高層建筑一級(jí)泵送混凝土工法.docVIP

高層建筑一級(jí)泵送混凝土工法(YJGF26-92)廣東省建筑工程總公司廣東省第四建筑工程公司華南理工大學(xué)建筑工程系為發(fā)展和提高高層建筑現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工機(jī)械化水平，廣東省第四建筑工程公司在廣東國(guó)際大廈工程(主樓63層、高200.18m)，其后又在東莞華僑大廈、廣州冷凍庫(kù)、廣東糖煙酒大樓、中山銀行大廈、惠州等工程中采用了一級(jí)泵送到位的施工方法，一級(jí)泵送到位的最大高度201.5m，取得了優(yōu)質(zhì)快速的效果。該成果經(jīng)專家評(píng)議“達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平”。1990年“廣東國(guó)際大廈主樓(63層)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)”獲省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，“泵送混凝土技術(shù)”是該項(xiàng)技術(shù)的重要組成部分，是混凝土施工技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。一、特點(diǎn)(1)泵送混凝土具有施工快捷、操作簡(jiǎn)便、質(zhì)量好、占地少適合使用商品混凝土，故特別適用于高層建筑、大體積混凝土工程、地下工程等超高、量大的混凝土結(jié)構(gòu)。(2)機(jī)械化程度高、節(jié)省勞動(dòng)力、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短工期。(3)混凝土輸送與澆筑連續(xù)同步進(jìn)行，并可一泵到位，不僅緩解了垂直運(yùn)輸?shù)膲毫?，且減少混凝土輸送環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化了施工。(4)由于泵送混凝土坍落度大，屬于緩凝型流態(tài)混凝土，故相應(yīng)地對(duì)模板工程的標(biāo)準(zhǔn)要求較高。(5)泵送混凝土工藝要求對(duì)混凝土質(zhì)量控制嚴(yán)格，故性能穩(wěn)定，質(zhì)量較好。二、適用范圍本工法適用于高度230m以內(nèi)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)工程。三、工藝原理泵送混凝土在泵壓力的推動(dòng)下輸送要滿足兩個(gè)條件。即：混凝土在壓力作用下，混凝土中的一部分水與水泥漿混合物在管內(nèi)壁移動(dòng)，形成潤(rùn)滑層。混凝土在運(yùn)動(dòng)中的剪切應(yīng)力，大于潤(rùn)滑層的剪切應(yīng)力才能運(yùn)動(dòng)，但又必須小于混凝土芯柱的剪切應(yīng)力。這樣，混凝土拌合物方可形成在同一斷面各質(zhì)點(diǎn)等速的“柱塞”流。這就要求配制的混凝土要有一定的壓力泌水形成潤(rùn)滑層和有一定的內(nèi)聚性，以“握裹”粗細(xì)骨料建立等速的“柱塞”流。為此要求有合適的骨料級(jí)配、水泥用量及適宜的外加劑、外摻料來改善混凝土的保水性、泌水性、穩(wěn)定性和粘聚性，以達(dá)到泵送混凝土的工作性能要求。四、作業(yè)條件1.材料(1)粗骨料應(yīng)根據(jù)泵送高度、泵管直徑、選用不同的粒徑級(jí)配，如可采用5200mm、525mm、530mm粒徑的碎石或卵石。粒徑宜小于管徑的1/3。但應(yīng)符合普通混凝土碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法(JGJ53-79)的規(guī)定。(2)細(xì)骨料宜采用中砂。顆粒級(jí)配應(yīng)符合普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法(JGJ52-79)的規(guī)定(3)水泥品種應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度、澆筑塊體尺寸的需要采用相應(yīng)的水泥品種。但應(yīng)符合硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥(GB175-85)、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥(GBB44-85)的規(guī)定。