超高层混凝土泵送专项技术方案设计.docx
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超高层混凝土泵送专项技术方案设计
超高层混凝土泵送方案
1、编制依据
(1)、设计图纸
(2)、《混凝土结构工程施工及验收规范》(GB 50204-2015)
(3)、《混凝土泵送施工技术规程》 (JGJ/T10-2011)
(4)、《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)
(5)、《混凝土外加剂应用技术规范》(GB50119-2013)
(6)、《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ52-2006)
(7)、《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)
(8)、《建筑施工安全检查标准》(JGJ95-2011)
二、本工程超高层泵送混凝土概况
1.本工程建筑层数为50层,层高达218m,采用框架核心筒结构,在泵送混凝土施工中属于超高泵送混凝土。
2.混凝土超高泵送难点分析
(1)、泵送高度高,楼层有50层,混凝土泵送高度达218m。
(2)、泵送混凝土工程量大。
(3)、混凝土强度等级较高,100m以上楼层混凝土强度等级分别为C45、
C40、C35、C30,坍落度小,泵送难度大。
(4)、工程施工周期长,需要根据气候条件实时调整配合比。
(5)、混凝土结构耐久性要求高,结构构件耐久年限50年,优化配合比
设计,注重施工过程管理和对混凝土的养护。
三、施工方案
(一)、混凝土泵机的选择
1、影响混凝土泵送效果的因素分析
表1.1影响混凝土泵送的因素和保证措施
混凝土泵送受下列因素影响
保证泵送措施
泵的功率
选择功率较大的泵,并进行泵压验算
泵管尺寸
选择稍大尺寸泵管,减少泵管阻力
泵管布置形式
1、减少弯管设置
2、加强泵管固定,尤其是弯管处的固定
3、选择半径较大的弯管
泵送速率
选择输送泵,匀速输送,减少阻力
混凝土特性
选择合理的混凝土配合比
2、泵的选择
超高层施工对泵及泵管的要求,设备的泵送能力是关键因素之一,其能力应有一定的储备,以保证输送顺利,避免堵管。
同时也应考虑设备配置的可靠性,以便减小设备故障对施工的影响,一旦因设备故障而中止泵送2h以上时,混凝土在输送管内会出现均质性变差的可能,甚至出现泌水、离析现象,将使整个管道系统内的混凝土报废而严重影响施工质量。
可考虑一台泵配置两台发动机,即可同时工作以提高工作效率,也可单独作业,即使其中一台发生故障仍有备用发动机继续工作,大大提高了施工过程的可靠性。
此外,两套独立的泵和管道系统也是顺利施工强有力的保障。
(1)、泵送混凝土压力总损失计算
1)、水平管压力损失:
每米长水平管压力损失:
管道直径:
(管道直径125mm最优)
粘附系数:
速度系数:
塌落度:
最优取s=20
分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比:
一般取0.3
混凝土在输送管内平均流速:
混凝土径向压力和轴向压力之比:
普通混凝土为0.9
水平管道总长度:
2)、弯管压力损失:
3)、竖管中混凝土自重压力损失:
4)、压力总损失:
(2)、泵车选择
选用型号SY5133THB-9018C-6D的三一车载泵车泵送。
混凝土理论泵送压力为18MPa>11.853MPa,满足泵送要求。
(2)、管道施工方法
1、泵管布置
在管道布置时,应根据混凝土的浇筑方案设置并少用弯管和软管,尽可能缩短泵管长度。
管道沿楼地面或墙面铺设,在砼地面或墙面上用膨胀螺栓安装一系列支座,每根管道均由两个支座固定。
