蔣中良

中建三局集團(tuán)華南有限公司 廣東 廣州 510000

1 前言

隨著當(dāng)前信息化和工業(yè)化的不斷發(fā)展，超高層建筑已成為城市集成辦公的首選。這促使了多項(xiàng)建筑技術(shù)的革新，其中最重要的是混凝土結(jié)構(gòu)。除了對(duì)原材料有較高要求外，還對(duì)堵管處理技巧、施工部署、泵管布設(shè)以及泵送防堵技術(shù)有較高要求。本文旨在探究如何提高超高混凝土泵送防堵效果，以更好地滿足這種需求。

超高層建筑由于高度和復(fù)雜性的特點(diǎn)，混凝土泵送過程中面臨許多挑戰(zhàn)。首先，泵送距離較長(zhǎng)，需要克服摩擦力和流動(dòng)阻力，以確?；炷猎谳斔瓦^程中的均勻性和質(zhì)量穩(wěn)定性。其次，塔樓施工需要垂直泵送，這對(duì)泵送設(shè)備和操作員的技術(shù)要求更高。此外，由于施工周期緊張，需要快速、高效地完成泵送作業(yè)。

為了解決這些挑戰(zhàn)，從原材料開始，我們需要選擇高品質(zhì)的混凝土原材料，確?；炷恋目箟簭?qiáng)度和流動(dòng)性能。同時(shí)，還需要對(duì)堵管處理技巧進(jìn)行研究，以防止混凝土在泵送過程中出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。合理的施工部署也是關(guān)鍵，包括泵送設(shè)備的選擇、管道布設(shè)的優(yōu)化以及操作員的培訓(xùn)和配合。此外，還需要采用先進(jìn)的泵送防堵技術(shù)，如使用附加劑改善混凝土的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，以及采取適當(dāng)?shù)拇胧p少混凝土與泵送管道的摩擦。

超高混凝土泵送防堵效果的提高對(duì)于確保建筑物結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性至關(guān)重要。通過綜合運(yùn)用上述策略和技術(shù)，可以有效地解決混凝土泵送中的問題，確?；炷恋馁|(zhì)量和性能符合設(shè)計(jì)要求。這不僅可以提高超高層建筑的施工效率，減少成本，還可以保證建筑物的長(zhǎng)期可靠性和耐久性。

2 超高層混凝土泵送技術(shù)特點(diǎn)難點(diǎn)分析

一般而言，超高層建筑在進(jìn)行混凝土泵送過程中，除了要將混凝土平穩(wěn)輸送到百米高空以外，還需要確?；炷猎谳斔秃蠛鸵仔粤己?。在此過程中，大部分工程會(huì)在混凝土強(qiáng)度的影響下，使用大量的膠材，而混凝土有較大的粘度，因此在實(shí)際泵送期間就會(huì)產(chǎn)生較大的阻力。其次，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)榛炷琳w截面面積相對(duì)較大，一般勁性混凝土柱尺寸為1700×1700mm，混凝土-鋼板組合而來的剪力墻實(shí)際厚度不超過1200mm，由于鋼筋外側(cè)結(jié)構(gòu)十分密集，因此在進(jìn)行澆筑的過程中會(huì)產(chǎn)生較大的阻力，對(duì)于質(zhì)量控制方面影響較大[1]。如果在某個(gè)環(huán)節(jié)沒有控制好，就會(huì)影響到質(zhì)量問題，那么就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的絕熱層溫度出現(xiàn)浮動(dòng)，由此混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫。

3 泵管堵管原因分析

3.1 人員操作原因

泵送過程中，混凝土?xí)诠艿乐兄鸩窖葑優(yōu)橹鶢盍黧w，且在流動(dòng)期間以懸浮狀態(tài)為主，其表層被水泥漿體所覆蓋包裹，可以當(dāng)作潤(rùn)滑劑和表面產(chǎn)生接觸，且骨料間并不會(huì)出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)行情況。相反，當(dāng)前方骨料運(yùn)行受阻時(shí)，后方骨料就會(huì)受到不同程度的影響，由此運(yùn)行速度就會(huì)降低，從而促使原料形成堆集。當(dāng)四周砂漿被逐步擠走以后，剩余空隙就會(huì)由微小骨料進(jìn)行填充，此時(shí)水泥漿表層會(huì)受到不同程度的破壞，由此產(chǎn)生堵泵。

