摘 要：本文以恒印智慧城市1#樓工程為實(shí)例，深入探討了超高層建筑混凝土泵送設(shè)備選型及澆筑技術(shù)。通過對(duì)工程及混凝土施工概況的細(xì)致介紹，剖析了超高層混凝土施工重難點(diǎn)，并系統(tǒng)闡述了超高層混凝土澆筑施工、季節(jié)性施工措施、質(zhì)量保證措施以及安全保證措施等多個(gè)方面，從而為超高層建筑混凝土施工提供了全面、科學(xué)、實(shí)用的技術(shù)方案和管理策略。

關(guān)鍵詞：超高層建筑；混凝土泵送；設(shè)備選型；澆筑技術(shù)文章編號(hào)：2095-4085（2025）02-0034-03

0 引言

隨著城市化步伐的加快，超高層建筑不斷涌現(xiàn)，混凝土施工技術(shù)面臨巨大挑戰(zhàn)。恒印智慧城市1#樓作為150m高的超高層建筑，混凝土施工的質(zhì)量、效率及安全性極為關(guān)鍵。而混凝土泵送設(shè)備的選型與澆筑技術(shù)，直接決定著工程的成敗。因此，對(duì)其進(jìn)行深入研究能夠?yàn)槌邔咏ㄖ炷潦┕ぬ峁┛煽康募夹g(shù)支撐，進(jìn)而推動(dòng)超高層建筑行業(yè)的發(fā)展，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程概況

本項(xiàng)目為恒印智慧城市1#樓（辦公）及部分北地塊裙房、南地塊裙房（商業(yè)裙房），建筑規(guī)模91644.7m2，地上建筑面積1#樓49437.3m2、裙房14117.2m2，地下建筑面積28090.2m2。1#樓框架-核心筒結(jié)構(gòu)形式，共33層，混凝土強(qiáng)度等級(jí)見表1。

2 混凝土工程概況

本工程混凝土總量約為8萬m3，強(qiáng)度等級(jí)多樣，從C30至C60不等，具體根據(jù)不同部位的結(jié)構(gòu)受力要求進(jìn)行配置。在施工過程中，涉及混凝土的原材料采購、配合比設(shè)計(jì)、攪拌、運(yùn)輸、泵送和澆筑等多個(gè)環(huán)節(jié)，每環(huán)節(jié)均對(duì)混凝土的質(zhì)量和性能有著重要影響。同時(shí)，由于超高層建筑的垂直高度大、施工場(chǎng)地有限等特點(diǎn)，混凝土施工面臨著諸多困難，如混凝土的垂直運(yùn)輸難度大、澆筑過程中的質(zhì)量控制復(fù)雜等。

3 超高層混凝土施工重難點(diǎn)分析

（1）泵送高度挑戰(zhàn)。隨著建筑高度的不斷增加，混凝土在泵送過程中需要克服重力和管道摩阻力，容易出現(xiàn)壓力損失、離析等問題。因此，確保混凝土能夠順利輸送到指定高度是關(guān)鍵難點(diǎn)之一。（2）混凝土質(zhì)量波動(dòng)。超高層建筑對(duì)混凝土的性能要求極高，包括強(qiáng)度、耐久性、和易性等。然而，在施工過程中，原材料的質(zhì)量波動(dòng)、施工環(huán)境的變化（如溫度、濕度）以及施工工藝的差異等因素，都可能導(dǎo)致混凝土質(zhì)量不穩(wěn)定，進(jìn)而增加質(zhì)量控制的難度。（3）施工安全風(fēng)險(xiǎn)。超高層建筑施工涉及高空作業(yè)、大型機(jī)械設(shè)備的使用以及復(fù)雜的交叉作業(yè)，存在高處墜落、物體打擊、機(jī)械傷害等多種安全隱患，安全管理工作面臨巨大挑戰(zhàn)。（4）施工組織協(xié)調(diào)復(fù)雜。混凝土施工需要攪拌站、運(yùn)輸車隊(duì)、泵送設(shè)備操作人員、施工現(xiàn)場(chǎng)管理人員等多個(gè)部門和工種的密切配合，施工組織協(xié)調(diào)難度大，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能影響整個(gè)工程的進(jìn)度和質(zhì)量［1］。