同时,在泵的出口布置50m的水平管及若干弯管,可有效减少管道内砼的反压力。
超高层泵送所用的管道应为耐超高压管道。
在进行超高压泵送时,管道内压力最大可达到18MPa,甚至更高,纵向将产生很大的拉力,必须采用耐超高压的管道系统。
此外,常规的连接与密封方式也不能满足要求,需采取的解决措施是:
1)、采用壁厚为9.5mm以上的超高压管道,保障管道的抗爆能力。
2)、管道间的连接用螺杆强度级别保证,纵向拉力由螺杆承受,使接头处得到可靠保障。
3)、带骨架的超高压混凝土密封圈能防止水泥浆在22MPa的高压下从管夹间隙中挤出,确保密封长久可靠,也确保不出现因水泥浆遗漏而出现堵管现象。
4)、输送管管径越小则输送阻力越大,但管径过大其抗爆能力变差,而且混凝土在管道内流速变慢、停留时间过长,影响混凝土的性能,因此,最优直径为125mm的输送管。
2.泵管的固定
泵管管的固定分为刚性固定与柔性固定两种。
刚性固定是输送管固定座通过直接与地面或墙壁相连;柔性固定是输送管固定座与地面或墙壁之间安装有减震装置。
带减震装置的固定座可以吸收或抑制输送混凝土产生的震动和噪音,可以有效减少输送混凝土产生的震动和噪音的传递,从而达到减震和消除噪音的目的,保护了施工周边的环境,也不会影响周围的施工作业。
1、水平管的安装与固定
在泵送至130米的高度时产生非常大的压力,连接水平管与垂直管的弯管位置需要加固处理。
采用混凝土墩固定;混凝土墩内加设Φ12@200双向钢筋网片,并设置支架预埋件以固定弯管的U型支架;同时在结构楼板施工时预留插筋,保证混凝土墩与结构楼板固定牢固,以免泵送过程中泵管来回错动。
每根管用2个砼管固定装置固定牢固、防止管道因震动而松脱。
2、垂直管道的安装与固定
垂直泵管通过U形支架焊接固定在剪力墙上,每根标准节应由两个支座固定。
在墙壁上预埋高强度钢板,U码焊接在钢板上,再用砼管固定装置固定牢固。
图3垂直管道固定方式
3、泵管在楼层的布置方式
为了减少管道内混凝土反压力,故应在泵出口处布置约100m长的水平管及若干弯管,宜使水平管长度不小于垂直管长度的1/4,并应在一定位置设液压截至阀。
(三)、混凝土配合比
配合比设计的原则是既满足强度、耐久性要求,又要经济合理、具有良好的可泵性,因此除通常须考虑的因素外必须处理好如下几个方面。
1)、水泥用量
适用于超高层泵送混凝土,其水泥用量必须同时考虑强度与可泵性,水泥用量少强度达不到要求,过大则混凝土的粘性大、泵送阻力增大则增加泵送难度,而且降低吸入效率。
2)、粗骨料
在泵送混凝土中,粗骨料粒径越大,越容易堵管,常规的泵送作业要求最大骨料粒径与管径之比不大于1︰3,在超高层泵送中,因管道内压力大,易出现离析,大骨料粒径与管径之比宜小于1︰5,而且其中的尖锐扁平的石子要少,以免增加水泥用量。
3)、坍落度
普通的泵送作业中混凝土的坍落度在160mm左右最利于泵送,坍落度偏高易离析、低则流动性差。
在超高层泵送中为减小泵送阻力,坍落度宜控制在180~200mm。
现场塌落度检测
4)、粉煤灰及外加剂
粉煤灰和外加剂复合使用可显著减少用水量,改善混凝土拌和物的和易性。
但由于外加剂品种较多,对粉煤灰的适应性也各不相同,其最佳用量应从活性、颗粒组成、减水效果、水化热、泵送性能等多方面加以平衡选择。
五、混凝土的泵送
1、混凝土的泵送
序号
项目
注意事项
1
泵管的布置
布管根据混凝土的浇注方案设置并少用弯管和软管,尽可能缩短管线长度。
本工程管道沿楼地面或墙面设,在混凝土地面或墙面上安装支座,每根管道均由支座固定。
为了减少管道内混凝土反压力,在泵的出口布置一定长度的水平管及弯管。
2
泵送前准备
