超长距离泵送混凝土施工应用技术

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中图分类号： TU74 文献标识码： A 文章编号：

预拌混凝土以其质量稳定，节能环保，尤其在大体量混凝土浇筑作业中配合泵送技术施工效率大大提高等特点越来越受到施工单位的青睐。

我公司承建的某工程占地160亩，共有办公楼、教学楼A、B、C、综合楼、餐厅、宿舍楼A、B、C九个单体工程，总建筑面积53499㎡，混凝土浇筑量达20000m3，在前期准备中项目部决定现场设搅拌站一座，配合一台广州佳尔华电动拖式混凝土泵进行混凝土施工，搅拌站设在混凝土工程量较大的办公楼、教学楼A、B、C、综合楼附近，距最远的建筑物宿舍楼C220m，为实现混凝土工程顺利施工，项目部设计了远距离泵送混凝土施工方案，最大一次浇筑基础混凝土量400 m3，取得了很好的效果。

设备选择

管路布置

以距离最远的宿舍楼C为例进行设计，水平距离220m，90°弯头5个，锥形管1根，最大垂直向上距离25m，选择直径125mm的无缝钢管输送，则水平换算输送距离为：

Lmax=L1+L2+L3+L4=220+5×9+1×8+25×4=373m

L1——水平长度，水平换算长度1m=1m

L2——弯头换算长度，水平换算长度每个弯头=9m

L3——锥形管换算长度，水平换算长度=8m

L4——垂直换算长度，1m=4m

保守考虑取水平换算输送距离400m。

混凝土泵选择

根据《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95标准，混凝土泵送最大水平距离

Lmax＝Pmax/ΔPH 其中ΔPH＝2/O{K1＋K2[1＋T2/T1]V2]α2} K1＝(3.00－0.1 S1)ｘ102mK2＝（4.00－0.1 S1）ｘ102m 式中Lmax——混凝土泵的最大水平输送距离(m)；Pmax——混凝土泵的最大出口压力(Pa)；ΔPH——混凝土在水平输送管内流动每米产生的压力损失,(Pa/M)；O——混凝土输送管半径(m)；K1——粘着系数(Pa)；K2——速度系数(Pa/m/s)；S1——混凝土坍落度(cm)； 本工程出机坍落度取22cm。T2/T1——混凝土泵

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——混凝土拌合物在输送管内的平均流速(m/s)；取1m/sα2——径向压力与轴向压力之比，对普通混凝土取0.90。

ΔPH＝2/O{K1＋K2[1＋T2/T1]V2]α2}

=2/0.0625{（3-0.1×22）×102＋（4-0.1×22）×102 [1＋0.3]×1}×0.9=9043.2Pa/m

选择型号为HBT60A1813S的混凝土泵，输送压力12.9Mpa/7.6 Mpa（高压/低压），在实际施工中为保证混凝土输送平稳，选择用低压施工，则

Lmax＝Pmax/ΔPH=7.6Mpa/9043.2Pa/m=840.4m>400m，满足要求。

配合比设计

泵送混凝土配合比设计有别于一般混凝土，因为其在特制的管道中实现水平、垂直运输，因此，泵送混凝土不仅要满足设计对混凝土强度、耐久性的要求，还要有较好的可泵性，即满足有较好的和易性、保水性，摩阻力小等要求。对于本工程水平输送距离远，混凝土在管道中停留时间长，使得混凝土坍落度损失增加，对其可泵性十分不利，因此项目部积极与实验室沟通，就如何在保证混凝土质量的前提下增加其可泵性问题对混凝土配合比设计进行了仔细研究，在实际施工中证明配合比设计还是十分成功的。

水泥品种及用量

泵送混凝土中，水泥砂浆可以起到泵管的作用，合适的水泥砂浆比例可以最大限度的减小混凝土在泵送过程中的阻力，水泥用量过少，混凝土和易性差，泵送阻力大，并且也加剧了泵管的磨损，水泥用量过多，会增加工程成本，不经济，且水泥砂浆对泵管粘着力增大，会增加泵送难度，因此水泥用量对混凝土可泵性影响很大，宿舍楼C混凝土强度C25，采用邢台咏宁矿渣32.5水泥，用量413㎏/m3，满足《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T10-95标准泵送混凝土最少水泥用量330㎏/m3的要求，同时掺入粉煤灰，降低水泥用量，减少水泥水化热，提高混凝土和易性。

