劉 凡

福建建工集團(tuán)有限責(zé)任公司，福建 福州 350000

1 前言

泵送混凝土是指可通過(guò)泵壓作用沿輸送管道強(qiáng)制流動(dòng)到目的地并進(jìn)行澆筑的混凝土［1］，具有施工方便快捷等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于市政和房建項(xiàng)目［2-5］。目前泵送混凝土長(zhǎng)距離泵送施工中，因泵送管線長(zhǎng)，拌合物黏度大，泵送施工存在一定難度。本文研究了C25 泵送混凝土在大腹山山地步道建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用，通過(guò)優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、優(yōu)選施工設(shè)備及采用合理的施工組織，最終實(shí)現(xiàn)C25 混凝土長(zhǎng)距離泵送，施工效果良好。

2 工程概況

2.1 工程簡(jiǎn)介

大腹山山地步道建設(shè)項(xiàng)目位于福州市鼓樓區(qū)，是一項(xiàng)涉及千家萬(wàn)戶的省、市重點(diǎn)工程。項(xiàng)目計(jì)劃投資15 億元。項(xiàng)目分三期建設(shè)，其中一期項(xiàng)目長(zhǎng)度為2.5km，項(xiàng)目所用混凝土采用泵送施工，混凝土澆筑方量約30000m3?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度C25，坍落度控制在120±20mm。

2.2 工程技術(shù)難點(diǎn)

（1）現(xiàn)場(chǎng)地形復(fù)雜，澆筑難度大

大腹山山地步道建設(shè)項(xiàng)目要求不破壞原生態(tài)，因此不允許上大型機(jī)械，無(wú)法直接?？勘密?，因受場(chǎng)地的限制，混凝土泵送澆筑管道鋪設(shè)線路較長(zhǎng)，彎頭較多，泵送高度達(dá)50m，施工存在一定難度。

（2）混凝土澆筑工期短，體量大

該項(xiàng)目混凝土混凝土澆筑方量約30000m3，有效施工工期只有80d，工期緊張，施工任務(wù)重，泵送混凝土施工質(zhì)量對(duì)工程能否順利施工有著重要影響。

3 配合比設(shè)計(jì)

3.1 原材料

（1）水泥：采用福州金牛水泥有限公司生產(chǎn)的P·O42.5 普硅水泥，其性能見(jiàn)表1：

表1 水泥性能

（2）細(xì)集料：采用細(xì)度模數(shù)2.6～2.9的機(jī)制砂，其性能見(jiàn)表2：

表2 M 機(jī)制砂性能

（3）粗集料：采用5～25mm 連續(xù)級(jí)配碎石，其性能見(jiàn)表3：

表3 碎石性能

（4）外加劑：采用福建建工建材科技開發(fā)有限公司生產(chǎn)的TW-JS 型緩凝高效減水劑，其性能詳見(jiàn)表4：

表4 減水劑性能

（5）粉煤灰：采用福州市開發(fā)區(qū)華能實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的II 級(jí)灰，其性能詳見(jiàn)表5：

表5 粉煤灰性能

（5）礦粉：采用福建金鑫源節(jié)能建材有限公司生產(chǎn)的S95礦粉，其性能詳見(jiàn)表6：

表6 礦粉性能

3.2 配合比設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求為C25 泵送混凝土，坍落度控制在120±20mm，泵送高度約50m，泵送距離超過(guò)200m。施工過(guò)程中要求混凝土具有較好的和易性能和可泵送性能，泵送過(guò)程中不會(huì)離析、泌水和堵管，混凝土的塌落度損失要小。

根據(jù)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》要求，泵送混凝土所用膠凝材料不宜小于300kg/m3，并宜摻有礦物摻合料。本項(xiàng)目中，如只是采用水泥作為膠凝材料，性價(jià)比過(guò)低，最終采用粉煤灰和礦粉雙摻。因該項(xiàng)目采用機(jī)制砂作為細(xì)骨料同時(shí)混凝土類型為長(zhǎng)距離泵送混凝土，根據(jù)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合上述要求，混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高砂率，最終選用砂率為43%。根據(jù)以上技術(shù)參數(shù)，進(jìn)行混凝土初次試配，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)配合比進(jìn)一步調(diào)整，最終確定表7 的三個(gè)配合比，配合比對(duì)應(yīng)性能見(jiàn)表8。三個(gè)配合比均符合設(shè)計(jì)要求，其中1#配合比坍落度剛好滿足設(shè)計(jì)要求，3#配合比的粘聚性能和離析情況一般?？紤]到混凝土在生產(chǎn)、運(yùn)輸及施工過(guò)程中存在一定程度的坍損，存在因震動(dòng)等外界力作用導(dǎo)致粘聚性和離析性能變差的情況，最終選用2#配合比作為生產(chǎn)配合比。

表7 混凝土配合比

表8 混凝土工作性能和力學(xué)性能

4 泵送參數(shù)確定

4.1 輸送管布置

輸送管的布置應(yīng)充分考慮工程環(huán)境特點(diǎn)，選用合適管徑且遵循最短距離、最少?gòu)濐^原則。本工程所選用粗骨料粒徑為5～25mm，結(jié)合《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 10-2011 要求，最終采用Φ125mm 的輸送管，施工泵送過(guò)程中最遠(yuǎn)距離所用輸送管類型和數(shù)量見(jiàn)表9，水平輸送換算長(zhǎng)度為286m。

