中小型山体建筑二级泵送混凝土技术研究.docx

中小型山体建筑二级泵送混凝土技术研究摘要：目前，在中小型山体建筑混凝土施工过程中，无论采用何种浇筑方式,都不可避免的会遇到长距离、大高差混凝土运送难题。这篇论文根据工程实例，通过实验，实际运行，进而进行总结，叙述了运用二级泵送技术对中小型山体建筑长距离、大高差混凝土进行运送的方法和经验，文章可为以后类似工程提供参考和借鉴。关键词：山体建筑，长距离，大高差，混凝土运输，二级泵送.Z,1 刖三在山体建筑的施工过程中，通常会伴随着长距离、大高差混凝土运输问题。目前，山体长距离、大高差混凝土运输的方法有：搭设索道运输法、直升机运送法、现场搅拌法、高压泵送法等。山体建筑施工，一般存在施工场地狭小，混凝土运输距离长、落差大等问题。采用搭设索道法、直升机运输法，花费成本高且无法满足连续浇筑要求；采用现场搅拌法，施工场地又满足不了要求，且混凝土质量无法保证。因此，采用高压泵送混凝土，是一种比较可行的思路。分级接力泵送作为一项较为成熟的施工技术，经常被用于高层、超高层的混凝土施工。它不仅可以提升混凝土运输距离、克服大高差，还可以在堵管时快速进行分段排查，减少检修时长，提高混凝土输送效率。在“富龙四季小镇崇礼之眼项目”建设中，将二级接力泵送技术应用到此中小型山体建筑混凝土施工，取得了良好效果，为中小型山体建筑混凝土施工提供了一种相对合理的解决方式，该方式准备周期短、输送速度快、消耗费用少，具有较好的实践意义。2 工程概况富龙四季小镇崇礼之眼工程，施工地点位于河北省张家口市崇礼区。本项目位于富龙四季度假小镇雪场最高峰，F-061地块，海拔1725m,与崇礼市区高差近450m。项目建设用地面积10037总建筑面积为6223地上总建筑面积5225ma,包含公共大厅、餐厅、VIP区、多功能厅、天文中心、客房及设备机房;地下总建筑面积998E，包含厨房、设备机房及附属用房；结构类型为地下框架结构、地上钢框架结构，属于中小型山地建设项目。项目地下室部分、地上楼地面及屋面部分均为钢筋混凝土结构，混凝土使用量约430Om3。按照现场实际施工情况，于2021年7月正式开展混凝土施工作业。按照甲方提供的现场地形资料，经现场实地勘察，确定现场最为合理的一条泵送路线为由山腰咖啡屋处起始设置一级泵，沿19号雪道上行铺设泵管，于19、20号雪道交汇处布置二级泵，最终泵管铺设进施工现场。上述泵送路线经实地测算，水平输送距离约为610m,垂直输送距离约为160m。项目部使用二级泵送混凝土方式，完成了混凝土快速、高效、保质保量的浇筑任务。3 施工工艺流程和操作要点3. 1施工工艺流程本山体建筑采用两台混凝土泵车接力完成混凝土输送的二级泵送技术。该施工关键技术主要包括：确定泵车的布设与选型、泵管的布设与固定、混凝土泵送、余料回收及泵管清洗、泵送混凝土注意事项。施工工艺流程如图3-1。图3-1工艺流程图3.2确定泵车布设位置及泵车选型3.2.1泵车布置位置经现场测算，本项目工程泵管布设水平距离约为610m,垂直距离约为160m,由于地处山地，泵管大部分沿山势倾斜布置，实际布置长度约为830m。泵车布置主要考虑两个方面。一是地形，泵车须布置在相对平坦的地形处，斜坡无法布置并展开；二是距离，泵车布置的位置要满足泵送距离要求，保证一级泵可以顺利泵送至二级泵处，二级泵可以顺利泵送至施工现场。基于这两点考虑，经过现场勘查，选定山腰咖啡屋处布置一级泵，19号、20号雪道交汇处布置二级泵，该两处位置，地势平坦，且距离适中，符合泵车布设位置各项要求。图3-2泵车布置示意图3. 2. 