當(dāng)混凝土開盤的時(shí)候，特別是首次泵送時(shí)，其管道的阻力相當(dāng)大，這時(shí)需要保持低速來對(duì)混凝土進(jìn)行泵送，讓其能夠一直保持一個(gè)勻速、慢速且可以隨時(shí)進(jìn)行反泵的理想狀態(tài)。在實(shí)際放料時(shí)，相關(guān)操作人員需要對(duì)料斗中余料進(jìn)行留意，余料不能比攪拌軸更低，若是余料過少，就容易將空氣吸入其中，致使堵管。此外，地泵停機(jī)較長(zhǎng)的時(shí)間也會(huì)導(dǎo)致堵管的發(fā)生，在澆筑混凝土期間，需要控制好地泵停機(jī)時(shí)長(zhǎng)，不要過長(zhǎng)，在高峰期限行管理的時(shí)候，操作人員要按照混凝土塌落以及當(dāng)天氣溫情況等綜合考慮，每間隔十分鐘左右開泵一次，同時(shí)，在澆筑期間還要不斷朝罐車中加水，而混凝土遇水后容易離析，完成離析后輸送期間就會(huì)導(dǎo)致沙礫和石子等集結(jié)起來，由此導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。

3.2 泵送設(shè)備原因

第一，泵管之間的鏈接部位因素。因?yàn)榭鬯蓜?dòng)或者是封閉膠圈出現(xiàn)損壞因素，管道的接頭會(huì)出現(xiàn)密封不嚴(yán)實(shí)，對(duì)混凝土輸送期間的流動(dòng)性造成破壞，混凝土的坍落度就會(huì)減小，而沙礫和石子就會(huì)集結(jié)，且因?yàn)楣艿澜宇^實(shí)際密封性較差，會(huì)降低泵送壓力，最終出現(xiàn)堵管現(xiàn)象。第二，混凝土活塞出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，導(dǎo)致輸送混凝土期間泵送壓力不斷降低，由此發(fā)生堵管。第三，在澆筑混凝土前后對(duì)泵管的清理并不完全，致使大量殘?jiān)e存，在澆筑時(shí)就會(huì)使得混凝土骨料和殘?jiān)Y(jié)而產(chǎn)生堵管。第四，設(shè)備局部出現(xiàn)漏漿問題。漏漿不僅對(duì)混凝土質(zhì)量造成直接影響，還會(huì)使得泵送壓力以及混凝土的坍落度不斷減小，以此出現(xiàn)堵管問題。根據(jù)以往資料表明[2]，漏漿因素主要是管道接頭實(shí)際密封性并不高以及切割環(huán)與眼鏡板間存在較大間隙兩種因素。第五，泵管布置因素。在對(duì)泵管進(jìn)行布置時(shí)，要盡可能的避免使用彎管，如果S管相對(duì)較多的情況下，就會(huì)使得混凝土輸送阻力進(jìn)一步加大，由此發(fā)生堵管問題。同時(shí)，水平管布置和設(shè)計(jì)也要滿足相關(guān)施工要求，若是水平管相對(duì)較長(zhǎng)，就會(huì)使得混凝土在實(shí)際泵送期間缺乏豎向壓力，若是水平管相對(duì)較短的，就會(huì)導(dǎo)致豎向泵管中的混凝土重力向地泵出料口直接進(jìn)行傳遞，由此在實(shí)際操作期間不能進(jìn)行反地泵出料口，便容易發(fā)生堵管問題。此外，泵管支撐架的整體牢固性也會(huì)對(duì)泵送造成影響，在澆筑混凝土期間，若是泵管支撐架不穩(wěn)，就會(huì)導(dǎo)致泵管出現(xiàn)嚴(yán)重抖動(dòng)，由此水平管中的混凝土骨料就會(huì)不斷下沉，導(dǎo)致堵管發(fā)生。

3.3 混凝土選取原因

第一，對(duì)混凝土坍落度沒有進(jìn)行嚴(yán)格控制，使得其發(fā)生較大波動(dòng)而出現(xiàn)堵管問題，坍落度損失、混凝成分以及季節(jié)變化等因素均會(huì)導(dǎo)致混凝土坍落度出現(xiàn)不同程度變化。若是坍落度較小，就會(huì)使得泵送實(shí)際阻力加大，若是坍落度相對(duì)較大，就會(huì)加長(zhǎng)在泵管中的停留時(shí)長(zhǎng)，由此混凝土就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重涉水情況并產(chǎn)生離析，最終發(fā)生堵管。第二，混凝土級(jí)配情況不合理，細(xì)粉的實(shí)際含量不夠，使得砂漿難以與混凝土融合，骨料就會(huì)逐步下沉并發(fā)生堵管。第三，石子粒徑相對(duì)過大或者從料斗中篩落大塊的片狀碎石也會(huì)發(fā)生堵管。第四，用于潤(rùn)管的砂漿量不夠，混凝土在開盤的過程中，需要向管道中、料斗、地泵中輸送相應(yīng)量砂漿，可以起到潤(rùn)滑效果，因此如果砂漿用料不過，就會(huì)導(dǎo)致管道中缺乏潤(rùn)滑性，從而發(fā)生堵管問題。

