文/王海波 四川省建筑機械化工程有限公司 四川成都 610051
隨著世界經(jīng)濟的迅速增長,為滿足人們對活動空間的需求,各國的超高層建筑日益增多。國內(nèi)建筑規(guī)范定義超過 200m 的建筑屬于超高層建筑。據(jù)不完全統(tǒng)計,國內(nèi)外在建或建成的超過 600 米的超高層建筑已越來越多。基于建筑高度的不斷刷新以及建筑結構向著超高化、大跨度化、結構復雜化的趨勢發(fā)展,泵送作為混凝土工程效率最高和最主要的施工方式,使得國內(nèi)外對混凝土配制及泵送技術進行不斷研究和優(yōu)化。
某綜合樓工程1#、2#、3#樓工程,其中1#寫字樓結構高度達210 m,2#、3# 住宅樓結構高度150 m,均屬于超高層工程項目,遠超普通高層住宅,常規(guī)的泵送混凝土技術已滿足不了本工程項目的需要。因此,超高層高泵程混凝土輸送技術成為了混凝土施工質量控制及工期節(jié)點控制的關鍵。本項目參建各方針對超高層混凝土泵送及澆筑過程中的問題,周密部署、采取了以下措施,圓滿完成主體結構混凝土澆筑工作,混凝土施工質量合格、觀感質量符合要求。
混凝土泵管布置主要根據(jù)實際工程現(xiàn)場、環(huán)境等特點,科學合理布置泵送系統(tǒng),其主要遵循彎頭盡量少、泵管總長盡量短,需具備一定的緩沖距離及地面水平管的長度應大于垂直高度的四分之一,在地面水平管道上應布置截止閥的原則;并且需確定符合最優(yōu)運輸方案的泵機選位與固定、泵管的布置、彎頭設置等進行全面詳細設計和復驗。
混凝土泵送設備及泵管的選型與混凝土工作性、泵送垂直高度、泵送總距離、泵送壓力、混凝土粘度等密切相關。一般先估算混凝土在泵送過程中的泵損,按泵壓損失與混凝自重估算的最低壓力值進行泵送設備的型號的初選;再根據(jù)實際工程布管情況,對泵送壓力和混凝土排量等進行核驗,從而最終確定混凝土泵機型號。至于泵管,要考慮泵管內(nèi)徑、泵管壁厚等能滿足超高層輸送目的。
施工單位按照《混凝土泵送施工技術規(guī)程》(JGJ/T10-2011)的相關規(guī)定, 結合工程的實際情況,進行仔細分析,周密驗算,確定泵管的長度、泵車的性能等要求,并根據(jù)相關混凝土泵車的技術參數(shù)和性價比,初選了泵車廠家及型號,編制了混凝土泵送、澆筑的施工組織設計,組織建設、設計、施工、監(jiān)理、泵車生產(chǎn)廠家的相關負責人進行了討論,確定了完善的施工組織設計。
(1)每層樓板同一位置預留300mm×300mm的垂直洞口,確保管道能穿過。
(2)豎向泵管的安裝確保同軸心。
(3)泵管的固定應可靠,泵管與支架、泵管與結構之間宜設置軟襯墊,減少泵管振動對支架和結構的影響。
注意事項:泵管宜安裝在洞口中心,不宜與結構直接固定;不宜安裝在樓梯口、通道口以及人行通道的地方,防止和減少泵管對人員的危害。
(1)泵送前,必須對泵管質量進行全面檢查,確保泵管連接卡箍牢固、泵管無裂紋、磨損等情況。
(2)正式泵送前,必須壓送同配比的水泥砂漿潤管,并通過設置的排污管排到設置好的沉淀池內(nèi)?;虿捎脤S闷髅蟠娣?,嚴禁用于結構混凝土澆筑。
每次澆混凝土前,商品混凝土站應根據(jù)樓層高度、混凝土強度等級、溫度、運輸距離等因素,調(diào)整混凝土的配合比,確保滿足施工要求。
混凝土生產(chǎn)技術人員、施工人員及監(jiān)理旁站人員應在現(xiàn)場對混凝土的坍落度定期檢查,將坍落度控制在200 mm 左右(常規(guī)為160 mm 左右)。若不符合要求,要求混凝土退場,并通知混凝土生產(chǎn)企業(yè)調(diào)整后續(xù)混凝土配合比。
混凝土泵沖程開始, 混凝土受到向上壓力,沖程結束, 處于高處的混凝土產(chǎn)生很大的向下壓力。隨著樓層的提高,壓力變化劇烈,泵管容易損壞,也吃不上力。因此,超高層泵送必須設置緩沖層,一部分壓力由緩沖層吸收,泵管內(nèi)能夠保持向上的壓力。本工程在1# 樓31 層設置水平緩沖層(總共46 層)。
超高層建筑混凝土施工過程應重視質量控制與管理以及成本控制等問題。超高層建筑具有施工工期長、季節(jié)跨度大的特點,隨季節(jié)和氣候的變化,需對混凝土配合比調(diào)整外,需特別注意夏季施工和冬季施工的差異和措施。夏日高溫需重點關注混凝土坍落度經(jīng)時損失和入模溫度的問題,需保證混凝土具有良好的保坍性以及混凝土中心溫度不超過 70℃,保證混凝土良好的體積穩(wěn)定性。施工策略方面可盡量優(yōu)選在晚上或凌晨氣溫較低、交通暢通的時段進行混凝土澆筑施工。冬期施工時,應重點關注混凝土緩釋以及入泵和入模溫度,泵管和混凝土保溫措施,保證混凝土早期的正常水化。
隨著綠色生產(chǎn)與建造理念的提升,在超高層施工過程中混凝土主體結構高度越高,混凝土泵管內(nèi)剩余的混凝土將越來越多,為了節(jié)約混凝土,應采用水洗和氣洗相結合的方式進行余料回收。再有統(tǒng)計泵送現(xiàn)場泵管總長,估算泵管中余料量,合理的控制收盤混凝土量,優(yōu)先采用水洗技術將泵管內(nèi)混凝土泵送利用,達到最優(yōu)最省泵送的目的。
結合超高層建筑發(fā)展的趨勢和區(qū)域性特點,超高層泵送混凝土技術趨勢主要集中在以下幾個方面:
(1)混凝土防裂技術包括超大筏板大體積混凝土溫控和防裂技術、鋼板剪力墻結構防裂技術以及組合樓板防裂技術的研究。
(2)超高層建筑關鍵特殊部位難點施工技術主要涉及超大筏板、超長超大樁基基礎以及巨型柱等特殊部位混凝土的制備和施工方向。
(3)超高層模擬泵送方面,包括超高層泵送混凝土勻質性定量測定分析以及開發(fā)科學合理簡單的超高層泵送模擬方法和系統(tǒng)。
(4)超高層泵送施工智能監(jiān)控和分析,包括混凝土原材料、混凝土生產(chǎn)、混凝土泵送以及混凝土養(yǎng)護等全過程的智能監(jiān)控評價。
綜上所述,超高層建筑的混凝土泵送工藝較為復雜,為了提高泵送施工質量及混凝土結構的穩(wěn)定性,則應根據(jù)高強高性能緩凝土的特性優(yōu)化選擇泵送施工工法。此外,在泵送完高性能混凝土之后應及時清洗輸送管道,并在清洗后檢查是否已經(jīng)沖洗干凈,以免對泵送設備的使用性能造成影響,從而為建筑施工工作的持續(xù)開展提供有利條件。