超高层建筑泵送混凝土施工技术.pdf

第3 期 2 0 0 7 年3 月 广东 土木与 建筑 GUANGD0NG A RCH1 T E CT URE C 1 V1 L E NG1 NE ER 1 NG N O ． 3 MA R 2 0 o 7 超高层建筑泵送混凝土施工技术 余 少航 ( 广东省第二建筑工程公司 广州 5 1 5 4 0 0 ) 摘 要： 结合泵送混凝土的材料及 配合 比要 求， 从其拌制 、 运输、 泵送 管理 的选择 、 布置等 方面探 讨泵送混凝土的 施 工技 术措 施 ， 提 出混凝 土 的质 量 检 验 与 管 理 方 法 。 关 键 词 ： 泵送 混 凝 土 ； 浇 筑 ； 配合 比 1 工 程概 况 广东省韶关电力调度通信中心位于韶关市工业 西路北面 总建筑面积 5 5 7 8 4 m ， 地下 2层 ， 地上 2 9 层 ( 未含 2层避难层 ) ， 建筑高度 1 2 9 m． 屋面设有钢 结构微波发射塔 ． 总控制 高度 为 1 8 7 ． 8 m． 是 目前韶 关地区最高建筑 ． 于 2 0 0 4年 9月动工 ． 2 0 0 6年 7月 主楼 结构 封顶 本工 程采 用 C 2 5 ～ C 5 0混 凝 土 ． 共完 成泵 送 混 凝 土 3 6 1 0 0 m 3 ．主要结构部位混凝土强度等级见表 1 施工组织设计考虑采用混凝土“ 双掺” 技术和超高层 泵送混凝土施工技术 ， 从混凝土配比 、 拌制 、 运输与 供应 、 设备及管道的选择与布置 、 泵送与浇筑到质量 的检验与管理等都作了精心组织设计 ． 为在本地区 推广应 用泵 送混凝 土施 工技 术积 累 了一些 经验 表 l 主要结构部位的混凝 土强度 墙柱 梁 板 部位 强度 部位 强度 负 2 层 2 0 层 C 5 0 负 2 层 3 层顶板 C 3 0 2 1 层 3 0层 C 4 0 4 5层顶板 C 4 0 3 1层以上 C 3 0 6层 以上顶板 C 3 0 注)裙楼粱板 、 楼梯等其它部位均采用 C 2 5 。 2 泵送 混凝土 材料 及配 合 比 本工程 主体结构 全部 采 用泵 送 混 混凝 土施工 ． 采用 “ 双掺 ” 技术 ．即掺人粉煤灰 和 H P G一 4 A 型 减 水 剂 ， 主要要求如下 ： 表 2泵送 混凝土配合 比 ( 1 )骨料级配 良好 ． 粗骨料最大粒径与管内径之 比． 碎石和卵石分别不大于 1 ： 3和 1 ： 2 ． 5 ． 细骨料采 用 Ⅱ区中砂 ， 细度模数 2 ． 4 ～ 2 ． 8 ， 通过 0 _ 3 1 5 、 0 ． 0 1 6筛 孔量分别不少于 1 5 ％和 5 ％， 砂率一般取 3 8 ％～ 4 5 ％： ( 2 )掺合料 ： 掺入粉煤灰和外加剂 ， 有利于提高 混凝土的可泵性 ， 粉煤灰须符合现行有关标准 ． 掺量 由试 验 确定 ： ( 3 )外加剂 ： 采用复合型减水剂或泵送剂 ． 可改 善 混凝 土 的和易性 ： ( 4 ) 水泥： 混凝土中水泥最小用量为3 0 0 k g ／ m 3 ． 与输送管直径 、 泵送距离、 骨料等有关 ： ( 5 )混凝土配合 比： 根据材料质量 、 运送距离 、 输 送管管径、 当地气候条件， 浇灌方法及其部位等确定 ， 混凝土要有良好的可泵性 ． 且应具有 良好的粘滞性 泵送混凝土水灰 比为 0 ． 