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混凝土超远距离泵送施工技术及经济分析

信息来源:hunningtu.biz  时间:2007-08-30  浏览次数:162

  混凝土是一种综合性能优良的传统建筑材料,其经济性,可塑性和耐久性尤为突出。随着社会的发展,无论是原材较,配合比,生产运输,施工技术和质量控制等方面都发生着深刻的变化。泵送混凝土已逐渐成为混凝土施工中一个常用的品种。它具有施工速度快,质量好,节省人工,施工方便等特点。因此广泛应用于一般工业与民用建筑结构混凝土、桥梁道路混凝土、大体积混凝土、高层建筑结构混凝土等工程。它既可以作水平及垂直输送也可用布料直接浇注。它要求混凝土不但要满足设计强度、耐久性等,还要满足管道输送对混凝土拌合物的要求,即要求混凝土拌合物有良好的可泵性。本文就以深圳市与东莞市交界处的某大型住宅小区工程为例,就混凝土超远距离泵送施工进行初步技术探讨和经济分析。
  一、工程实例简介
  该大型住宅小区占地面积达18万平方米,建筑面积达29.65平方米。混凝土总体积达9.6万立方米。小区背山环水,环境优雅,远离市区,有如世外桃源。但同时离现有的商品混凝土搅拌站也较远,而且路上经常严重堵车,商品混凝土无法满足施工及进度要求。在此情况下,建设方经报请行政主管机关同意后,在施工区内设置了现代化混凝土搅拌站,采用韶关建机厂1m3强制式搅拌主机、中晟建机公司整套电脑全自动套配料设备。并配套设置了一个三级实验室,进行混凝土配合比的设计与常规质量检验。
  由于施工场地宽阔,边长为397×453米,幢数达26幢之多。由多层(6层),小高层(12层)和高层(18层)组成。故此采用了中联建机HBT60 16 110S(A)型和盛隆建机HBT60 S16 110(A)型共两台高压拖挂式混凝土泵,在搅拌站直接泵送至浇筑现场。平均折算水平距离达757米,最远折算水平距离达1350米。
  二、材料的选用
  1、水泥:
  A、水泥用量:在泵送混凝土中,水泥砂浆起着润滑管壁和传递压力的作用,当水泥用量过少时,混凝土和易性差,阻力大,容易发生堵管。水泥用量过大,造价提高,而且不利于大体积混凝土施工,容易产生温度裂缝。同时,水泥过多,混凝土粘性增强,泵送阻力随之增大。《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)规定:在泵送混凝土中,水泥和矿物掺合料的总用量不宜少于300公斤/立方米。
  B、水泥品种:水泥品种对混凝土的可泵性有一定的影响。由于矿渣水泥的保水性差,泌水大,本工程泵送距离远,故不于采用。拟采用一般的普通硅酸盐水泥。经过公司采购部门的市场性价比调查,最后决定选用红水河42.5R散装水泥。
  2、砂:采用在附近河道开采的中砂,含泥量不大于3%,氯离子含量不大于0.02%.0.315%毫米筛余不低于16%.
  3、碎石:采用附近城建集团石场开采的公称粒级为16-31.5mm石子,含泥量不大于1%.
  4、粉煤灰:采用黄埔电厂风选二级粉煤灰,细度(0.045mm方孔筛筛余)不大于20%,烧失量不大于8%.
  5、泵送剂:采用建筑宝JZB-3型高效超塑化剂。含固量为40%,Na2SO4<3.0%,减水率≥18,并与红水河42.5R水泥有良好的兼容性。
  6、水:采用自来水。
  三、混凝土配合比设计
  1、混凝土的要求:强度标号多样,从C20-C40;耐久性,保证建设物使用寿命达70年以上;高流动性,即可适应超远距离泵送;高工作性,即施工方便,易操作,经过机械振捣后达到较高的密实度。
  2、混凝土实验室配合设计由以往施工经验得出混凝土在输送管道中行进时,塌落度损失根据管道的长短可达10%-30%;依据混凝土配合比设计的基本原理与强度标准控制值,出厂塌落度初定为200-220mm,输送管道出口塌落度初定为140-160mm,试配的每立方米混凝土材料用量如下表:
  经再次试浇筑,该施工配合比在管道出口处塌落度基本保持在140—160mm之间,能较好地满足施工的要求。现场留置的试块按规定进行试压,均达到合格标准。
  四、混凝土泵送施工在混凝土泵送施工中,不合理的安放混凝土泵,不科学的布管,以及不严格的施工操作,都会造成大量的浪费和不必要的损失。所以,合理而科学的现场施工是非常必要的。
  1、合理放置混凝土泵。一般情况下,如果现场条件允许,都应将混凝土泵放置在建筑群的中间或周边位置,这样在施工过程中可以减少布管长度,缩短混凝土泵送行程,节省人力和时间。另外,混凝土泵用电功率较大,一定要保证用电充足,可靠接地。泵身安装平稳牢靠,地面硬实平整。
  2、合理布管。正确的布管是保证顺利进行泵送的必要条件,在布置时应注意以下几点:
