趙 斌 源

(山西光信地產(chǎn)有限公司，山西 太原 030001)

1 項目概況

某超高層建筑，地下4層，地上88層，建筑高度438 m，總建筑面積359 270.94 m2。該建筑主體結構為核心筒+巨型柱+伸臂桁架的體系，巨型柱及64層以下部分的核心筒墻體均采用鋼—混凝土組合結構，64層以上的核心筒均為普通鋼筋混凝土剪力墻。

該建筑混凝土方量超過了8萬m3，混凝土泵送到頂?shù)母叨冗_到410.7 m。該建筑混凝土強度等級共分為四種：1層～頂層(-0.05 m～410.7 m)梁、板部分采用C40強度等級混凝土；核心筒剪力墻、連梁部分采用C60自密實混凝土；底板～21層鋼管混凝土采用C70自密實混凝土；22層～63層鋼管混凝土采用C60自密實混凝土；64層～頂層鋼管混凝土采用C50自密實混凝土。

2 混凝土泵送關鍵問題

1)高強混凝土施工性能控制。

該建筑混凝土泵送高度達到400 m，且混凝土強度等級較高，因而需要在諸多混凝土控制參數(shù)中尋找合理的參數(shù)指標去控制混凝土的可泵性，這也是施工面臨的難點問題[1]；此外，高強高性能混凝土需要處理好高強度與高流動性、保塑性差等問題，處理好這些問題是相關參數(shù)指標控制的難點[2]。

2)選擇泵送設備、優(yōu)化泵管布置。

超高層建筑混凝土泵送過程中，混凝土沿程壓力損失較大，因而需要泵送設備提供充足的泵送壓力，混凝土較大的自重對于泵送機具換向系統(tǒng)和頻率都有著較高的要求，需要保證泵送管道在較高壓力狀態(tài)下的密封性，這也成為該工程中泵送機具選型的關鍵[3]；此外，按照綠色施工的要求，需要在進行設備選型和泵管布置中注意降低能耗。

3)凸點頂模狀態(tài)下泵管及布料問題。

該建筑核心筒施工中采用凸點頂模進行施工，凸點頂模和傳統(tǒng)的頂模高度及結構形式都不一樣，需要處理好泵管和凸點頂模之間的連接問題、凸點頂模上有效布料的問題。

3 超高混凝土泵送關鍵技術

3.1 混凝土配合比的確定及可泵性測試

相關經(jīng)驗數(shù)據(jù)表明，混凝土可泵性主要體現(xiàn)為流動性及內聚性，混凝土的流動性反映出混凝土的泵送性能，混凝土的內聚性則反映出混凝土的抗離析性能，即混凝土在一定壓力及振動情況下不會出現(xiàn)離析。通常采用坍落度去判斷混凝土的流動性；混凝土的內聚性則通過增加勻質性及20 MPa的壓力泌水進行評價。

1)確定適宜的泵送區(qū)間。

按照該項目工程的高度及相關同類工程施工經(jīng)驗，將該建筑的泵送區(qū)間劃分如下：低于200 m為低區(qū)，中高區(qū)為200 m～300 m，超過300 m為高區(qū)。在該工程需要嚴格關注高區(qū)混凝土的配合比，包括C40,C50,C60自密實混凝土配合比。

2)高區(qū)混凝土泵送參數(shù)。

結合項目類似工程案例經(jīng)驗，確定出該項目高區(qū)混凝土泵送控制參數(shù)，如表1所示。

表1 高區(qū)泵送混凝土控制參數(shù)

3)高區(qū)C40混凝土配合比。

高區(qū)C40混凝土泵送過程中容易出現(xiàn)漿體稠度不足，導致泵管內混凝土出現(xiàn)分層離析。因而，在配置C40混凝土時需要控制好漿體的稠度，通過雙摻粉煤灰及礦粉，將粗骨料的粒徑控制到5 mm～16 mm，同時參照具體的泵送高度相應增加粉料摻量，以增加漿體體量。此外，需要根據(jù)高度去摻加增稠劑調整漿體的黏度，通過泌水指標進行控制。

經(jīng)過多次試驗，得出C40自密實混凝土配合比如表2所示。實測出混凝土2 h性能如下：坍落度260 mm，擴展度650 mm，泌水重量5 g，勻質性0.9，滿足相關泵送指標。

表2 高區(qū)C40混凝土配合比 kg/m3

4)高區(qū)C50混凝土配合比。

高區(qū)C50混凝土采用粉煤灰、礦粉、硅灰的三摻配合比，確?；炷翉姸燃澳途眯阅?，通過摻入適量的微珠來減少漿體的粘性，同時摻加適量的增稠劑來提高漿體的稠度，如此混凝土可以順利完成超高泵送，同時在泵送壓力下混凝土不會出現(xiàn)離析。

經(jīng)過多次試驗，得出C50自密實混凝土配合比如表3所示。實測出混凝土2 h性能如下：坍落度260 mm，擴展度600 mm，泌水重量3 g，勻質性1.0，滿足相關泵送指標。

5)高區(qū)C60混凝土配合比。

高區(qū)C60混凝土需要減少漿體的粘性，提高混凝土的勻質性，配合比摻加了適量的外加劑進行調整，有效解決了上述問題。

表3 高區(qū)C50混凝土配合比 kg/m3

經(jīng)過多次試驗，得出C60自密實混凝土配合比如表4所示。實測出混凝土2 h性能如下：坍落度270 mm，擴展度680 mm，泌水重量0 g，勻質性1.0，滿足相關泵送指標。

