李志強

中鐵建工集團有限公司廣州分公司 廣東 廣州 511400

廣州城際中心工程自2015年11月開工建設，受金融城片區(qū)120 m航空限高影響，于2017年4月施工至限高線即主體結(jié)構(gòu)26層樓板高度，2019年11月完成26層以下包括裝修、機電等所有工程建設內(nèi)容。按照最新政策，航空限高問題有望解決，應業(yè)主要求，計劃對該工程進行限高以上樓層復建。因混凝土輸送通道的選擇，需避開已建成的功能區(qū)域，故復建過程中的混凝土輸送成為制約混凝土結(jié)構(gòu)施工節(jié)奏的重難點問題。基于此，本文對該超高層復建時的混凝土輸送方式和相關(guān)措施進行研究[1-2]。

1 工程概況

廣州城際中心工程位于廣州國際金融城起步區(qū)A007-2地塊，是廣州金融城的地標性亮點項目，是以城際軌道交通調(diào)度指揮中心、寫字樓、商業(yè)等配套設施為主的綜合性超高層建筑。項目占地面積14 759.8 m2，地下室3層，地上39層。項目建筑高度180 m，總建筑面積為142 363.9 m2。目前已施工至25層屋面（109.5 m），限高問題解決后，需繼續(xù)施工至地上39層。工程結(jié)構(gòu)如圖1所示。

復建工程范圍為26—39層，建筑面積為25 584 m2。

26—37層各樓層層高為4.2 m，38層層高為4.9 m，39層層高為6.7 m。工程主要結(jié)構(gòu)形式為框架核心筒結(jié)構(gòu)。核心筒的4個角從地下室至39層各設置了一個十字形鋼骨柱，塔樓主塔20層以下的核心筒外側(cè)周邊框架柱為鋼管柱，20—22層核心筒外側(cè)周邊框架柱為內(nèi)置型鋼的鋼骨混凝土柱。工程復建如圖2所示。

圖1 工程結(jié)構(gòu)示意

圖2 工程復建示意

2 混凝土輸送難點和重點分析

該工程已施工至25層頂板，目前頂板作為臨時天面已封閉，25層及以下均已裝修并安裝了機電設備，具備辦公及商業(yè)入駐條件，且未來一段時間內(nèi)將完全啟用25層以下區(qū)域。復建期間，混凝土的運輸方式成為制約工程連續(xù)施工的一大阻礙。

混凝土澆筑時一般有塔吊和泵送這2種運輸方式。塔吊運輸方式效率低，且混凝土水泥漿容易“跑冒滴漏”，對已建成功能區(qū)建筑造成污染，影響已建成區(qū)運營。

相比于塔吊運輸方式，泵送方式具有效率高、施工質(zhì)量易保證、能加快施工節(jié)奏等優(yōu)點，但泵管線路面臨布置難和無處設置的困境。已建成樓層區(qū)域四周的玻璃幕墻圍護結(jié)構(gòu)均已封閉，輸送泵管不能在結(jié)構(gòu)外圍布置；已建成樓層區(qū)域已裝修并且即將投入運營，泵管也不能在結(jié)構(gòu)樓板上開孔布置。

根據(jù)復建工程的實際情況，經(jīng)過綜合研究分析，初步選定混凝土泵送方式，但需對其泵管線路的走向進行科學設計，避免走向運營的樓層功能區(qū)。

經(jīng)過研究分析，初步選定電梯井道作為輸送泵管的布設通道，即拆除電梯轎廂，利用電梯井道剪力墻來固定混凝土泵管，但在狹窄空間和已有電梯零件的條件下，如何安裝泵管并將其固定在剪力墻上是一個難點。同時，泵管須避開已運營的地面大廳，進入電梯井道只有一處，且有汽車坡道阻礙，此為地面層混凝土泵管布置的又一難點。