  a)施工前认真进行配管设计,绘制布管简图,列出各种管件、连接件和配件的规格数量,提出清单。
  b)要尽可能选择最短距离来布置管路,必要时可以跨越或穿过障碍,跨越障碍需升高时应在管路最高点设置放气阀。
  c)在同一条管路中尽可能使混凝土断面保持不变,尽量不采用锥形管或弯管。
  d)垂直向上配管时,宜使用地面水平管长度不小于垂直长度的1/4,一般不宜小于15m,并应在混凝土泵出料口3m—6m处的输送管根部设置截止阀,防止混凝土拌合物倒流。
  e)倾斜向下配管时,应在斜管上端设置气阀,必要时可打开气阀放入空气,使管内压力平衡。向下配置的斜管底部应有足够长度的水平配管,以增强抵抗混凝土因自重可能下落的阻力,避免在管道中产生真空段。
  f)配管时应把新管配置在管路开始部分,因为该处压力比较高。经长期使用后泵管磨损较大,不要把这类管配置在泵压较大的区间,不合要求的旧管不能使用。
  g)配管如不能贴地布置,则应在配管两端设立支架,多采用脚手架支撑,弯管处及锥管处支架应用混凝土固定。
  h)南方夏季炎热,施工时也应在管上盖上麻袋或草垫,并用冷水浇湿,防止高温下混凝土坍落度损失过大造成堵管。
  3、混凝土泵送。泵送工艺、管道安装完毕检查无误后,泵工检查电源及泵身各控制部分均处于正常状态时,方可开机进行空运转。
  a)空转正常后,应选项泵送适量的水,润湿混凝土的料斗、活塞及输送管内壁等直接与混凝土接触的部位。
  b)经泵水确认管道内无异物后,应泵送与混凝土内砂浆成分相同的水泥砂浆,砂浆的量不要太多,能够润滑整个管道即可。
  c)砂浆泵送完毕后,随之应马上放入混凝土进行泵送,直至配管末端打出混凝土为止。
  d)开始泵送时,混凝土泵应处于慢速、均匀并随时可反映泵的状态。泵送速度应先慢后快,逐步加速。同时应观察混凝土泵的压力和各系统的工作情况。待各系统运转顺利后方可以正常速度进行泵送。
  e)混凝土泵送应连续进行。
  f)在泵送过程中,应随时保持混凝土泵料斗中的混凝土量不低于吸料口,否则可能因吸入空气而导致出口处出现混凝土喷溅伤人的现象。
  g)当输送管被堵塞无法泵送时,应采取下列方法排除:
  a.重复进行正泵和反泵,逐步使堵塞部位的混凝土松动,实现可泵送。
  b.用木锤连续敲击,使之松动,再进行正反泵作业,排除堵塞。当上述两种方法均无效时,应首先反泵两次卸压,再将配管拆开,清除堵塞后,拧紧接头方可重新泵送。
  h)泵送结束后,应将混凝土配管和料斗清洗干净,最后,将混凝土泵各工作操比纵手杆全部打到停止位置,关掉总电源,上锁后泵工方可离去。
  五、质量保证措施
  (1)准确计量:在混凝土质量控制的过程中,准确计量是重中之重。特别是水的用量,一定要扣除砂、石的含水量,水胶比的误差值低于是%.
  (2)清除梁、柱、基础、坑槽内积水:在施工前,冲洗钢筋,润湿模板等作业或下雨过后,在上述部位通常容易积水,当混凝土流动至该部位时,就会因局部水胶比过大而出现强度骤降,不深过大时更可能出现离析水洗现象,而导致夹砂层、夹石层,所以积水必须清除干净。
  (3)防止漏浆:由于混凝土流动性大,当模板有大于2cm2后的孔洞时,极易造成漏浆。漏浆将使混凝土产生蜂窝、麻面,严得者引起局部疏松,造成强度丧失,必须打掉重新浇筑。
  (4)防止浮浆过厚:机械振捣的方式与时间应按施工手册具体规定执行,当浇柱子、大体积基础及梁体时,在施工末阶段应洒布碎石(清洗干净的),以均衡骨科含量。当浮浆析水时,还应适当加入适量同品牌同批号的水泥,改善水胶比。当浮浆过厚,应在下道工序前清除浮浆。
  (5)加强养护由于掺入粉煤灰和塑化剂,故必须加强养护。特别是浇筑成型后14天内应保持湿润状态,使粉煤灰与Ca(OH)2产生化学反应,形成胶凝组分,从而提高混凝土强度。
  六、经济分析
  七、结论
  混凝土的质量是由多方面构成的,从生产、运输、浇筑、振捣、养护,每个过程都将对其造成直接影响。故此应加强控制。而输送工艺的改进与革新,例如混凝土超远距离泵送施工工艺,技术上是可行的,而从经济上分析,能降低能耗,减少人工与机械投入,从而节约成本,提高功率。
  参考文献
  1、普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2000)。北京:中国建筑工业出版社,2001
  2、混凝土泵送施工技术规程(JGJ/T10-1995)。北京:中国建筑工业出版社,2003
  3、实用土木工程手册(第二版),北京:人民交通出版社,1996
  4、混凝土泵送剂(JC 473-2001)。北京:中国国家建筑材料工业局标准化研究所,2001
  5、泵送混凝土的现场施工(2004)。

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