4 混凝土泵送設(shè)備選型

本項(xiàng)目建筑物高度約為150m，根據(jù)混凝土泵送需求擬采用HBTS80×18A泵，φ125mm泵管。

4.1 水平輸送距離計(jì)算

根據(jù)《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T10-2011）推薦的計(jì)算方法，BTS80×18A泵的最大/最小出口壓力為18/12MPa?；炷帘米畲笏捷斔途嚯x：Lmax=Pmax/ΔPH，式中：Lmax為砼泵的最大水平運(yùn)輸距離（m）；Pmax為砼泵的最大出口壓力（Pa），HBTS80×18A泵的最大出口壓力為18MPa。

ΔPH為砼在水平輸送管內(nèi)流動(dòng)每米產(chǎn)生的壓力損失Pa/m；r0為砼輸送管的半徑，取62.5×10-3m；K1為粘著系數(shù)（Pa）；K2為速度系數(shù)（Pa/m/s）；S1為砼塌落度，取200mm；t2/t1為砼泵分配閥切換時(shí)間與活塞推壓砼時(shí)間之比，取0.3；V2為砼拌和物在輸送管的平均流速m/s，取0.5（m/s）；a2為徑向壓力與軸向壓力之比，取0.9。

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知，實(shí)際輸送管道的配管整體長(zhǎng)度比Lmax（2717.39m）更小，表明在當(dāng)前的配置條件下，泵送系統(tǒng)能夠有效地將混凝土輸送到預(yù)定的目標(biāo)地點(diǎn)，可滿足實(shí)際的輸送需求。

4.2 泵送能力驗(yàn)算

以下是對(duì)混凝土泵送過程中的換算壓力損失進(jìn)行全面核算，包括水平管、垂直管、彎管、軟管、管路截止閥等部件以及附屬于泵體的Y形管、分配閥、混凝土泵起動(dòng)內(nèi)耗等因素，具體換算見表2、表3。

由上表可得，混凝土泵的總壓力損失為5.05+3.65=8.7MPa，小于泵正常工作的最大出口壓力18MPa。充分驗(yàn)證了泵送能力的可靠性，能夠保證混凝土在高壓下穩(wěn)定輸送。

4.3 泵送設(shè)備選型確定

綜合考慮工程的建筑高度、混凝土澆筑量、施工進(jìn)度要求以及泵送設(shè)備的性能參數(shù)等因素，最終確定選用HBTS80×18A混凝土輸送泵，該泵理論混凝土輸送量（低壓/高壓）為82/55（m3/h），理論混凝土輸出壓力（低壓/高壓）為12/18（Mpa）。并配備相應(yīng)的備用泵，以確?；炷帘盟偷倪B續(xù)性和穩(wěn)定性。同時(shí)，采用內(nèi)徑為125mm、壁厚為9.5mm的超高壓泵管，以滿足超高層泵送的壓力要求，有效降低堵管和爆管的風(fēng)險(xiǎn)，保障混凝土泵送施工順利進(jìn)行［2］。

5 混凝土泵管布置

5.1 管路布置原則

砼輸送管的方向盡量少變化，距離盡可能短，彎管盡可能少，以減小摩阻力。砼輸送管道垂直配管時(shí)，地面水平管長(zhǎng)度不宜小于垂直管的1/5，并且不小于15m，垂直泵送高度超過100m時(shí)，按照砼泵產(chǎn)品說明書的規(guī)定配制，并在砼泵機(jī)Y形管出料口3～6m處的輸送管根部設(shè)置截止閥，以防砼拌合物反流。泵體引出的水平管轉(zhuǎn)彎處用90°彎管。

5.2 管路連接要求

管路連接需牢固、穩(wěn)定，各管卡位置接頭要密封嚴(yán)密（墊圈不能少）。泵管與拖式輸送泵接口部位附近受到的沖擊力最大，應(yīng)采用埋入地下的混凝土墩固定。超高壓泵管采用卡箍進(jìn)行緊固連接，承載壓力需在50MPa以上。