3 總體思路

本復建工程混凝土結(jié)構(gòu)柱、墻體、梁、板等采用整體澆筑的方式，混凝土采用預拌混凝土，泵送機械采用地泵，并一次性從地面泵送到施工作業(yè)層。

根據(jù)復建工程施工特點，利用高位電梯井道作為混凝土輸送通道，高位電梯井道剪力墻作為混凝土泵管的安置位置。地面水平泵管從地面布置至高位電梯井道口，垂直泵管沿高位電梯井道壁固定在剪力墻上，作業(yè)層水平泵管連接到施工樓層上的布料機。

垂直泵管沿高位電梯井道壁一直安裝布設至26層施工作業(yè)層，且后續(xù)隨主體結(jié)構(gòu)升高而接長，并保持整根垂直管在同一鉛直線上。總體方案如圖3和圖4所示。

圖3 地面層泵管布置示意

地面層水平段泵管，利用地面層汽車坡道作為水平通道，并穿過走廊，布設至高位電梯井道口。由于汽車坡道上有臨空面，水平泵管難以固定和架設，故在汽車坡道上設置鋼筋混凝土支墩支撐泵管。同時，為便于檢修，在汽車坡道上搭設鋼管腳手架檢修平臺，方便汽車坡道上水平泵管的檢修和維護。

圖4 高位電梯井道泵管布置示意

4 具體措施分析

4.1 泵送機械選擇及復核分析

從技術(shù)角度看，復建工程混凝土輸送機械選擇時主要考慮滿足超高層的高度要求，以及滿足地面層彎折管道后增加摩阻的技術(shù)要求。經(jīng)分析，混凝土輸送泵選型為HBT90型地泵，布料機選擇傳統(tǒng)的HGY10型布料機。泵送高度180 m，先進行核心筒施工，再進行外框架的施工。

根據(jù)現(xiàn)場情況，按最長路徑配管：地面水平管布置42 m，90°彎管4個（地面層3個，澆筑層1個），垂直管按185 m計算，施工層需要布置水平管長度，最大不超過60 m，最終與布料機連接。直管兩端用架體固定牢靠。軟管1個，其余按常規(guī)配置。

HBT90型地泵為市場上主流的高層混凝土輸送機械，根據(jù)此設備性能，最大泵送高度430 m，功率181 kW，完全可滿足此復建工程結(jié)構(gòu)需求。從經(jīng)濟角度來看，因有已建成運營樓層，泵送管道位于電梯井道中，施工作業(yè)空間狹小，檢修及故障消除困難，且水平段泵管彎折摩阻過多，易增加泵送壓力，故為降低泵管堵塞或其他故障發(fā)生的概率，應選擇大功率混凝土輸送設備，泵送揚程宜為1.5～2.0倍建筑高度。

4.2 輸送泵管布置

4.2.1 布置原則

輸送管道設置時應盡量縮短管線長度，少用彎管和軟管，最大限度地降低泵送管道的摩擦阻力。為最大可能降低輸送管道的總壓力，在管路布置時應盡量減少彎管、錐形管的數(shù)量，盡量采用大彎管。管道接頭應嚴密，防止輸送管道壓力泄漏。

4.2.2 水平管道布置

垂直管道長度隨建筑物高度的增加而增加，被輸送混凝土由于自重而產(chǎn)生回流的趨勢也隨之越來越明顯。為此，須鋪設一定長度的水平管道，以保證有足夠的阻力減弱混凝土的回流。根據(jù)以往類似超高層的施工經(jīng)驗，水平管的布置長度應達到垂直管的1/4長度，本工程水平管長度設置為42 m左右。汽車坡道上的水平管架在混凝土支墩上，并用鋼固定架固定，走道走廊上的水平管架設在混凝土墩臺上，并用鋼固定架固定（圖5）。

圖5 走道走廊上的水平管架設示意

鋼筋混凝土支墩立于汽車坡道上，植筋錨入汽車坡道結(jié)構(gòu)中，現(xiàn)澆并預留預制泵管固定架。支墩高度隨坡度變化，混凝土強度等級為C25，采用6根直徑18 mm三級螺紋鋼，直徑10 mm一級圓鋼箍筋，間距200 mm。主筋植入坡道底板（圖6）。