表1 泵管堵管原因分析

4 超高層混凝土泵送防堵管技術(shù)的具體措施

4.1 泵送混凝土質(zhì)量提升

混凝土泵送性能需要經(jīng)過相應(yīng)的試驗(yàn)來進(jìn)行確定，一般情況下，可以按照《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》來進(jìn)行檢測(cè)，主要是要求在十秒中相對(duì)壓力的泌水率在40%以下，若是超過了40%則表示可泵性較低，需要對(duì)其進(jìn)行重新配合比干預(yù)。泵送高度存在差異時(shí)，對(duì)于混凝土擴(kuò)展度以及坍落度的要求也存在差異。通常情況下，泵送的最大高度在100至200m以內(nèi)，坍落度就要保持在190mm至230mm以內(nèi)，若是超過200m但是在400m以下的，坍落度就要保持在240mm至270mm之間，且擴(kuò)展度最好在450mm至600mm之間。若是高度已經(jīng)高于400m的，擴(kuò)展度需要控制在600mm至750mm之間[3]；伴隨著高度的不斷提升，坍落度就會(huì)成為一個(gè)科學(xué)的參考指標(biāo)，而擴(kuò)展度則屬于主控指標(biāo)。在混凝土進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)之后，相關(guān)工作人員和部門需要進(jìn)行專門驗(yàn)收，對(duì)混凝土的拓展度以及坍落度進(jìn)行逐車抽檢，若是不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的，則進(jìn)行退場(chǎng)操作，在施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁對(duì)混凝土進(jìn)行加水調(diào)配。

卵石以及河砂配制而成的混凝土有良好的可泵性以及和易性，現(xiàn)階段，因?yàn)楫?dāng)?shù)刭Y源或者是價(jià)格方面的影響因素，大部分廠家均使用人工碎石或者機(jī)制的沙礫來對(duì)混凝土進(jìn)行配制，雖然最終配制而成的混凝土強(qiáng)度并沒有受到直接影響，但是對(duì)于拌合物實(shí)際性能卻帶來嚴(yán)重影響，尤其是機(jī)制砂最容易發(fā)生堵管問題?；诖耍┕し娇梢詫?duì)各商混廠家展開實(shí)地考察，封樣原材料，并擇優(yōu)選擇；與此同時(shí)，在澆筑混凝土的過程中，項(xiàng)目工程方還可以分派專人在旁站進(jìn)行監(jiān)督，由此保證混凝土質(zhì)量。此外，混凝土要保證均勻攪拌，尤其是超高層泵送攪拌時(shí)間至少要增加三十秒以上，在對(duì)罐車進(jìn)行卸料之前，還需要對(duì)拌筒進(jìn)行三十秒左右的二次高速攪拌，將混凝土拌合物卸入罐車一直到運(yùn)輸?shù)恼w時(shí)長(zhǎng)要控制在三小時(shí)以內(nèi)，否則就會(huì)對(duì)泵送造成不同程度的影響。

表2 泵送混凝土質(zhì)量控制

4.2 人員操作

要想保證超高層混凝土泵送質(zhì)量，泵車操作人員就必須要有極高的專業(yè)素養(yǎng)，需要經(jīng)過大量的培訓(xùn)并持證上崗，有嫻熟的操作和豐富的經(jīng)驗(yàn)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)方還需要按照混凝土澆筑的具體時(shí)長(zhǎng)來進(jìn)行合理排班，防止操作人員出現(xiàn)疲勞作業(yè)。操作人員還需要在泵送之前先泵清水，隨后再進(jìn)行潤(rùn)泵砂漿泵送，砂漿配比需要和混凝土配比相一致。操作人員在開展泵送作業(yè)的過程中，需要集中精神和注意力，尤其是壓力表的讀書要十分詳細(xì)，若是讀數(shù)出現(xiàn)陡增，應(yīng)該及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行干預(yù)。比如進(jìn)行2-3個(gè)反泵行程后在進(jìn)行正泵，當(dāng)壓力表恢復(fù)正常讀數(shù)后，則說明堵管風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)排除。若是正反泵經(jīng)過若干循環(huán)后還是不能改變堵管問題，則要進(jìn)行拆管處理操作[4]。