4 ～ 0 ． 6 ． 高强混凝土掺人高效 减水剂后水灰 比可取 0 ． 3 7 ～ 0 ． 4 5 ． 砂率约 3 8 ％～ 4 5 ％． 含气量不宜大于 4 ％． 高强混凝土不宜超过 3 ． 5 ％ 混 凝土配合比见表 2 实际泵送结果表明． 泵送压力正 常， 强度稳定 ， 混凝土表面平整 、 线条通顺 、 整齐美观 的效 果 。 主 体工程结 构 混 凝 土试 块 强 度 评 定 结 果 见表 3 。 表 3混凝土试块强度评定结果 4 9 维普资讯 2 0 O 7 年3 月 第3 期 余 少航： 超高 层建 筑泵 送混凝土 施工 技术 M A R 2 O 0 7 №3 3混凝土 的 制作与运 输 3 ． 1 混凝土拌制 混凝土拌制主要流程为 ： 上料一计量一投料一 搅拌一卸料 ． 材料配制允许偏差小于 1 ％～ 2 ％。投料 顺序应按设计要求确定 ． 粉煤灰掺入水泥 中一同搅 拌 ． 然后再掺人其它外加剂。搅拌时间根据搅拌机 型及其容量而定． 通常应在 9 0 s 1 2 0 s以上 3 ． 2 混凝土运输与供应 泵送混凝土宜采用搅拌运输车运送 ． 为保证混 凝土均匀和连续供应 ． 运输车在向泵车喂料前应高速 运转 2 0 s ～ 3 0 s ． 搅拌车的运输量应大于泵送量 混凝土 运输延续时间不得超过混凝土初凝时问的一半 ． 并 控制好泵送混凝土延续时间。混凝土泵车使用台数 的确定与计划每小时浇量 、 泵车最大排量 和作业效 率等有关 ． 并应考虑运送距离及混凝土坍落度对压 送效率的影响 4 混凝土泵送设备及管道的选择与布置 4 ． 1 混凝土在输送管内流动的每米压力损失( P a ／ m ) A P = 2 ／ r o [ K 1 + K 2 ( 1 + t z ／ t 1 ) t ， ] 式中： r o 为混凝土输送管半径 ( m) ； K 为粘着系数 ， 取 ( 3 ． 0 — 0 ． 0 1 S ) x l 0 2 P a ； 为速度 系数 ， 取 ( 4 ． 0 — 0 ． 0 1 S ) x 1 0 2P a ／ m ／ s( S为混凝土坍落度。 m m ) ； t z ／ t 。 为混凝土 泵分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比． 一 般取 0 ． 3 ： t ， 为混凝土拌合物在输送管内的平均速度， 取O ．8 m ／ s ： 口为径向压力与轴向压力之比． 对普通混 凝土取 0 ． 9 。经计算得 ： K1 ：( 3 ． 0 ～ 0 ． 01 x1 9 5) x l 0 =1 0 5 P a K 2 ： f 4 ．0 ～ 0 ． 0 1 x 1 9 5 ) x 1 0 2= 2 0 5 P a ／ m ／ s A P = 2 ／ ( 0 ． 1 2 5 ／ 2 ) 『 1 0 5 + 2 0 5 x ( 1 + 0 ．3 ) O ．8 ] x 0 ．9 =9 1 6 4 P a ／ m = 9 ． 2 x 1 0 M P a ／ 1T I 4 ． 2 混凝土输送管水平长度的确定 在选择混凝土泵和计算泵送能力时 ． 将混凝土 输送管的各种工作状态换算成水平长度。配管设计 应根据混凝土浇灌方案尽量缩短输送 管长度． 