2泵车选型分析(1)地泵选型分析考虑到混凝土泵送最为不利情况，此时所需混凝土泵泵压计算如下:计算公式：a泵车的最大输送距离计算公式：P1, = l2式中：Ph-混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失(Pam)1.maX泵最大输送距离(m)；Pe混凝土泵产生的额定压力(Pa)；Pmax混凝土最大泵送阻力(MPa)r混凝土输送管半径(m)；K1粘着系数(Pa),Kl=300-Sl;K2速度系数(Pams),K2M00-S1；t2t1分配阀切换时间与活塞推压混凝土时间之比，一般取0.3；V2一-混凝土拌合物在输送管内的平均流速(m/s)；2一一径向压力与轴向压力之比，普通混凝土取0.9；Si混凝土塌落度，取200mm；1.一一配管长度；表3-3混凝土输送管换算长度表管类别或布置状态换算单位管规格水平换算长度(m)向上垂直管每米管径(mm)1254倾斜向上管米管径(mm)125co÷¼n垂直向下管、倾斜向下管每：米1方管每只弯曲半径(mm)50012/901000990胶管每根每根长35m20计算：本工程采用两级接力泵送。1.l=370+87×4=718m1.2=240+73×4=532m两级泵选取相同规格型号，故只取最长的泵送距离计算，取L=718m泵管选取管径125mm的高压泵送管混凝土塌落度Sl取20Omm混凝土管内流速取0lms制川令川吗._2_.x0O*2OOx(UO3)mO1)kO9-3628SPam2一LP_Fnux-1-三-*PfIO17ixM2S8112-38(Pa(2)超高混凝土的输送是混凝土施工的关键，也是影响质量和控制工期的关键。根据以往施工经验，结合工程混凝土施工的特点，在与泵送厂家沟通协商后，本工程施工地泵选用两台中联重科10026车载泵。该泵车技术参数为车载泵功率199KW,出口压力26MPao（3）泵送能力验算从泵管布置来看，第一级由咖啡屋至中部平台的输送线路最不利，按此时的泵管布置验算。垂直管按87m计，水平管按370m计。从泵管布置图来看，第一级由咖啡屋至中部平台的输送线路最不利，按此时的泵管布置计算，主要参数如下：取泵管实际输送距离：L=370+87X4=718米根据混凝土泵的最大出口压力、配管情况、混凝土性能指标和输出量，按下列公式进行计算：*airH.7zrXboo*200«0*03）-0l9-¼28SPin>5三=×l=683423628.8综上计算：混凝土泵的最大水平输送距离6834m>718m,混凝土泵选型和泵管布置均满足现场施工要求。3.3泵管的布设与固定3. 3.1泵管布设根据以往工程经验及现场实际情况，泵管选用125mm高压泵管。根据选定的泵车位置及山体的地势地形，本着尽可能少用弯管、锥形管和软管、尽可能缩短管线长度的原则，确定泵管布置路线。泵管实地布设如图3-4：图3-4现场泵管布置示意图泵管布设由机械配合人工完成。先由一台LG983装载机将泵管运至一级泵所在的咖啡屋平台处，然后采用爬坡较灵活的XE65DA小挖机将泵管吊运至安设位置，后由人工进行布设。4. 3.2泵管固定泵管沿斜坡铺设至山顶平台，由于泵管直接布置在斜坡上，泵送过程中泵管可能产生较大位移，为保证混凝土泵管的安全性、稳定性，防止泵管在泵送混凝土过程中纵向位移及横向晃动幅度过大，影响混凝土泵送效果，选择使用混凝土墩+钢丝绳地锚方式固定泵管。具体操作如下：每隔50m,设置一个固定点，由小挖机负责在指定固定点位置开挖基坑后，人工清理基槽，支设模板，用小挖机装载混凝土配合人工浇筑50OnIm（宽）*50Onlln（长）*10OOmm（高）混凝土固定方墩，内部埋设锚板，用于泵管固定。