0089 第九节 超高层砼泵送施工方案.docx
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0089第九节超高层砼泵送施工方案
第九节超高层砼泵送施工方案
1.工程概况
本工程塔楼地上48层,主塔楼组合墙柱地下四层~18层的混凝强度等级为C60,19-28层的混凝强度等级为C50,29-38层的混凝强度等级为C40,39层以上的混凝土强度等级为C30,高强度混凝土稠度大,泵送难度大。
2.混凝土坍落度要求
1)混凝土坍落度:
入泵前坍落度每小时损失值不应大于20mm,坍落度总损失值不应大于40mm。
2)不同泵送高度入泵时混凝土坍落度选用值:
泵送高度(m)
60以下
60-100
100以上
坍落度(mm)
180-200
200-220
220-240
3)搅拌站应根据气温条件、运输时间(白天和夜天)、运输道路的距离、混凝土原材料(水泥品种、附加剂品种等)变化、混凝土塌落度损失等情况来调整原配合比,从而保证浇筑时塌落度能够满足施工要求,以确保混凝土供应质量。
4)当气温较高的时候,要求混凝土搅拌站提供在不同温度下、在单位时间内的塌落度损失值,以便能够在现场掌握混凝土罐车在现场的停置时间,并根据混凝土浇筑情况随时调整混凝土罐车的频率。
5)浇筑前经测试不符合塌落度要求的预拌混凝土必须退场。
6)对混凝土和易性的要求
7)保证混凝土浇筑过程中不离析,要求混凝土有足够的粘聚性,在泵送过程中不泌水、不离析,按《混凝土泵送施工技术规程》规定,泵送混凝土10S的相对压力泌水率不得超过40%,搅拌站供应的混凝土泌水速度要慢,以保证混凝土的稳定性和可泵性。
3.地泵平面布置及安装要求
3.1地泵的平面布置
根据施工现场实际情况,塔楼施工时,共布置两台HBT90CH型输送泵,布置在地下室顶板上。
根据高层泵送技术的要求,水平管与竖向管道长度之比应在1:
3~1:
4之间,为尽可能满足高层泵送技术要求,两台混凝土输送泵设计布置在紧贴塔楼设置,一台布置在塔楼北侧,另一台布置在塔楼南侧。
在泵车出口处和垂直处设切换管道,水平管道沿首层布置,竖向管道则由每层板预留洞口、向上沿柱布置。
塔楼施工划分为两个施工段,安排交叉施工,塔楼布置两台布料机,如上图所示,待1区域混凝土浇筑完毕后,用塔吊吊装在2区域。
本工程采用四套特高压管+普通高压管的输送管路方式浇筑混凝土。
塔楼混凝土原则上采用布料机直接进行浇注。
对于一些“死区”可在末端软管加载一节软管,斜拉的方式浇注,有些够不着的局部地方用塔吊作为补充浇注的方式。
3.2地泵的安装要求
1)地泵场地的交通
地泵的布置间距必须合理,以便满足混凝土搅拌车的交通需要,减少泵送时间间隔。
地泵近距离应满足不小于10m。
2)地泵的配套设施
地泵场地需要配套污水处理以及回收系统,砂浆拌制设备,水处理系统。
每台地泵在浇注混凝土前需要使用约1-1.5方左右的砂浆对管道进行润滑,防止直接泵送混凝土时,混凝土失水而导致堵管。
在混凝土浇筑完毕后,为保证地泵水洗的顺利进行,同样需要1-1.5方左右的砂浆作为清水和混凝土间的隔离层。
水泥砂子的配比为1:
1。
3)地泵的固定
地泵在泵送过程中会产生强烈的震动,并需要抵抗输送管内混凝土的巨大反压力,地泵支腿焊接在一块钢板上,该钢板预埋在安装部位的混凝土梁内。
4)截止阀的设置
垂直管路下部设置一套截止阀。