(4)外摻料的品質(zhì)及摻量可根據(jù)不同水泥品種、對(duì)混凝土水化熱的控制要求及泵送高度經(jīng)試驗(yàn)后選用。如摻用粉煤灰宜優(yōu)先選用微珠含量較高的一級(jí)粉煤灰，并應(yīng)符合粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程(JGJ28-86)和粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(GBJ146-90)的要求。(5)外加劑種類和摻量可根據(jù)不同水泥品種、外摻料、工藝要求經(jīng)試驗(yàn)后選用。2.泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)各級(jí)泵送混凝土配合比設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合當(dāng)?shù)夭馁|(zhì)、泵送水平距離、高度、氣溫等因素，選擇合理的可泵性混凝土性能參數(shù)，以能滿足緩凝高減水、微引氣、增大混凝土流動(dòng)性，以達(dá)到滿足保水、粘聚和塑化等性能的可泵性混凝土。(1) 坍落度的選擇 入泵機(jī)料斗的坍落度與泵送高度的關(guān)系可參照表1。(2)混凝土運(yùn)輸中的坍落度損失 混凝土運(yùn)輸中的坍落度損失與運(yùn)距和氣溫有關(guān)。因此選擇高緩凝性的減水劑極為重要。一般可選用減水增塑型外加劑。當(dāng)氣溫在30左右采用混凝土攪拌車時(shí)，運(yùn)輸時(shí)間在1小時(shí)內(nèi)坍落損失約24cm。(3)泵送混凝土水灰比 水灰比的選擇與強(qiáng)度、外加劑、外摻料有密切關(guān)系。試驗(yàn)表明水灰比一般宜0.450.5，對(duì)強(qiáng)度及保水性均較好。(4)水泥品種及用量 水泥一般宜采用硅酸鹽水泥，大體積混凝土宜采用摻粉煤灰礦渣水泥，以提高其保水性及降低壓力泌水。水泥用量除滿足強(qiáng)度要求外，必須滿足可泵性要求。用量視混凝土強(qiáng)度等級(jí)、水泥標(biāo)號(hào)而定，一般水泥用量不少于300kg/m3，最多不宜多于550kg/m3。(5)碎石粒徑 最大粒徑不大于管徑的1/3，但高層泵送：當(dāng)150m高度以下，宜選用0.53.0cm；當(dāng)150200m高度時(shí)宜選用0.52.5cm；當(dāng)200230m高度時(shí)宜選用0.52.0cm。(6)砂率及膠結(jié)料含量 計(jì)算砂率應(yīng)考慮實(shí)際大于5mm粒徑的砂及小于5mm的碎石含量，并換算成每m3骨料篩分曲線，按此曲線砂率控制在(402)%。砂的細(xì)度模量在2.02.5。膠結(jié)料含量是指每m3混凝土中小于0.3mm的水泥、外摻料、細(xì)骨料的總含量。它是能“握裹”粗、細(xì)骨料，提高保水性、改善粘聚性，達(dá)到混凝土在壓力作用下管內(nèi)產(chǎn)生等速“柱塞”流的必要條件。其含量與強(qiáng)度等級(jí)、水泥標(biāo)號(hào)、泵送高度有關(guān)，一般每m3混凝土控制在450600kg。(7)含氣量及壓力泌水 一般含氣量控制在3.0%以下，一般在10秒鐘前的泌水量小，相對(duì)泌水量S140-10(%)值就大，混凝土的保水性就好。一般S140-10(%)控制在80%左右，S10(%)在20%左右。五、泵送工藝流程工藝流程依次為：(1)泵送前應(yīng)對(duì)泵機(jī)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到泵機(jī)技術(shù)說明書中可工作狀態(tài)的性能；(2)原材料及配合比檢查、審核、確認(rèn)；(3)輸送清水(水量以能達(dá)到全管路潤(rùn)滑)；(4)輸送潤(rùn)滑砂漿(12水泥砂漿，0.5水灰比)；(5)泵機(jī)受料前應(yīng)檢查混凝土的坍落度是否符合要求以及隨機(jī)抽取有關(guān)各項(xiàng)規(guī)定的試件。(6)泵送初始時(shí)應(yīng)慢速輸送直到工作面出料；(7)泵送過程應(yīng)經(jīng)常檢查管路的對(duì)接頭、支承點(diǎn)的固接是否有松動(dòng)、漏漿等情況；(8)混凝土布料應(yīng)依序分層澆筑，防止堆積離析，振搗要適宜；(9)泵及輸送管的清洗要求應(yīng)符合泵機(jī)的說明要求；(10)澆筑面的臨時(shí)管清洗后應(yīng)即時(shí)拆除歸堆。六、輸送管的布置及布料(1)輸送管的平面布置應(yīng)能覆蓋輸送的工作面。