5.3 泵管固定支架設(shè)計(jì)

（1）地面水平管。采用鋼支架固定在混凝土結(jié)構(gòu)上，為了減少混凝土澆筑過程中碰撞震動(dòng)產(chǎn)生的噪音，在一些特殊部位設(shè)置柔性連接方式，從而把震動(dòng)影響減小到最小程度。每根混凝土泵管設(shè)置2個(gè)固定裝置進(jìn)行連接，在彎管及特殊部位增加固定連接裝置。首層于樓板開孔正下方1.5m布置三個(gè)埋件，之后根據(jù)泵管接長(zhǎng)提前預(yù)埋埋件。（2）垂直管。分為樓板固定和附墻固定。其中，樓板固定（管道穿過樓板）采取管道夾具進(jìn)行固定；附墻固定采用預(yù)埋件焊接管夾的方式。

5.4 布管工藝

（1）泵管材料。混凝土泵管采用內(nèi)徑Φ125mm的超高壓泵管，泵管壁厚為9.5mm，采用內(nèi)壁中頻淬火，以保證耐磨性及外壁的敲擊。超高壓泵管采用卡箍進(jìn)行緊固連接，承載壓力在50MPa以上。泵管規(guī)格分為3m、2m、1m三種，彎管有90°和45°兩種?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)工程需要，另外配備多種規(guī)格的異形管。為了控制混凝土澆筑，另外配備混凝土泵管截止閥。（2）混凝土布管工藝。本工程主樓混凝土澆筑設(shè)一路輸送管道，前期輸送管道平均分配鋼管混凝土框架柱、樓板混凝土方量，后期輸送管道分配核心筒混凝土方量。管道采用9.5mm厚高強(qiáng)度耐磨的混凝土輸送管，泵送高強(qiáng)混凝土使用壽命約5萬m3，可保證管道的安全系數(shù)。

6 超高層混凝土澆筑施工

6.1 布料機(jī)施工

（1）布料機(jī)選型與布置。根據(jù)超高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工需求，選用18m長(zhǎng)布料機(jī)，并在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理布置，需確保布料機(jī)的布料范圍能夠覆蓋整個(gè)施工區(qū)域，同時(shí)避開爬架、鋼結(jié)構(gòu)等障礙物，以保證施工安全和布料效果。（2）布料機(jī)操作與維護(hù)。在布料機(jī)使用前，要進(jìn)行全面的檢查和調(diào)試，以確保各部件運(yùn)行正常。操作人員需嚴(yán)格按照操作規(guī)程，控制布料機(jī)的旋轉(zhuǎn)、伸展和混凝土布料速度，要避免混凝土堆積和灑落，同時(shí)注意與泵送設(shè)備的配合，從而確?；炷凉?yīng)的連續(xù)性。

6.2 混凝土澆筑

（1）柱、墻混凝土澆筑。柱、墻混凝土澆筑前，先在底部填以適量的同配比去石子砂漿，以防止混凝土出現(xiàn)爛根現(xiàn)象。然后，采用分層澆筑、分層振搗的方法，每層澆筑厚度需根據(jù)振搗棒的有效長(zhǎng)度進(jìn)行控制，一般為40mm左右，要確?；炷琳駬v密實(shí)，無漏振和過振現(xiàn)象。在進(jìn)行墻洞口兩側(cè)的混凝土澆筑時(shí)，須保持兩側(cè)高度一致，同時(shí)下灰、同時(shí)振搗，以防止洞口變形。（2）梁、板混凝土澆筑。梁、板混凝土要按框架格順序澆筑，先將梁根據(jù)高度分層澆筑成階梯形，當(dāng)達(dá)到底板位置時(shí)與板的混凝土一起澆筑，隨著階梯形的不斷延展，連續(xù)向前推進(jìn)。澆筑過程中，需注意控制梁、板的標(biāo)高和平整度；對(duì)于梁柱節(jié)點(diǎn)等鋼筋較密的部位，可采用小直徑振搗棒進(jìn)行振搗，并加密棒點(diǎn)，從而確保混凝土的密實(shí)度。（3）樓梯混凝土澆筑。樓梯混凝土自上而下澆筑，先振實(shí)底板混凝土，達(dá)到踏步位置后再與踏步混凝土一起澆筑；要不斷連續(xù)向上推進(jìn)，并隨時(shí)用木抹子將踏步表面抹平，以確保樓梯的成型質(zhì)量和踏步的平整度，進(jìn)而滿足使用功能和安全要求［3］。