泵送前应用水湿润泵的料斗、泵室、输送管道等与混凝土接触的部分,检查管路无异常后方可采用水泥砂浆润滑压送。
3
泵送过程中
开始泵送时泵机应处于低速运转状态,注意观察泵的压力和各部分工作情况,待顺利泵送后方可提高到常运输速度。
当砼泵送困难、泵的压力突然升高时会导致管路产生振动,可用槌敲击管路、找出堵塞的管段,采用正反泵点动处理或拆卸清理,经检查确认无堵塞后继续泵送,以免损坏泵机。
混凝土泵送注意事项表
6、泵送施工质量控制
1、混凝土生产质量控制
高强泵送混凝土的生产,必须在具有自动称量、电脑控制的搅拌站进行。
其主要设备
应符合现行国家标准《混凝土搅拌机技术条件》(GB9142)和《混凝土搅拌站(楼)技术条件》(GB10172)的规定。
拌制高强泵送混凝土必须使用强制式搅拌机,其计量允许偏差不应超过国家标准规定,每次生产高强泵送混凝土前,应对计量设备进行零点校核。
高强泵送混凝土的搅拌时间应比普通混凝土延长20-30s。
高强泵送混凝土必须加强目测检查,并增加检测频率,同时对新拌混凝土的和易性、粘聚性和保水性,以及出泵管时的浇筑现场坍落度、入泵坍落度进行检查,并进行记录。
2、施工过程质量控制
如混凝土泵在使用过程中无需移动,主机应选择相对空旷的位置安装并用地锚固定。
所用管道的布设必须牢固,接口密封良好,并对管道加以覆盖并提示安全距离。
管道在初始布设时应考虑高层泵送过程中混凝土的回流压力,必要时可在泵出口20-30m处的水平管道上安装混凝土回流截止阀。
垂直管道要随电梯井或者柱子布设,管道应使用预埋件牢固固定,使用过程中应经常检查管道的磨损情况,及时更换已经磨损的管道。
泵送前先采用合适的砂浆或水泥浆对泵送系统进行润滑。
具体操作时,先打润泵水,再打一斗水泥浆,再打一斗浓度高一些的水泥浆,再放入同配比砂浆。
在打第一车砼时,一定要小油门匀速打灰,待混凝土从出口流出后逐步提高油门,在泵送过程中应尽可能减少停顿时间。
对于水平管道,操作熟练时,0.4m3的料可以润滑300m管道,而且在泵送过程中无需再进行润滑。
泵送结束后,应立即清洗泵机和输送管(可以采用压缩空气或水对泵送系统进行清洗),清洗后的水不得排入所浇筑的混凝土内。
夏季施工时,对输送管道要用土工布覆盖,并加水湿润,防止温升形成阻塞;冬期施工时,要对管道覆盖保暖,避免混凝土在管内温度散失过大甚至受冻。
3、安全事项
混凝土泵附近以及人员容易接近的地段,应对输送管路加以必要的防护、挂警示标志,以防因管破裂或因管卡松脱造成人员受伤。
4、混凝土泵操作和保养技术
泵机操作和保养也是高层泵送混凝土输送技术中很重要的环节。
实际施工中须注重以下几点:
(1)、混凝土拌和料进入泵管中,须保持拌和料的连续性;
(2)、尽量避免中途停机,若混凝土供应不及时,应该放慢混凝土浇注速度。
七、故障及应急措施
1、堵管:
超高泵送时,容易反泵,不容易发生堵管。
若发生堵管,其部位一般出
现在水平段弯管或锥管处,特别是水平段与垂直管相接的弯管处。
处理方法:
先进行反泵疏通,其它人员对堵管部位用榔锤敲打该处。
若排除堵管无
效,可先将液压闸阀关闭,待泄压后,清除堵管中的混凝土,接好管道,
开启液压闸阀再继续泵送。
预防措施:
泵送150米以上高层时,必须将混凝土坍落度控制在18-22㎝之间,同
时防止混凝土离析、泌水。
2、爆管:
爆管一般出现在泵机出口端附近的管道,特别是水平段与垂直管相接的
弯管处。
处理方法:
关闭垂直管与水平管处的液压闸阀并更换管道。
预防措施:
定期用红外线测厚仪检测水平段与垂直初始段输送管的厚度,厚度小于
4毫米则更换。
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- 超高 混凝土泵 专项 技术 方案设计