粗集料

根据《混凝土泵送施工技术规程》泵送高度50~100m（相当于水平长度400m）粗集料最大粒径与输送管径之比≤1：4，故选择邢台太子井出产的10~20mm连续级配碎石，针片状颗粒含量小于10%

细集料

细集料采用中砂，通过0.315mm筛孔的砂，不应少于15%，并应有良好的级配。细集料对混凝土拌合物的可泵性有很大影响。混凝土拌合物之所以能在泵管中顺利流动，主要是由于粗集料被包裹在砂浆中，而由砂浆直接与管壁接触起到的作用。本工程选用邢台内邱出产的中砂。

掺合料

粉煤灰是一种表面圆滑的微细颗粒，泵送混凝土中掺入粉煤灰，能使混凝土的流动性显著增加，减少混凝土的泌水和收缩，粉煤灰还能替代部分水泥，增加混凝土和易性，大大改善混凝土的泵送性能。本工程选用山东聊城的Ⅰ级粉煤灰。

外加剂

泵送混凝土要求混凝土有较大的流动性，且在一定时间内保持这种性能，即要求坍落度损失小、不泌水，不离析等，要做到这一点，就要靠混凝土外加剂，本工程选用石家庄盛源生产的HK-4泵送剂，它是一种多功能复合产品，例如为了控制水灰比，但又要求混凝土坍落度，就要求外加剂有减水作用，泵送混凝土在管道中停留时间较长，尤其在夏天，气温较高，混凝土坍落度损失大，不利于泵送，这是就要求外加剂有缓凝作用，为了进一步提高混凝土的可泵性本工程所选外加剂还有引气成分，它可以在管壁上形成大量小的稳定气泡，起到类似滚珠作用，减少阻力，增加混凝土可泵性。

施工支持

坍落度控制

由于混凝土在输送管中停留时间长，且泵管在接头处连接不严有水溢出，混凝土在输送过程中必然会有坍落度损失，影响混凝土可泵性，因此应检查泵管连接严密性，经常更换胶圈，防止混凝土失水干涩，失去可泵性堵管。本工程控制混凝土出机坍落度22cm，经实测混凝土浇筑坍落度18~20cm，坍落度损失2~4cm。

2、配合比控制

现场搅拌站配料器PLD-1200只能控制石子、砂子的质量，而掺合料和外加剂只能通过人工控制，为了控制混凝土配合比准确，保证混凝土的可泵性，项目部制作了专用料斗，混凝土施工期间还派专人巡视检查。

3、润管

每次混凝土浇筑前先用2m3水润管，再辅以2 m3同混凝土配比的去石砂浆润管。

泵送的连续性

混凝土浇筑过程中应安排好人员配备，避免混凝土浇筑因人员不足而中断，本工程配备两个班组，一旦混凝土开盘，保证混凝土施工的连续性，当混凝土浇筑中断时间过长时，应及时对混凝土泵进行反泵，防止混凝土失去流动性堵塞泵管。

经济性分析

1、泵送混凝土施工效率高，机械化程度高，可以节省大量人力，缩短1/3施工工期，可减少人工费（5万元）及周转工具租赁费（30万元）的开支。

2、泵送混凝土中加入工业废料粉煤灰，既可以减少水泥用量10%（计840t，16.8万元），又可以对工业废料加以利用，保护环境。

3、避免搅拌站二次挪动，节约了二次机械安装（0.7万元）、场地平整（500元）、水泥库重复建设（0.15万元）、料场布置的费用。

4、利用搅拌站集中拌制混凝土，通过电子设备对原材料进行计量，有利于混凝土质量控制，最大限度的降低了混凝土的质量风险。

5、整个工程混凝土施工仅依靠一台混凝土泵、一座混凝土搅拌站，比传统混凝土施工搅拌机拌制，辅以塔吊运输，可避免过多的机械设备入场。