圖6 汽車坡道上的水平管架設示意

混凝土墩臺設置于走道至高位電梯前廳的地面部位，現(xiàn)澆并預留預制泵管固定架。墩臺均勻設置，不少于4個，高度500 mm，混凝土強度等級為C25，采用10根直徑18 mm三級螺紋鋼，直徑10 mm一級圓鋼箍筋，間距200 mm。主筋植入首層結(jié)構(gòu)板（圖7）。

4.2.3 垂直管道布置

垂直管道布置在高位電梯井道剪力墻上，并用鋼固定架固定。固定架在泵管接頭位置上下各設置1個，即泵管標準段每3 m長度設置2個固定架（圖8）。

垂直管段鋼固定架，1—25層高位電梯井道采用后置埋件錨入的方式（圖9），26層往上采用隨混凝土結(jié)構(gòu)預埋的方式（圖10）。

圖7 混凝土墩臺平面示意

圖8 高位電梯井道垂直管布置示意

圖9 1—25層泵管固定架錨固示意

圖10 26層往上泵管固定架錨固示意

4.2.4 檢修平臺布置

由于偶數(shù)樓層的高位電梯處留有逃生門，故于首層和偶數(shù)樓層的高位電梯井道處搭設鋼檢修平臺，并在鋼檢修平臺上搭設鋼管腳手架，便于安裝泵管固定架以及檢修時的攀登作業(yè)。檢修人員從逃生門進入高位電梯井道的鋼檢修平臺，并攀登鋼管腳手架進行檢修和維修。鋼檢修平臺完全錨固在電梯井道結(jié)構(gòu)中。

將工字鋼一端通過后置錨板焊接到剪力墻上，另一端擱置在電梯廳結(jié)構(gòu)板上；再將花紋鋼板鋪于工字鋼梁上，形成鋼檢修平臺（圖11）。

鋼管腳手架搭設于鋼檢修平臺上，由鋼檢修平臺面搭設至下一鋼檢修平臺底。鋼管腳手架立桿立于檢修平臺工字鋼位置，排距1 175 mm，間距900 mm，步距1 200 mm。

為便于檢修，在汽車坡道上搭設鋼管腳手架檢修平臺，方便汽車坡道上水平泵管的檢修和維護。鋼管縱橫距900 mm，步距1 200 mm；采用方木作為次楞，鋼管作為主楞，厚15 mm膠合板作為面板，外側(cè)搭設高1 200 mm防護欄桿（圖12）。

圖11 鋼檢修平臺示意

圖12 汽車坡道檢修平臺示意

4.3 堵管、爆管處理措施

在混凝土澆筑過程中，若發(fā)現(xiàn)混凝土沒有正常泵送時，應立即停止工作，從上往下逐層逐段沿泵管進行排查，若發(fā)現(xiàn)泵管堵塞、爆管時，應立即組織人力進行疏通或更換。當發(fā)生堵管時，先拆除首層電梯井道彎管上的第1節(jié)泵管，使立管中的混凝土因自重排至首層平臺，排除立管堵塞，再通知混凝土輸送泵重新工作，排除水平管堵塞；發(fā)生爆管時，應先沿泵管排查，找到爆管位置，再將損壞的泵管拆除并更換。

發(fā)生泵管堵塞或者爆管時，可利用電梯隔層設置的逃生門進入檢修平臺進行排查。排查已建成運營樓層范圍內(nèi)的泵管時，應按工程前期與已建成運營管理中心或物業(yè)商定好的應急處理機制，聯(lián)系相關(guān)人員，以最短的時間排查故障并進行處理。因處理泵管而產(chǎn)生的混凝土垃圾，應將其先清理至雜物間，再裝入斗經(jīng)消防電梯轉(zhuǎn)運下樓。

5 結(jié)語

超高層建筑復建時在技術(shù)上有一定的難度，其中，混凝土的運輸成為關(guān)鍵性難題?；炷凛斔头绞降倪x擇以及相關(guān)輸送管道的布置形式均與已建成運營樓層功能和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，總體上應以保護已建成運營區(qū)域免受破壞和污染為原則進行合理設計。此外，本文所介紹的混凝土輸送方式還可以應用于類似高層建筑的加建或者改建施工。