,混凝土泵机具有施工效率高、作业成本低和工程质量好且对环境污染小等优点,混凝土泵机将是现代施工中不可或缺的施工机械,泵送设备选型对超高层泵送混凝土的施工起着至关重要的作用。
国家新标准中引用了混凝土泵机能力指数的概念,即泵机实际每小时输送量与泵口处实际压力的乘积,乘积越大表示泵送的能力越强,可见混凝土泵机的主要性能指标为泵机的出口压力和泵机输送量,泵机出口压力决定混凝土的泵送高度与能力,而泵机输送量表示在某泵送压力下的工作效率。在混凝土泵机选择中,要充分考虑泵送混凝土的设计高度、单次浇筑面积和输送管道布置情况,因此,混凝土泵机地选择对超高层泵送混凝土施工质量具有重要影响。
另外,混凝土输送管道的选择也是超高层泵送混凝土施工技术中一个重要方面。输送管道与泵机有效配合可以大大提高泵送效率,不同的混凝土泵机与不同性能的混凝土,需搭配不同型号的混凝土输送管,若两者不匹配便可能造成堵管、爆裂等问题的发生。而且,混凝土泵送过程中的主要压力、阻力都来自于混凝土和输送管之间的摩擦,泵送压力与泵送速度、管道形状、布置方式和总长度都有联系。因此,在超高层泵送混凝土施工之前一定要做好对输送管的布置和选择。
1.2混凝土泵送性能
当前,超高层泵送混凝土施工中,通常采用一次泵送到顶部的施工工艺,因此,混凝土要具有以下两个特点:第一,为了顺利将混凝土泵送到超高层建筑的制定高度,就要使混凝土具有较好的流动性,同时,还要具备高黏聚性、保水性和抗离析、泌水性能;第二,混凝土从搅拌厂运送到施工地点需要一段时间,为了保证能够正常泵送且不出现堵管等问题,要使得混凝土的坍落度与扩展度的经时损失不大、可塑性强,以此来保证其工作性能。若混凝土能满足这两个特点,就能保证提高泵送效率和质量。
1.3现场控制
超高层泵送混凝土施工的现场控制非常重要而且复杂,管理者需要处理好整个现场的施工工序,并有效落实施工技术,把控好每一个施工重点和施工注意事项,并且要做好超高层泵送混凝土施工进度控制。此外,施工控制的各个要点及现场注意事项,都会影响整个泵送混凝土工程的施工质量,因此,管理者一定要加强对泵送现场的控制。
2超高层建筑泵送混凝土技术分析
泵送高度大于200m的混凝土泵送技术即为超高层泵送混凝土施工技术,对200m以上的超高层混凝土泵总装置来说,由于受高空气压影响,泵送压力较大,当混凝土粘度大、强度较高时,泵送施工就会遇到很多阻碍,从而给超高层泵送施工带来困难。在超高层建筑施工中,超高泵送混凝土技术已经成为其中一项重要的技术措施,并且,在未来建筑行业中,它已经成为一种重要发展趋势,必将得到很多国家的重视。对高强混凝土的超高泵送技术进行研究和分析,在对高层建筑施工效率和施工质量进行强化与提升的过程中,发挥着巨大的经济效益和实用价值。
2.1布置管道原则
在泵送高度的1/4以上,控制出泵口处水平管的长度,弯管的折算长度也被包含于其中;第二,在距离泵10m左右的位置,设置截止阀;第三,泵送机和第一道水平弯管之间的距离要大于3m;第四,在首次穿越楼层处,竖向管道要设置一个截止阀;第五,在远离较大人流量的区域布置超高压管道,并且,在区域两侧设置安全防护措施;第六,将水平缓冲设置泵送高度的120米~160米处。
2.2固定泵管
第一,通过预埋件,在混凝土墩上固定水平管;第二,每间隔4~5米竖向管需要设置一个固定在墙体上的管夹;第三,通过法兰连接高压管。
2.3压力计算和泵送高度
下文以某工程为例对超高层泵送压力和泵送高度进行分析,本工程向330m的高度进行泵送,应用三一混凝土地泵,在22MPa控制最大出口泵压。第一,在用换算水平长度法进行计算的过程中,在150m左右控制混凝土泵送所需要的最大水平输送长度,330m的最大垂直间距,按照72m计算弯管水平换算长度,按照20m计算分析软管水平换算长度,在技术规范的基础上,换算水平管总长度为1562m,这样就会有:1562米<L=2200m=22/0.01,从而满足相关要求;第二,在利用压力损失法计算过程中,要仔细、认真核算压力损失计算结果和换算水平管长度。
2.4有效泵送评价方法分析
为了保证超高层的混凝土泵送效率和质量,要对泵送方法进行分析,可以对混凝土塌落度和泌水情况进行分析。
2.4.1分析试验坍落度
传统的评价方法尽管存在一些弊端,但是,在对混凝土流动性进行分析时,相关标准明确,操作简单、方便,是对混凝土可泵性进行评价中一种非常有效的方法之一。为了保证混凝土满足超高层泵送要求,混凝土塌落度要控制在合理范围内,在混凝土配置过程中,可以添加适量的泵送剂和减水剂,增加塌落度,并保证混凝土的保水性和粘聚性。
2.4.2分析压力泌水
泵送混凝土主要是通过管道压力推动混凝土拌合物,进而将混凝土运送到指定位置,泵送压力很多是以水为压力进行传递,在传递时,会因为管道弯曲、半径等因素影响,出现脱水以及压力较大的情况,并且,水分通过骨料之间的缝隙渗透出去,增强骨料的粘结能力,造成堵塞情况。因此,在泵送前,要通过试验,有效测定出拌合水在压力下的内阻力和拌合料的保水性等,更好地进行泵送施工。
结束语
综上所述,随着建筑行业的不断发展,城市化进程不断加快,城市压力增大,为了提高城市土地利用面积,满足人们住房要求,高层、超高层建筑涌现,增加了施工难度。混凝土是建筑工程中必不可少的建材,但是,在高层、超高层建筑施工中,由于建筑高度较大,混凝土很难从地面运送到浇筑地,需要借助泵送机。在超高层混凝土泵送施工中,要合理选择混凝土泵送机,并加强混凝土材料管理,使混凝土性能满足泵送要求,另外,还要加强现场管理,保障超高层泵送混凝土效率和质量。
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