(2)水平管，根據(jù)其支承面情況采用相應(yīng)固定支承墩及相應(yīng)的卡具卡緊，每根管13m長(zhǎng))應(yīng)不少于兩處。澆筑面水平管應(yīng)用支架支承在樓面模板上，且高出樓面面筋。(3)垂直管位置需與建筑物樓面或墻面固定牢固。如穿過樓面可留洞用木楔塞緊墻面則需預(yù)埋鐵件用卡具卡緊。(4)在平面上或垂直處交接90彎管處其沖擊力最大，應(yīng)特別加強(qiáng)固定措施。(5)應(yīng)優(yōu)先選用布料桿布料，當(dāng)采用鋪管布料時(shí)，宜采用澆搗方向與泵送方向相反的方式。(6)為防止泵送中斷而引起反向壓力，應(yīng)在泵機(jī)出口的水平管上安裝一逆止閥。七、機(jī)具配備及勞動(dòng)力組織1.機(jī)具現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)管路布置換算為水平距離或所需泵壓能量來選擇泵機(jī)型號(hào)。各種型號(hào)泵機(jī)都有其相應(yīng)的水平距離及泵缸的壓力參數(shù)以供參考。例如63層主樓選用了西德“普茨瑪”(BSA2100-HD)泵，其最大折算水平距離為1000m，高度300m，泵缸壓力為115105Pa。當(dāng)采用商品混凝土?xí)r，根據(jù)運(yùn)距和供料量，配備足夠的攪拌車?，F(xiàn)場(chǎng)配備高壓水泵，空氣壓縮機(jī)12臺(tái)、振動(dòng)設(shè)備及無線電通訊設(shè)備多套。2.勞動(dòng)力組織合理的勞動(dòng)組織及科學(xué)的組織供料(指混凝土)是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要途徑。一般勞動(dòng)組織安排如表2。八、質(zhì)量控制泵送混凝土的質(zhì)量控制，實(shí)質(zhì)上是可泵性及強(qiáng)度的控制。也就是從原材料的材質(zhì)，配合比設(shè)計(jì)、泵送工藝到成型后強(qiáng)度的系統(tǒng)管理。(1)原材料材質(zhì)必須實(shí)行按批檢測(cè)。(2)混凝土設(shè)計(jì)及施泵中必須對(duì)其拌合物的壓力泌水、含氣量、凝結(jié)時(shí)間、坍落度、早期推定強(qiáng)度預(yù)測(cè)等進(jìn)行檢測(cè)養(yǎng)護(hù)。(3)混凝土強(qiáng)度試件及構(gòu)件(部位)同條件試件的預(yù)留。(4)上述檢測(cè)資料匯總作為改進(jìn)配合比設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。(5)泵送操作工藝的改進(jìn)是可泵性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。(6)建立混凝土早期推定及28天強(qiáng)度管理圖及早對(duì)強(qiáng)度增減提供改進(jìn)配合比信息，降低強(qiáng)度均方差。九、安全措施施工現(xiàn)場(chǎng)安全設(shè)施及施工人員的安全技術(shù)培訓(xùn)，應(yīng)遵照國(guó)家頒發(fā)的建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，根據(jù)泵送工藝的特點(diǎn)尚應(yīng)注意如下幾個(gè)問題：(1)必須經(jīng)常檢查管線的皈承固定是否牢固，并即時(shí)更換已磨損的高壓管(一般輸送4.0萬m3混凝土的管應(yīng)更換新管)。(2)當(dāng)采用垂直管自流排空清管方案時(shí)應(yīng)在垂直管與水平管交接處增設(shè)閘閥。(3)為防止泵送的突然中斷而產(chǎn)生的混凝土反向沖擊，宜在水平管線近泵機(jī)位置增設(shè)逆止閥。(4)當(dāng)采用布料桿布料時(shí)，布料桿移位吊裝應(yīng)特別注意吊具的平衡，以防平衡臂籠中壓重塊墜落傷人。十、效益分析泵送混凝土由于要滿足高壓下管道輸送的特殊工藝要求，故單方水泥用量要高出普通混凝土10kg/m3左右，機(jī)械設(shè)備費(fèi)用要高出普通混凝土1520元/m3。但施工速度可比塔吊快23倍，單方用工可節(jié)約510倍。同時(shí)由于可泵性的要求，混凝土質(zhì)量控制嚴(yán)格，質(zhì)量穩(wěn)定、強(qiáng)度保證率高。因此，在高層建筑及大體積混凝土工程中具有較好的綜合效益。十一、工程實(shí)例(1)廣東國(guó)際大廈工程(其中主樓63層，200.18m高)混凝土共約10萬m3，均采用了泵送混凝土。頂層標(biāo)高200.18m的直升飛機(jī)停機(jī)坪