4.高压泵管的布置及安装要求
4.1高压泵管的布置
1)水平管道的布置
水平管下面浇筑C20素混凝土基础梁,±0.000处的水平管下面浇筑C20素混凝土基础梁,高度为250mm,第一段水平管基础梁宽度为900mm,除第一段水平管基础梁外其余宽度均为300mm,±0.000处的水平管基础梁上每隔2m预埋钢板(240mm×240mm×10mm)一块,以方便卡箍固定。
泵管水平布置
2)竖向管安装
(1)每层楼板需要在竖向管道安装线路上预留300mm*300mm孔洞,已浇筑好的位置使用水钻在楼板上定位进行开洞,开300mm*300mm方洞,每层预留孔洞及预埋钢板(240mm×240mm×10mm),必须在一线上确保泵管能够顺利穿过楼板洞口。
(2)在泵送至70米以上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。
泵管立面布置
采用混凝土墩固定方式;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。
(3)竖向管道的布置必须保证所有立管同轴心,并跟结构有可靠牢固的连接。
(4)在塔楼100m高度以下的泵管使用超高压泵管,以上高度部分的泵管使用普通高压泵管。
3)U型抱箍及泵管每次浇捣时派人安装,并将泵管支架焊接或锚固在预埋的底座钢板上。
4)超高压输送水平管采用特制泵管,特制超高压管夹,管道连接采用公母扣锥面定心连接形式,O型密封圈密封。
5)普通高压泵管,当壁厚小于2.5mm时,应更换新管道。
弯头部位安全使用寿命约为5000m3。
4.2高压泵管的安装要求
1)水平管道的安装
(1)按照水平管道的布置图进行定位。
(2)按照定位对水平高压泵管进行预拼装。
(3)沿定位线浇筑砼梁,砼梁预埋安装甭管支架用的底座钢板(240mm×240mm×10mm),输送管支撑通过4个M20膨胀螺栓固定在预埋钢板上,输送管支撑可通过砼梁调整合适高度。
(4)安装泵管支架(带U型抱箍),考虑到楼板存在高低差,在支架底座钢板安装完毕后,使用水准仪进行标高测量,按照测量结果,适当对泵管支架下端型钢进行切割以确保泵管能在同一水平面就位。
(5)水平高压管道安装,并拧紧管卡螺栓以及固定座螺栓。
(6)地泵进行就位。
(7)待调试完毕后,将水平管道用手拉葫芦拉紧,使所有卡在吃力后按照泵管平面布置图,在弯头部位浇筑混凝土,固定管道。
2)竖向管道的安装
(1)按照竖向泵管的定位图纸对洞口位置进行定位。
(2)需要在竖向管道安装线路上预埋钢板(240mm×240mm×10mm),每层预埋一件。
(3)需要在竖向管道安装线路上预留300mm*300mm孔洞,已浇筑好的位置使用水钻在楼板上的定位点进行开洞,开300mm*300mm方洞,待混凝土浇筑完毕后再进行补洞。
(4)按照竖向泵管的定位图纸对洞口位置进行定位。
(5)开洞完毕后,沿竖向墙体吊通线,确保高压泵管能够顺利穿过楼板洞口。
(6)水平管与竖向管道采用90度大弯连接。
(7)支架在确保抱箍中心距离结构面为266mm(需要切割支架立柱3cm),泵管支架同底座钢板上的[16槽钢(槽钢在加工厂已焊接在底座钢板上)进行焊接,焊缝高度位6mm。
(8)安装完泵管支架之后,应重新对泵管支架的高度进行复核,确保安装高压泵时支架的水平位置以及竖向高度偏差小于3mm。
(9)沿泵管支架安装高压泵管,按照从低往高进行顺利安装,安装过程中严禁使用葫芦强行拉扯,防止管道变形弯曲。