表9 輸送管類型和數(shù)量

水平輸送換算長(zhǎng)度：Lm=La+Lb+Lc+Ld

Lm—最大水平輸送長(zhǎng)度（m）；

La—水平長(zhǎng)度；

Lb—傾斜向上管換算長(zhǎng)度；

Lc—錐形管換算長(zhǎng)度；

Ld—向上垂直管換算長(zhǎng)度。

水平輸送換算長(zhǎng)度：Lm=La+Lb+Lc+Ld=120+86+8+72=286m

4.2 泵送壓力

混凝土泵的最大泵送阻力可通過(guò)泵送距離和泵送過(guò)程中的壓力損失數(shù)值計(jì)算。根據(jù)《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T 10-2011），計(jì)算混凝土泵的最大泵送阻力：

K1=300-S1

K2=400-S1

△PH—混凝土在水平輸送管內(nèi)流動(dòng)每米產(chǎn)生的壓力損失（Pa/m）；

r—混凝土輸送管半徑（m），泵管半徑為0.0625 m；

K1—粘著系數(shù)（Pa）；

K2—速度系統(tǒng)（Pa.m/s）；

t2/t1—混凝上泵分泵閥切 換時(shí)間與活塞推壓混凝土?xí)r間之比，取0.3；

V2—混凝土拌合物在輸送管內(nèi)的平均流速（m/s），按平均泵24 m/h 計(jì)算，取0.5m/s；

α2—徑向壓力與軸向壓力之比，取0.9；S1—混凝土坍落度（mm），取120。

混凝土泵最大泵送阻力：

5 混凝土泵送施工

為確保施工質(zhì)量，項(xiàng)目開辟多條施工便道，縮短了泵車與施工作業(yè)區(qū)域的距離，大大減少了泵送管道的布設(shè)長(zhǎng)度，降低了泵送過(guò)程中的輸送阻力，同時(shí)，為供料車提供足夠的空間作為等待區(qū)域，使混凝土泵能不間斷地得到供應(yīng)，進(jìn)行連續(xù)泵送，有效的提高施工進(jìn)度及施工質(zhì)量。

5.1 輸送管固定

圖1 砼泵管水平架設(shè)示意圖

為確保輸送管穩(wěn)定牢固，防止因泵送震動(dòng)引起漏漿造成堵管影響混凝土泵送施工質(zhì)量，水平泵管每隔3m 接頭兩端300 處及轉(zhuǎn)彎處用架子管和橡膠墊圈固定牢固，加固示意圖如下圖1所示：

5.2 混凝土運(yùn)輸

混凝土裝料前，應(yīng)確保拌筒內(nèi)無(wú)積水；運(yùn)輸時(shí)，拌筒保持低速轉(zhuǎn)動(dòng)；卸料前，為確?；炷辆鶆驊?yīng)高速旋轉(zhuǎn)拌筒，使混凝土攪拌均勻；卸料時(shí)，應(yīng)均勻下料；中斷卸料時(shí)，拌筒應(yīng)保持低速旋轉(zhuǎn)，在任何時(shí)候都不能隨意往混凝土內(nèi)加水。

5.3 混凝土泵送

混凝土泵送前，應(yīng)用清水潤(rùn)濕料斗、活塞、輸送管內(nèi)壁而后采用砂漿潤(rùn)滑管道；混凝土泵送速度應(yīng)先慢后快，而后達(dá)到穩(wěn)定；泵送完成后，應(yīng)及時(shí)清洗管道。

5.4 混凝土澆筑

混凝土按從遠(yuǎn)到近，先豎向結(jié)構(gòu)再水平結(jié)構(gòu)的順序進(jìn)行澆筑。澆筑豎向結(jié)構(gòu)的混凝土?xí)r，布料口和模板內(nèi)長(zhǎng)距離應(yīng)大于50mm，同時(shí)減緩混凝土下料的沖擊，確?；炷敛浑x析?；炷翝仓?yīng)盡量避開高溫時(shí)段。

5.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

澆筑完混凝土，待其初凝時(shí)，立即用塑料薄膜覆蓋，防止混凝土表面散失水分?；炷敛鹉；蚧炷帘砻鏌o(wú)明水時(shí)，即可噴涂混凝土養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)劑噴涂?jī)蓪?，噴涂第二層養(yǎng)護(hù)劑時(shí)，應(yīng)待第一層膜完全干透后方可進(jìn)行且噴涂方向與第一層垂直。

5.6 混凝土質(zhì)量

施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)混凝土入泵及出泵工作性能進(jìn)行檢測(cè)，其中混凝土入泵坍落度基本控制在120mm，入泵坍落度基本控制在90mm，施工過(guò)程中基本沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)堵管現(xiàn)象。混凝土經(jīng)過(guò)同條件養(yǎng)護(hù)，其7 天抗壓強(qiáng)度達(dá)到27.9MPa，28 天抗壓強(qiáng)度達(dá)到34.5MPa。

6 結(jié)語(yǔ)

（1）針對(duì)工程技術(shù)難點(diǎn)，結(jié)合福州地方材料特點(diǎn)，采用機(jī)制砂、碎石、P.O 42.5 水泥、粉煤灰、礦粉、高效減水劑，設(shè)計(jì)出可長(zhǎng)距離泵送的C25 混凝土配合比。

（2）根據(jù)配合比原材料材料，確定選用125mm 直徑的輸送管；經(jīng)過(guò)理論計(jì)算，確定混凝土水平輸送換算長(zhǎng)度為286m；泵送壓力需＞3.0MPa。

（3）通過(guò)合理的組織設(shè)計(jì)，完成長(zhǎng)距離混凝土泵送施工，施工過(guò)程中未出現(xiàn)堵管，混凝土工作性能和李力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求。