中建二局第二建筑工程有限公司广东省深圳市518052
摘要:随着国内基础设施建设工作的不断开展,我国已建与在建特大桥工程的数量急剧增加。在进行特大桥的施工过程中,由于受到自然环境以及施工条件的限制,导致了超高层混凝土的泵送环节受到影响。本文先对特大桥超高层混凝土泵送技术进行探讨,并结合平塘特大桥混凝土泵送案例,对泵送施工技术进行研究。
关键词:特大桥;超高层;混凝土泵送技术;实践应用
引言
对于混凝土的泵送施工技术来说,施工过程中需要借助机械泵进行工作,进而可以将混凝土输送到超高层施工地点。现阶段,伴随着国内超高层桥梁建筑事业的不断发展,这一施工技术得到了广泛的应用。
1超高层混凝土泵送施工工艺
在进行超高层混凝土的泵送工作时,技术人员不仅要考虑混凝土泵送设备的性能与参数,同时还要对整个工程的泵送施工工艺进行研究。在进行超高层混凝土泵送工作时,需要重点考虑以下几个方面的问题。
1.1泵送管道的布设
泵送工作开始之前,施工人员要进行管道的布置。对于管道的布设以及管道线路的走向,要进行合理科学的设计。一般来说,设计过程中要尽量增加弯曲管道的比例,尽量降低垂直管道的比例,这样一来可以显著降低泵送过程的阻力。如果超高层建筑的高度超过了200m,那么在高空尽量布设弯曲管道,这样可以显著降低混凝土自身重力所带来的反压力差。另外,为了降低泵送过程中的振动现象,泵送过程中要使用U型固定器进行加固。
1.2泵送管径的合理选择
在进行混凝土的泵送工作时,如果管道直径较小,那么泵送工作中混凝土所遇到的压力与阻力将大大提升。相反,伴随着泵送设备管径的增大,虽然泵送的压力与阻力相应减少,但是管道的抗暴能力将会显著降低。另外,如果混凝土长时间的停留在泵送管道内,也将影响到混凝土的各项性能。现阶段,在进行超高层混凝土的泵送工作时,大多选用直径为125mm的管道。
1.3混凝土的泵送压力值的选取
现阶段,由于建筑工程的规模与高度不断提升,因而施工中用到的混凝土种类也有很多。一些混凝土的强度与硬度很低,也有的混凝土材料性能正好相反。因而,在进行泵送工作时,要根据混凝土的实际参数指标合理选择泵送过程的压力值。一般来说,高性能混凝土的强度与硬度都很大,因而泵送过程中的摩擦阻力也会很高,并且会出现压力的损失。在进行高性能混凝土的泵送工作时,要适当提升泵送的压力值。另外,为了提升泵送工作的安全效果与高效性,泵送过程中通常会预留1/4的泵送压力余量,这一冗余设计是较为合理、科学的。
1.4混凝土的配比
混凝土配置过程中,要根据工程项目的实际要求合理控制混凝土的配合比。这一过程中,要对材料的颗粒级配以及水灰比、外加剂等指标进行严格的控制。对于外加剂来说,它可以显著提升混凝土的强度,并且提升混凝土的和易性。另外,还要对混凝土配置过程中的用水量进行严格的控制,以免影响泵送工作以及混凝土的强度。此外,如果混凝土中粗颗粒的直径较大,可能导致管道堵塞问题,因而在进行混凝土配置过程中要对粗颗粒的粒径与比例进行严格的控制,其直径不能超过管径的1/3。
1.5超高层混凝土输送管道的清洗技术研究
在进行混凝土的泵送工作时,因为受到混凝土硬度以及粘结性等方面的影响,泵送过程中可能会出现管道阻塞等问题。因而,施工现场要做好管道的清洗工作。对于以往的清洗工作来说,大多采用水进行清洗,同时还要将一定量的海绵球放入到管道中[1]。对于这一方法而言,清洗的效率不高,并且清洗工作不彻底。因而,现阶段经常用到超高压水洗技术进行管道的清洗工作。为了提升清洗工作的效果,要做到管道系统的无缝连接,避免漏水等问题的出现。另外,清洗过程中要确保水压达到一定的压力要求。
2超高泵送施工中混凝土的技术应用