5.地泵的清理及水洗方案
随着楼层高度的增加,每浇注完毕一次混凝土,泵管内滞留的混凝土会越来越多,每100m泵管内的混凝土约有1.23m3。
此部分混凝土按照传统气洗的方式从地泵场地吹出之后,将无法使用,即浪费了混凝土也需要大量人力清理。
所以必须采用地泵的水洗功能来实现泵送多高,水洗多高。
简单来讲,就是用清水将泵管内的混凝土顶出作业面浇注,以及一部分污水泵入垃圾斗内,管内的清水利用地泵的反泵功能抽回沉淀池。
1)低压泵送阶段
(1)混凝土浇筑完成前,混凝土工长提前估方,当未浇筑的混凝土方量与泵管内混凝土方量大致相等时(管内混凝土应比未浇筑混凝土量多0.2-0.3方),停止混凝土罐车的卸料,待地泵料斗内的混凝土基本无剩余时,关闭截止阀,从锥管处拆除管接头,倒出锥管中混凝土,安装两个海绵塞(海绵塞应用水充分浸泡)一个清洗活塞(黑色橡胶柱)。
安装完毕后,将锥管重新接回,扣好管夹,料斗内装满水,必须确保有足够的后续水源,打开截止阀,按“正泵启”,开始泵水推动清洗用具,沿管道前进,高压水将管内的混凝土顶出至浇注区域。
(2)浇筑完成后,管内混凝土还有少量残余(约0.2-0.3方),停止泵送,迅速将泵管端部接入垃圾斗,然后继续泵送,直到将泵管内的残余混凝土、海绵球及部分清水泵入垃圾斗内。
(3)泵管内水的处理有两种方式,1、利用地泵的反泵功能,将管内的清水反抽回地泵场地,流入沉淀池。
2、关闭截止阀,然后将地泵处的泵管接入转换管,再打开截止阀,利用作业面的气泵将水吹回罐车,运离施工现场。
2)高压泵送阶段
(1)相对低压泵送阶段的水洗流程增加一项工作,混凝土浇筑完成前,混凝土工长提前估方,当未浇筑的混凝土方量与泵管内混凝土方量大致相等时(管内混凝土应比未浇筑混凝土量多0.2-0.3方),停止混凝土罐车的卸料。
(2)待地泵料斗内的混凝土无剩余时,开始卸入砂浆,砂浆的砂跟水泥的比例为1:
1,卸入1料斗,然后将砂浆泵送完。
(3)待地泵料斗内的混凝土基本无剩余时,关闭截止阀,从锥管处拆除管接头,倒出该锥管中混凝土,安装两个海绵塞(其中一个清洗活塞)。
安装完毕后,将锥管重新接回。
(4)料斗内装满水,必须确保有足够的后续水源,打开截止阀,按“正泵启”,开始泵水推动清洗用具,沿管道前进,高压水将管内的混凝土顶出至浇注区域。
(5)浇筑完成后,管内混凝土还有少量残余(约0.2-0.3方),停止泵送,迅速将泵管端部接入垃圾斗,然后继续泵送,直到将泵管内的残余混凝土、海绵球及部分清水泵入垃圾斗。
泵管内水的处理同低压输送阶段。
(6)当现场具备搅拌砂浆能力时,第3条省略不作,可以不拆除泵管即可完成水洗。
3)注意事项
(1)在水洗前,应彻底检查地泵的眼睛板及切割环,确保其磨损在正常范围内,眼睛板及切割环的使用寿命约为2000方。
建议在首次水洗前,更换新的眼睛板及切割环。
(2)当高压泵送阶段水洗时,特别应注意砂浆的质量(水泥同砂比例为1:
1),否则极易发生堵管。
(3)在水洗前必须确保现场有足够流量的水源,水洗过程不能随意停止。
6.施工技术保证措施
1)在正式泵送前,须先压送1:
2的水泥砂浆作为管道的润滑剂,体积大约2立方米,用一个容器收集,然后用塔吊吊到地面上。
2)定期检查(每3天检查一次)管道释放松动、漏浆;检查眼镜板和切割环的间隙。
3)每次管道清洗,必须将管道内残余混凝土清洗干净。