通过钢丝绳连接固定墩与泵管，钢丝绳上固定点采用锚板锚固在混凝土墩内，下固定点设置在泵管节点处，采用3个固定卡卡住钢丝绳。泵管固定方式如图3-5所示。图3-5泵管固定示意图3. 4混凝土泵送经过试运行调试，将泵车、泵管、泵车操作人员等一整套泵送体系磨合、调整至协调同步状态，整套泵送体系稳定后，方可正式进行混凝土泵送施工。安排一位专门管理人员对整体泵送工作进行统筹安排、管理，观察泵送体系运行情况,针对现场实际情况及时进行调整，保证泵送体系运行。泵送体系正常运行后，平均每小时可完成Iom3混凝土的泵送工作，可以满足现场施工要求。1 .5余料回收及泵管清洗超高泵送混凝土的余料回收及泵管清洗是个不容忽视的问题。混凝土余料回收处理不当，不但造成混凝土浪费，还会对当地的山林环境造成破坏，增大项目碳排放。且泵管清洗不到位，还会影响泵管的重复使用率。本工程采用直接水洗的方式，泵送多高，水洗多高，既解决了余料回收的问题，又达到了清洗泵管的效果。（1）在混凝土泵送时，将泵管内的混凝土量计算在内。（2）将最后一斗混凝土泵入管内后，关闭液压截止阀，在料斗内加入0.507m3与混凝土配合比相同的砂浆，打开截止阀，将砂浆泵入管内，作为封闭隔离层。（3）关闭液压截止阀，在料斗内注满水，打开液压截止阀，利用高压水将泵管内混凝土泵至操作层，直至泵出砂浆停止。图3-6水洗碎泵管示意图（4）再次将液压截止阀关闭，将混凝土泵车至截止阀一段泵管拆除，打开液压截止阀，利用重力将水排出泵管。3 .6泵送混凝土注意事项（1）泵送时需严格按照说明书的操作方法操作。（2）地泵与泵管连接好后，先进行全面检查，确定接口完好、机械设备正常后方可开机。（3）地泵启动后，先采用同配合比的水泥砂浆润管，以湿润料斗、活塞及泵管内壁等。经检查地泵及泵管中没有异物并且没有渗漏后，方可正式浇筑碎。（4）开始泵送时，地泵必须处于慢速、匀速并随时可以反泵的状态，然后逐渐加速，同时观察地泵的压力和各系统的工作情况，待系统确认正常后才开始正式泵送。（5）泵送时，活塞的行程尽可能保持最大，以提高输出效率，也有利于机械的保护。地泵的水箱或活塞清洗室必须保持盛满水。（6）当需要接管时，必须对新接管内壁进行湿润。（7）试运行通过且无异常后，方可正式进行混凝土泵送施工。4 结论4.1 项目实验及完成效果富龙四季小镇崇礼之眼工程，使用二级泵送技术，经过4个月正常运行，已经完成混凝土施工约358（3。通过该技术施工的混凝土，混凝土性能较为良好，浇筑效果满足施工要求。4. 2经济效益与租赁直升机、搭设货运索道动辄几十甚至上百万的费用相比，租赁每台泵车每月数万元的费用显得极为友好，选择租赁泵车，通过二级泵送技术运输混凝土可以为项目节约部分成本。通过二级泵送技术进行混凝土运送，每小时约能完成Iom3混凝土的运送工作,而通过搭设相同长度的索道运送混凝土，索道每次运输混凝土量为In?,从装料到卸料单次运送混凝土上行时间约为15min,卸料后下行时间约为5min,平均每小时运输混凝土量为3m3。故利用高压泵送技术，有利于节省工期成本，减少人员、机械窝工。最为关键的是利用高压泵送技术实现了混凝土的连续浇筑，保证了混凝土的浇筑质量，为项目节约了部分隐形成本。参考文献：ElJGJ/T10-2011混凝土泵送施工技术规程，中国建筑工业出版社2刘鑫，刘成伟.混凝土超高泵送中泵管布置分析3谢创德.超高层混凝土泵送施工技术作者简介：吴晓峰，项目技术负责人，中建交通建设集团有限公司，联系地址：河北省张家口市崇礼区商贸新区中建交通项目部，076350,电话：15567694658,邮箱：4943887861