本文以某工程为例,该工程要求混凝土强度从C50,封顶高度328m,超高强度混凝土的输送是工程的重点。输送难点在C50混凝土的328m封顶。
2.1泵管选型与布置施工
主管道(包括地面水平和附墙爬升的竖直管)采用128A单层超高压耐磨输送管,保证抗爆能力和耐磨性能(壁厚10~12mm,螺栓式连接)。浇筑巨桥墩采用普通125A高压管(壁厚6.5mm,管夹式连接),浇筑桥墩通过变接管过渡到125A普通输送管,再连接到布料机。其中,应用了HBC9028拖泵,HBT90CH-2140D混凝土泵共4台。管道采用准128A、壁厚为10~12mm单层复合超高压管道,承载压力在50MPa以上,可确保整个施工过程不会因管道磨损而更换。铺设两套地面水平管道,长度在80m左右,用来平衡垂直管道混凝土产生的反压(两套128A管道),具体布管线路和泵机位置以现场为准。每套输送管在垂直管道部分在250m、400m各设置2个缓冲弯头。浇注时可采用过渡管变接管组合成125A的普通高压管连接至布料机。
2.2管道安装与固定
2.2.1预埋件的安装
对于已施工完成位置需安装混凝土管固定装置的地方,可用化学螺栓或植筋在进行输送管线的安装过程中,需要用到高强钢板,并且应用预埋的方式把300mm×300mm左右的钢板植于桥墩与地面,并且钢板的厚度要超过16mm。在进行管道的铺设工作时,要把输送管固定装置配焊到预埋钢板上,进而起到固定输送管的重要作用[2]。方式将钢板固定到墙面上。预埋件的制作和安装由甲方提供,由乙方提供技术指导。
2.2.2水平输送管的安装与固定
安装工作中,要用到3m输送标准管。同时对于90°弯管来说,要在距离连接位置处0.5m的地方用两个输送管固定装置进行固定。这样一来,可以避免管道因震动而出现松脱问题。水泥墩尺寸长×宽×高=800×400×600(mm),其他较短的输送管采用一个输送管固定装置牢固固定,管道安装由甲方负责,乙方提供技术指导[3]。
2.5施工注意事项
①地面上要设有管道水洗用的排水沟。②桥墩顶部需配置约3m3的废料承接容器。③混凝土从运输到泵送至浇注点,时间不应超过1h。④泵送前,先泵1m3水,再泵2~3m3砂浆,湿润管道后,再泵送混凝土。⑤高桥泵送过程最好连续泵送,停顿时间最好不超过5min;如泵送间断时间或待料时间超过5min,约每隔5min操作一次反泵+正泵,避免管道内混凝土初凝,同时也避免料斗内粗骨料沉积影响S管阀摆动。⑥C50以上混凝土,粗骨料粒径≤20mm,坍落度最好控制在240mm左右。⑦混凝土压力泌水率≤30%。⑧在进行泵送工作时,需要对主系统压力表变化状况进行严格观察,如果压力异常波动要先降低排量,之后再根据实际情况反泵1~2次,之后进行正泵,表1为工程中用到的砂石料数据。在混凝土浇筑完毕后,为保证泵机水洗的顺利进行,同样需要先泵2~3m3砂浆,再泵水进行水洗。砂浆的配比为水泥同砂子各为1:1。水洗过程中不能停泵,保证水洗的连续性。且中途必须保证足够水源供应,避免发生堵管。
3结束语
对于超高层混凝土的泵送工作而言,它是一项十分严密、系统的工程。这一过程中,不仅要对混凝土泵送的选型、搅拌以及混凝土的配合比、运输、管道清洗等环节引起重视。泵送过程中要严格按照设计要求与施工规范进行操作,确保特大桥超高层混凝土泵送工作的质量与效率。
参考文献:
[1]阮超,倪修全,杜华东.高性能混凝土超高泵送施工技术研究[J].混凝土与水泥制品,2015(03):80-82.
[2]赵筠.混凝土泵送性能的影响因素与试验评价方法[J].江西建材,2014(12):6-32.
[3]李路明,陈喜旺,张莉,李立辉.超高层建筑混凝土泵送施工工艺探讨[J].建筑技术,2016,47(04):335-338.