4)泵送时,注意观察主系统压力表变化,一旦异常≥28Mpa,可切换到高压泵送,或反泵2次,再正泵。
5)泵送C60混凝土时,采用高压小排量,排量为30%~40%为宜,降低流速,时间不能放置太长,连续泵送;尽量减少待料时间,一般待料时间≤30min。
6)超声测量定期检测管道的壁厚,或者榔锤敲打水平段,用声音判断厚度是否更换,特别测量水平管、第一个弯管、从地面垂直向上30米直管。
7)宜缩短管线长度,少用弯管和软管。
输送管的铺设应保证安全施工,便于清洗管道、排除故障和装拆维修。
8)在同一管线中,应采用相同管径的混凝土输送管;同时采用新、旧管段时,应将新管布置在泵送压力较大处;管线宜布置得横平竖直。
应绘制布管简图,列出各种管件、管连接环、弯管等的规格和数量,提出备件清单。
9)垂直向上配管时,地面水平管长度不宜小于垂直管长度的四分之一,且不宜小于15m,或遵守产品说明书中的规定。
在混凝土泵出料口3~6m处的输送管根部应设置截止阀,以防混凝土拌合物反流。
10)水平管宜每隔一定距离用预埋的U支架固定,以便于排除堵管、装拆合清洗管道。
11)垂直管宜用预埋件固定在墙和柱或楼板顶留孔处。
在墙及柱上每节管不得少于1个固定点;在每层楼板预留孔处均应固定;垂直管下端的弯管,不应作为上部管道的支撑点,宜设钢支撑承受垂直管重量。
当垂直管固定在脚手架上时,根据需要可对脚手架进行加固;炎热季节施工,宜用湿罩布、湿草袋等遮盖混凝土输送管,避免阳光照射。
严寒季节施工,宜用保温材料包裹混凝土输送管,防止管内混凝土受冻,并保证混凝土的入模温度。
7.堵管的原因分析及处理措施
7.1操作不当容易造成堵管
1)操作人员精力不集中
输送泵操作人员在泵送施工中应精力集中,时刻注意泵送压力表的读数,一旦发现压力表读数增大,应立即反泵2-3个行程,再正泵,堵管即可排除。
若已经进行了反泵(正泵几个操作循环),仍未排除堵管,应及时拆管清洗,否则将使堵管更加严重。
2)泵送速度选择不当
泵送时,速度的选择很关键,操作人员不能一味地图快,有时欲速则不达。
首次泵送时,出于管道阻力较大,此时应低速泵送,泵送正常后,可适当提高泵送速度。
当出现堵管征兆或某一车混凝土的坍落度较小时,应低速泵送,将堵管消灭在萌芽状态。
3)混凝土的坍落度过小时采取措施不当
当发现有一斗混凝土的坍落度很小,无法泵送时,应及时将混凝土从料斗底部放掉,严禁强行泵送。
及时纠正罐车内的混凝土坍落度,添加减水剂或者泵送剂,掺加剂量按照混凝土搅拌站技术要求进行。
4)停机时间过长
停机期间,应每隔5~10min(几天具体时间视当日气温、混凝土坍落度、混凝土初凝时间而定)开泵一次,以防堵管。
5)管道未清洗干净
上次泵送完毕,管道未清洗干净,会造成下一次泵送时堵管,所有每次泵送完毕一定要按照水洗规程将输送管道清洗干净。
7.2管道连接原因导致的堵管
管道接法错误很容易导致堵管,接管时应遵循以下原则:
1)泵出口锥管处,不许直接接弯管,只是应接入5m以上直管后,再接弯管。
2)泵送中途接管时,每此只能加接一根,且应用水润滑一下管道内壁,否则极易造成堵管。
3)混凝土或砂浆的离析导致的堵管。
4)局部漏浆造成的堵管
出于砂浆泄露掉,一方面影响混凝土的质量,另一方面漏浆后,将导致混凝土的坍落度减小和泵送压力的损失,从而导致堵管。
漏浆的原因主要有以下几种:
(1)输送管道接头密封不严