减少 弯管的使用及便于浇灌 中配管的更换等原则进行 配管水平换算长度按下式计算 ： = ( Z 1 + 如 + ⋯) + ( h l + 2 + ⋯) - 厂 - m+ b l + 2 式 中： 为配管的水平换算长度 ； f ， 、 f ’ 为水平配管长 度( 1 1 1 ) ； m为软管根数 ； 、 分别为弯管及锥形管的 5 0 个数 ； b、 t 、 后 、 厂 为分别为弯管 、 锥形管 、 每米垂直管 、 软管的换算系数 ． 1 2 5垂直管每米折算成 4 m， 每 个 R= l m的 9 0 ~ 弯管折算成9 m． 每个 1 5 0 ～ 1 2 5 mm锥 形管折算成 8 m． 每根软管折算成 2 0 m． 即 ： ， J = 5 0 + 3 0 + 1 2 9 4 +2 O +2 9 +8 = 6 42 m。 4 ． 3 混凝 土泵 的选 择 设计泵送压力不得大于混凝土泵的最大出口压 力 ．输送管道配管整体水平换算长度应不超过计算 所 得 的最大水 平泵 送距 离 混凝 土泵 的最 大出 口压 力 P = ,S P x L = 0 ． 0 0 9 2 x 6 4 2 ： 5 ． 9 M P a ． 最大输送水平管距 离为 6 4 2 m． 混凝土泵工作效率按 0 ． 7考虑 ． 由此选 定德国产施维英系列． 其最大输出量9 0 m 3／ h 。 最大 输送 距离 8 0 0 m 5混 凝 土的泵 送与浇 筑 5 ． 1 混凝土泵送前应检查泵车运转状况 ． 并用 0 ． 5 m 砂浆进行润滑压送 ． 砂浆配合比为配管长度 1 5 0 m以 内的 l ： 2 ， 超过 1 5 0 m的 1 ： 1 ． 配管内管壁水泥浆附着 量为 5 0 0 g ／ m 5 ． 2 泵送混凝土施工用模板设计时需增强其支撑 ． 以防发生变形 5 ． 3 开始压送混凝土时． 泵车应处于低速转动状态 ( 油泵转速 5 0 0 ～ 5 5 0 r a d ／ m i n ) ． 并注意观察泵的压力 和各部分工作状况后方可提到正常运转速度。 5 ． 4压送要连续进行 ． 慢速时应保证混凝土从搅拌 加水至压送完毕的时间不超过 9 0 mi n ．压送过程 中 如须接长输送管 ．则对长度大于 3 m的管均预先用 水 、 水泥浆或砂浆润滑， 且此时泵活塞的行程应尽量 采用 大行 程运转 5 ． 5 压送过程 中断时间不宜超过 6 0 mi n ．当停歇时 间超过 3 0 ra i n时应作间歇振动．防止混凝土在管内 离析或堵塞 5 ． 6 浇筑混凝土应按先远后近． 先竖向后水平的原 则进行 ， 按施工工艺要求确保浇筑质量 。 5 ．7 泵送时尽量保持连续进行 ．当停机时间超过 4 5 mi n时 ， 应排空并清洗干净混凝土缸 、 分配 民阀 、 料斗 、 输送管中的混凝土 ， 用正泵 、 反泵操作无法将 混凝土料全部排除 ． 剩余部分用人工清理 ． 否则会引 起泵水清洗管道时堵塞 5 ． 8 在泵送施工前 ．要严格按技术交底组织进行 。 否则容易发生堵管。 当泵送发生异常情况时． 泵机机 手要能根据泵机压力变化和泵送声音 、 ( 下转第 6 3页) 维普资讯 2 0 0 7 年3 月 第3 期 广东土 木与 建筑 M A R 2 0 0 7 N o ． 3 传感器是感应桥梁测点的竖弯振动 ， 而在支点处 由 于橡胶支座的作用使得 桥梁结构增加 了弹性支承 点． 