6.3 泵送及水洗

（1）泵送施工要點(diǎn)。在泵送混凝土前，先泵送適量水，以濕潤(rùn)泵管內(nèi)壁，再泵送與混凝土內(nèi)（除粗骨料外）其他成分相同配合比的水泥砂漿，以潤(rùn)滑泵管。泵送過程中，需控制泵送速度，先慢后快，逐步加速，同時(shí)觀察泵的壓力和各系統(tǒng)的工作情況，從而確保泵送順利。如遇輸送管堵塞，可采取重復(fù)反泵和正泵、用木棍敲擊等方法排除堵塞，必要時(shí)拆除堵塞部位的輸送管進(jìn)行清理，以確保混凝土泵送的連續(xù)性和穩(wěn)定性。（2）水洗泵送方法。采用節(jié)水潤(rùn)管法進(jìn)行水洗泵送，在管道里加定量的水，水與砂漿用純水泥漿隔離，純水泥漿與混凝土用砂漿隔離，各種拌合物分步進(jìn)入管道，以確保管道內(nèi)壁沿程建立水泥漿膜，達(dá)到可泵送狀態(tài)。

7 混凝土泵送關(guān)鍵點(diǎn)

根據(jù)超高層建筑混凝土澆筑要求配置性能可靠的泵送設(shè)備，應(yīng)有一定性能儲(chǔ)備?；炷帘盟椭袛鄷r(shí)間若超過2h，殘留在管內(nèi)的混凝土性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，引起離析、泌水等影響混凝土性能的現(xiàn)象，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生廢料，浪費(fèi)工程資源。針對(duì)以上問題，按照一臺(tái)泵配置兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量關(guān)系配置硬件設(shè)施，工作設(shè)備發(fā)生故障后可隨即啟用備用發(fā)動(dòng)機(jī)，確保了混凝土泵送作業(yè)連續(xù)進(jìn)行［4］。

超高壓泵送過程中的管內(nèi)壓力可提升至22MPa，管道在此運(yùn)行工況下將承受縱向27t的拉力，管道失效幾率高。因此，應(yīng)采用耐超高壓管道系統(tǒng)。（1）配置壁厚超過9.5mm的超高壓管道，確保管道在承受高壓時(shí)維持穩(wěn)定。（2）采用強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的螺桿連接管道，螺桿能承受縱向拉力，可減小受力對(duì)接頭部位穩(wěn)定性的不良影響。（3）注漿壓力達(dá)到22MPa時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)管夾間隙擠出漿液的情況，需采用帶骨架的超高壓混凝土密封圈規(guī)避該問題。管道輸送阻力因管徑增加而下降，但管徑過大時(shí)管內(nèi)混凝土流速慢、管道抗爆性能差，從而會(huì)影響混凝土泵送。經(jīng)過綜合考慮，采用直徑125mm的輸送管。

8 結(jié)語

綜上所述，本文通過精準(zhǔn)的混凝土輸送泵設(shè)備選型、科學(xué)合理的澆筑施工工藝、周全的季節(jié)性施工措施、嚴(yán)格的質(zhì)量保證措施以及完善的安全保證措施，為恒印智慧城市1#樓的順利建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也為類似超高層建筑混凝土施工提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)參考。在未來的超高層建筑發(fā)展中，應(yīng)持續(xù)關(guān)注新技術(shù)、新材料的應(yīng)用，不斷優(yōu)化施工工藝，進(jìn)一步提高超高層建筑混凝土施工的質(zhì)量與效率，以推動(dòng)建筑行業(yè)向更高水平邁進(jìn)。

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