输送管道接头密封不严,管卡松动或密封圈损坏而漏浆。
此时应紧固管卡或更换密封圈。
(2)眼睛板和切割环之间的间隙过大
眼睛板和切割环磨损严重时,二者之间的间隙变大,须通过调整异形螺栓来缩小眼睛板和切割环之间的间隙,若已经无法调整,应立即更换磨损件。
(3)混凝土活塞磨损严重
操作人员应经常观察水箱中的水是否混浊,有无砂浆,一旦发现水已混浊或水中有砂浆,表明混凝土活塞已经磨损,此时应及时更换活塞,否则将因漏浆和压力损失而导致堵管,同时还会加剧活塞和输送缸的磨损。
(4)因混凝土输送缸严重磨损而引起的漏浆
若每次更换活塞后,水箱中的水很快就变的混浊,而活塞时好的,则表明输送缸已磨损,此时需更换输送缸。
5)非合格的泵送混凝土导致的堵管
用于泵送的混凝土必须符合泵送混凝土的要求,并不是所有的混凝土都可以拿来泵送,非合格的泵送混凝土将加剧泵机的磨损,并经常出现堵管、爆管等现象。
(1)混凝土塌落度过大或过小
混凝土塌落度的大小直接反映了混凝土流动性的好坏,混凝土的输送阻力随着塌落度的增加而减小。
泵送混凝土的塌落度一般在20-24cm范围内,对于长距离和大高度的泵送一般需严格控制在22-24cm之间。
塌落度过小,会增加输送压力,加剧设备磨损,并导致堵管。
塌落度过大,高压下混凝土易离析而造成堵管。
骨料级配,对提高混凝土的泵送性能和预防堵管至关重要。
(2)水泥用量过少或过多
水泥在泵送混凝土中,起胶结作用和润滑作用,同时水泥具有良好的保水性能,使混凝土在泵送过程中不易泌水,水泥的用量也存在一个最佳值,若水泥用量过少,将严重影响混凝土的吸入性能,同时使泵送阻力增加,混凝土的保水性变差,容易泌水、离析和发生堵管。
一般情况下每立方米混凝土中水泥的含量应大于320kg,但也不能过人,水泥用量过人,将会增加混凝土的粘性,从而造成输送阻力的增加。
6)砂浆量太少或配合比不合格导致的堵管
(1)泵浆用量太少
因为首次泵送时,搅拌主机、混凝土输送搅拌罐、料斗、管道等都要吸收部分砂浆,如果砂浆用量太少,将导致部分输送管道没有得到到润滑,从而导致堵管。
正确的砂浆用量应按每200m管道约需0.5m3砂浆计算,搅拌主机,料斗\混凝土输送搅拌罐等约需0.2m3左右的砂浆。
因此泵送前一定要计算好砂浆的用量。
砂浆太少堵管,砂浆太大将影响混的质量或造成不必要的浪费。
(2)砂浆配合比不合格
当管道长度大于150m时,用1:
1的水泥砂浆(1份水泥/1份砂浆),水泥用量太少也会造成堵管。
7)气温变化导致的堵管
夏季气温较高,管道在强烈阳光照射下,混凝土脱水,从而导致堵管,因此在管道上应加盖湿草袋或其他降温用品。
冬季应采取保温措施,确保混的温度。
7.3意外故障的处理
1)堵管
超高层建筑泵送时,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接的弯管处。
堵管的处理方法,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。
预防堵管措施:
泵送150米以上高层时,必须将混凝土坍落度控制在22-24cm之间。
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:
关闭垂直管与水平处的液压闸阀并理换管道。
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