在開始泵送相關(guān)操作的過程中，應(yīng)該控制混凝土泵送速度，一般以緩慢勻速最佳，且隨時(shí)保持能夠反泵的良好狀態(tài)；泵送持續(xù)推進(jìn)下，可以逐步進(jìn)行加速處理。等到各個(gè)系統(tǒng)均正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，即可以通過正常的速度進(jìn)行泵送。在實(shí)際泵送過程中，操作人員需要確?；钊逑词液退溆谐渥愕乃?，密切留意集料斗中剩余的料量，通常情況下，余料漫過攪拌軸是最佳的狀態(tài)，若是余料較低會(huì)使得大量空氣進(jìn)入其中而發(fā)生堵管，過高則難以對(duì)粗大粒徑進(jìn)行清理。在泵送時(shí)還可以借助間歇式方法進(jìn)行，可以每次間隔五分鐘左右再進(jìn)行反泵，隨后再正泵，由此可以避免出現(xiàn)堵管。若是停機(jī)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，當(dāng)混凝土初凝后就難以繼續(xù)進(jìn)行泵送，此時(shí)就要進(jìn)行拆管清理操作。此外，泵送完成之后，要對(duì)管道以、泵機(jī)展開深度清潔，超高層泵送必須要在開機(jī)之后進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，一直到混凝土成為勻質(zhì)狀態(tài)才可以停歇。

4.3 合理布管和選擇泵送設(shè)備

泵管需要按照施工安防、現(xiàn)場(chǎng)條件和施工特點(diǎn)等來進(jìn)行科學(xué)布置和選型，管道的整體布置要保證平直，盡可能的不用或者少用彎管。通常需要垂直向上進(jìn)行配管的時(shí)候，水平管的總體折算長(zhǎng)度要大于垂直管總體長(zhǎng)度的1/4，長(zhǎng)度則要超過15m以上，還需要在泵機(jī)出料口做一個(gè)截止閥門，在泵機(jī)錐管前接上約兩米的直管，保證椎管和直管軸線能夠重合，有助于拆卸椎管完成清洗后快速裝回。此外，泵送設(shè)備的選擇方面，要按照現(xiàn)場(chǎng)施工情況來綜合考慮，選擇合適的泵機(jī)，混凝土施工達(dá)到相應(yīng)高度后需要及時(shí)更換高壓泵管以及高壓泵；注重對(duì)泵機(jī)的保養(yǎng)和維修，日常需要及時(shí)更換磨損相對(duì)嚴(yán)重的零部件，確保在作業(yè)過程中的安全性。同時(shí)，泵管卡箍需要有良好的密封性，以此才可以降低漏漿風(fēng)險(xiǎn)；在每次進(jìn)行泵送前，需要檢驗(yàn)泵水，若是接頭處存在漏水現(xiàn)象，則需要立即展開搶修。泵管要求穩(wěn)定，若是水平管可以選擇泵架進(jìn)行固定，若是垂直管則要保證每根管至少兩個(gè)以上固定點(diǎn)，管路卡箍以懸空狀為主，這樣方便對(duì)管件進(jìn)行拆卸或者安裝。

4.4 堵管現(xiàn)場(chǎng)處置方法

若是在施工過程中發(fā)生堵管現(xiàn)象，相關(guān)操作人員要及時(shí)展開反泵操作，最后再進(jìn)行正泵，由此可以有效緩解堵管現(xiàn)象。若是通過幾個(gè)循環(huán)后，堵管情況仍然沒有得到緩解的，可以借助空壓機(jī)來進(jìn)行加壓疏通，若是仍然沒有效果的，則及時(shí)進(jìn)行拆管處理，具體先拆除彎管，然后再拆除水平管，由此讓混凝土能夠從豎向管道中流出來，排除堵點(diǎn)，清理完混凝土之后，重新沖洗并組裝管道留作備用。整個(gè)過程十分麻煩，且在施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)間較為緊迫，一旦混凝土出現(xiàn)凝固狀態(tài)，泵管就會(huì)報(bào)廢，由此帶來更大的損失。基于此，為了保證混凝土澆筑的連續(xù)性，在發(fā)生堵管之后，可以選擇一條備用泵管來繼續(xù)進(jìn)行泵送作業(yè)，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)冷縫，從而對(duì)質(zhì)量造成影響。

超高層混凝土在泵送過程中還需要注意以下幾點(diǎn)，第一，按照高度來選擇合適的混凝土泵；第二，混凝土配比需要滿足我國(guó)相關(guān)規(guī)范，禁止私自加水；第三，在布設(shè)泵管的過程中，盡可能的減少使用S型泵管或者減少拐點(diǎn)，降低堵管風(fēng)險(xiǎn)。第四，按照施工現(xiàn)場(chǎng)情況控制好混凝土供應(yīng)，防止長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)供應(yīng)不上的情況出現(xiàn)，導(dǎo)致混凝土凝固而發(fā)生堵管。

5 結(jié)束語

綜上，超高層混凝土泵送屬于一項(xiàng)完整化、系統(tǒng)化工程，需要有一套十分完善的組織體系和施工工藝，在實(shí)際泵送期間，會(huì)因?yàn)楦鞣N因素而發(fā)生堵管問題，因此，相關(guān)操作人員需要嚴(yán)格檢查各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，通過各種技術(shù)手段或者預(yù)防措施，確保混凝土能夠順利完成澆筑。