表4 高區(qū)C60混凝土配合比 kg/m3

6)混凝土泵送性能試驗方法。

根據(jù)混凝土流變模型，得出混凝土流變的相關指標，包括：屈服應力、粘度。采用混凝土粘度測試儀測試混凝土的流動性和粘聚性?；炷帘盟托圆捎们准壉P管模擬試驗進行測試。

3.2 泵送設備及泵送管道布置

1)確定泵送設備。

a.混凝土泵。

混凝土泵的選用按照泵送出口壓力進行選取，經(jīng)計算該項目混凝土沿程壓力損失約19 MPa，經(jīng)過比選，使用HBT90.48.572S混凝土泵，共準備3臺，其中1臺備用。

上述混凝土泵采用了遠程監(jiān)控系統(tǒng)，可以對施工現(xiàn)場設備的運行情況實時監(jiān)控，方便技術人員了解混凝土泵的運行狀況，有利于做好相關預防準備工作。該混凝土泵采用了硬質合金眼鏡板及切割環(huán)超強耐磨，設備的使用壽命得到大幅提高。此外，該設備為節(jié)能環(huán)保設備，其具有快換活塞及自動高低壓的技術，較大程度節(jié)省人工工時。

b.布料機。

該項目中核心筒中有兩臺內爬塔式起重機，起重機頂部凸出凸點頂模平臺之上，因而極易在起重機后面出現(xiàn)澆筑的盲區(qū)。基于上述問題，施工中采用了末端橫折臂功能的布料機，通過在末端折臂解決混凝土布料困難的問題。

2)泵送管道布置。

在泵送管道布置過程中，需要結合經(jīng)濟性及泵送量，該項目中共布置了兩道混凝土泵送管道，兩條管道均設置在核心筒內部，直接到模架。結合項目現(xiàn)場狀況，兩條泵送管道水平管換算長度約120 m，在泵管出口前端和F2層樓板位置安裝截止閥門。

泵送管道優(yōu)化：根據(jù)一般工程經(jīng)驗，在超高層泵送中需要設置S形彎管來降低泵送方向轉換過程及停泵過程中混凝土對彎頭產(chǎn)生的沖擊力。經(jīng)過計算，根據(jù)泵送過程中水平部分混凝土出現(xiàn)的壓力損失和豎向部分混凝土自重壓力大致相等的原則，豎向泵管在64層隨著結構進行移位，布置傾斜段來替代S形彎道，這樣較大程度減少了操作難度，獲得較好的實際效果。

3)凸點頂模泵送施工。

該項目中核心筒部分使用了凸點頂模施工技術，凸點頂模承載力較大，其豎向高度有三層多的高度，內部掛架的承載力也有較高的要求。對于該泵送系統(tǒng)，存在下述幾個關鍵技術：a.泵管附著及加節(jié)；b.固定布料機；c.布料系統(tǒng)控制。

泵管附著及加節(jié)。泵送管道安裝固定在內框架立柱上，通過提前計算得出泵送管道的荷載。泵管加節(jié)中需要在頂模2層安裝彎折點，以確保模架3層到頂層的退模需要的作業(yè)空間；彎折之后的泵送管道距離主立柱位置較近，這樣確保泵送管道在模架平面附著；彎折點在2層以上位置，這樣確保泵送管道的安裝、拆除均在模架中進行，每次只需要拆除彎管的下泵管道，確保彎折點一直固定，同時可以通過設置墊片來調整頂模頂升的高度和泵送管道長度的差值。

固定布料機。經(jīng)過相關驗算，該頂模平臺承載力滿足布料機承載要求，因而施工中將布料機直接安裝在頂模的平臺主梁，并進行相關固定。布料機和平臺一體頂升，更為簡便。

布料系統(tǒng)控制。凸點頂模高度較高，同時按照施工規(guī)劃，混凝土的施工在頂模豎向的中間位置，距離平臺頂部超過10 m。固定澆筑管道：在該項目中，各個獨立的墻肢兩端于頂模上固定澆筑管道，管道伸到澆筑位置上部1 m距離，在施工過程中，只需要按照層高的變化調整移動式串筒，布料機在平臺頂部下料，混凝土澆筑施工效率得到大幅增強。

4 結語

以某超高層建筑為例，混凝土泵送高度超過400 m，在施工過程中，需要提前確定混凝土各項指標，對混凝土的可泵性進行評價，增加對混凝土勻質性及壓力泌水參數(shù)的測試，同時嚴格控制混凝土配合比，采用三摻及外加劑技術，優(yōu)化混凝土配合比。

在泵送機具方面，從泵送能力、設備的先進性等角度進行選擇；泵送設備布置中，考慮在豎向泵管中不設置S彎道，降低泵送方向轉換過程及停泵過程中混凝土對彎頭產(chǎn)生的沖擊力；凸點頂模施工中，從泵管附著、布料機固定及系統(tǒng)控制等方面詳細闡述。

參考文獻：

[1] 韋捷亮,陳擁軍,李方剛.超高層建筑高強混凝土泵送關鍵施工技術[J].工程質量,2016,34(6):26-30.

[2] 王靜宇,王振禮,許成友.丹東商場C60級高強混凝土泵送施工[J].施工技術,1993(8):19-21.

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[4] 易秀明,楊新華,戴獻軍.超高層混凝土泵送技術研究與應用[J].建筑機械,2008(3):94-98.