结果其信号频谱分析增加多了很多频率 ， 显然其 信号的清晰度不如本文的应变式传感器。 5结论 与展 望 将制作的高灵敏度电阻应变式传感器与传统粘 贴应变片的方法及速度传感器一并应用于实桥的测 试 ， 对各种方式获取的时 、 频域信号进行对 比分析 ， 结果表明该传感器在时 、 频域的信号均优 于后两种 方式 ． 达到了实用要求 ， 并具有成本低 、 灵敏度高 、 频 响性能好 、 不需更换二次仪表 、 可重复使用 、 能实现 温度 自补偿 、 可适用于移动载荷及实验模态技术要 求等优点 ， 取得了预期 的满意成果。 桥梁检测技术发展迅速 ． 如何经济科学地获得 桥梁结构的运营状况信息并加以处理 ， 是桥梁检测 技术发展互为前提的两大方面 本文所设计的传感 器为信息的获取研究作 了有益的探索 ， 可 以预期该 高灵敏度电阻式传感器的实际应用将为推动桥梁检 测技术在移动载荷试验及实验模态技术这两方面的 发展起 到 积极作 用 参考文献 [ 1 ]陈杰 ， 黄 鸿．传感器与检测技 术( 第一 版) [ M] ．北京 ： 高 等教育出版社 ． 2 0 0 2 [ 2 ]马良呈 ， 冯f j 贤 ， 徐 德炳等．应变 电测 与传感器 技术( 第 一 版 ) 『 M] ．北京 ： 中国计量 } 版社 ， 1 9 9 3 [ 3 ]胡大琳． 桥涵工程试验检测技术( 第一版 ) [ M] ．北京 ： 人 民交 通 出 版 社 ． 2 0 0 0 [ 4 ]袁希光． 传感器技术手册 ( 第 一版 ) [ M] ．北京 ： 国防工业 出版 社 ． 1 9 8 6 [ 5 ]姚玲森． 桥梁 工程 ( 第一版) [ M] ． 北京 ： 人民交通出版社 ， 1 9 97 ( 上接第 5 0页) 泵管振动幅度等及时准确判断 ， 同时放慢泵送速度 ． 6 ． 4 结合施] 二 现场具体情况 ，建立质量控制制度 ， 当泵送压力迅速突破 1 6 MP a达到 3 2 MP a时 ．立 即 对材料 、 设备 、 泵送工艺 、 混凝土强度等进行系统的 按堵管处理 ， 不得采取“ 正泵 、 反泵 ” 方式 活动管道中 科学管理。 的混凝土来排除堵管现象 7结 语 6 混 凝土质 量 的检验 与管 理 6 ． 1 对泵送混凝土原材料质量 ． 应经常进行相关试 验． 根据实验结果及时调整配合 比 6 ． 2 混 凝 土坍 落 度 试 验 每 一 工作 班 应 至 少 进 行 一 次． 试验结果应保证被压送的混凝土不产生离析 ． 压 送时混凝土坍落度与原配合 比设计值的偏差符合规 范要求 6 ． 3 当混凝土可泵性差 ． 出现泌水离析而难以泵送 和浇灌时． 应立即对配合比、 混凝土泵 、 配管 、 泵送工 艺等重新进行调试 ， 并采取相应措施。 泵送混凝土具有输送效率高 、既能水平输送又 能垂直输送、 机动性高的优点 ． 且不受施工场地的限 制 采用泵送混凝土． 使混凝土的内在质量和外观效 果都有 了明显提高 ． “ 双掺” 技术应用于泵送混凝土 ． 可提高混凝土的可泵性． 有效减少水泥用量 ． 降低水 化热 ， 同时对提高质量、 加快施工速度 、 降低成本 、 减 轻劳动强度均具有重要意义 因此 ． 从施工技术及其 效率来分析． 泵送混凝土技术适应性强 ． 是 目前普遍 使用的方法． 在施丁 中得到广泛应用 63 维普资讯