一种顶升混凝土泵送施工方法与流程

本发明涉及混凝土施工技术领域，更具体地说，它涉及一种顶升混凝土泵送施工方法。

背景技术：

泵送混凝土，是可用混凝土泵通过管道输送拌和物的混凝土。为了加快施工速度，泵送混凝土常常运用于高层或者超高层的施工。在超高层施工过程中，以三层一节柱进行混凝土的浇筑，为了利用混凝土的重力并且降低泵送混凝土所消耗的能源，高压泵管从柱的顶部伸入，使得混凝土从上而下掉落到柱内部。

现有技术的不足之处在于，由于自上而下浇筑的方式需要高压泵送管从柱的顶部伸入，并且混凝土自下而上进行堆积。由于底部的混凝土是最先浇筑的，就会导致更快的定型，使得后期整个柱内的混凝土无法做到内部自密实度一致，所以需要后期的振捣来实现一致的密实度。而底部先浇筑的混凝土处于静止状态，会出现失水而初步固结的问题，从而导致在振捣完成后混凝土的整体强度降低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种顶升混凝土泵送施工方法，能够提高钢管柱内部混凝土的密实度和钢管柱的整体结构强度。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种顶升混凝土泵送施工方法，包括以下步骤：

s1，设计准备

混凝土配合比计算，对混凝土进行现场模拟检测其性能；对钢管柱进行检查；泵管路线规划。

s2，高压泵管安装

安装混凝土泵，并将高压泵管固定于混凝土泵上；相邻的高压泵管之间通过法兰相互连接为整体；

s3，过渡管安装

在钢管柱靠近底部的侧壁上开设灌浆孔，并在灌浆孔内插入过渡管，过渡管和钢管柱之间焊接固定；过渡管是一根弧形的高压混凝土泵管，过渡管位于钢管柱内部的一端朝上设置，并在过渡管和高压泵管之间安装高压混凝土截止阀；

s4，混凝土顶升

启动混凝土泵对混凝土进行输送，待混凝土泵送至钢管柱顶部后，关闭高压混凝土截止阀，并拆除高压泵管；所述钢管柱采用接管的形式进行高度提升；每一次接管之前，对混凝土的塌落度和塌落扩展度进行检测，满足要求后再对钢管柱进行接管，继续混凝土的顶升；

s5，浇筑完成后操作

待混凝土初凝后，将过渡管延伸至钢管柱外部的部分进行切除并补强。

通过上述技术方案，在钢管柱靠近底部的位置开设灌浆孔，使得混凝土在混凝土泵的作用下通过过渡管从下至上进入到钢管柱内部。由于混凝土始终从下方进入，使得已经进入发哦钢管柱内部的混凝土在后面进入的混凝土的压力作用下被推动向上，同时在后面进入的混凝土的不均匀作用力下被搅动，从而使得钢管柱内部的混凝土能够混合均匀。

其次，在混凝土浇灌完成后，关闭高压混凝土截止阀，并拆除高压混凝土截止阀远离过渡管一端的高压泵管，并将高压泵管连接于上方接管的钢管柱上，再进行混凝土的顶升，使得每一节钢管柱之间的浇筑互不影响，大大提高了施工效率。

待混凝土初凝后，混凝土还处于半流体状态，便于清洗但是流动性较差。此时对过渡管超出钢管柱的部分进行切除，不会造成过渡管内的混凝土溢出的情况出现，然后对过渡管切除位置的管口进行补强，使得钢管柱在该位置的结构强度得到保证。

进一步优选为：在所述s1的设计准备中，所述钢管柱内部固定有横隔板，横隔板对应钢梁设置；横隔板的中部开设有浇筑孔，且横隔板的边缘开设有多个第一排气孔。

采用上述设置，横隔板能够提高钢管柱上连接钢梁的位置的结构强度。当混凝土从下至上地填充到钢管柱内部时，钢管柱内原有的空气会被挤出，第一排气孔的设置能够便于钢管柱内的空气的排出，从而提高钢管柱内部混凝土的密实度，避免钢管柱内部混凝土凝固后出现孔洞。

进一步优选为：在所述s1的设计准备中，所述钢管柱的侧壁上开设有多个第二排气孔，所述第二排气孔沿着钢管柱的长度方向均匀布置。

采用上述设置，进一步便于将钢管柱内部的空气排出。当混凝土在钢管柱内部向上运动时，混凝土内的砂浆会从第二排气孔中溢出一部分，从而便于操作人员观察钢管柱内的混凝土顶升的高度。

进一步优选为：在所述s3的过渡管安装中，在将过渡管插入到灌浆孔之前，先将过渡管、高压泵管和高压混凝土截止阀进行连接；然后启动混凝土泵将水输送到高压泵管和过渡管内进行润管，接着将砂浆泵送到高压泵管和过渡管内进行润管；润管完成后拆除过渡管并将其插入到灌浆孔内，并将过渡管和高压混凝土截止阀进行连接。

采用上述设置，润管后能够减小混凝土才高压泵管和过渡管内部运输过程中的摩阻力，从而加快混凝土施工的进度。在减小了混凝土与高压泵管内壁之间摩阻力的前提下，能够增加混凝土内部拌合物之间的内摩阻力，从而提高混凝土的相互粘合性，进而加快了混凝土的运输，降低混凝土滞留于高压泵管和过渡管内壁上的概率。

进一步优选为：在所述s4的混凝土顶升中，在每一节钢管柱靠近底部的侧壁上均开设灌浆孔，并在灌浆孔上插接一根端部连接有高压混凝土截止阀的过渡管。

采用上述设置，在每一节钢管柱上卷设置灌浆孔、高压混凝土截止阀和过渡管的组合，从而在接管完成后，可以直接将高压泵管连接于高压混凝土截止阀上，进行混凝土的顶升，大大提高了混凝土施工的效率。

进一步优选为：在所述s4的混凝土顶升中，当混凝土在钢管柱内部发生堵塞时，若堵塞混凝土的位置与钢管柱顶部之间的高度差不大于5米，则采用高抛方式将混凝土从钢管柱顶部浇灌到钢管柱中；若堵塞混凝土的位置与钢管柱顶部之间的高度差大于5米，在钢管柱侧壁上位于堵塞混凝土位置的上方开设灌浆孔，并在灌浆孔内插入过渡管，对混凝土进行重新顶升。

采用上述设置，提高钢管柱内部混凝土的连接性和密实度。当堵塞混凝土的位置与钢管柱顶部之间的高度差不大于5米时，说明需要浇筑的混凝土的量较少，可以利用推车或者其他装载工具将混凝土运输到钢管柱的柱顶进行浇灌。但是，当堵塞混凝土的位置与钢管柱顶部之间的高度差大于5米时，需要浇筑的混凝土的量仍然比较庞大，所以需要另取灌浆孔重新进行灌浆。将灌浆孔设置在堵塞位置的上方不远的位置，能够更好地将堵塞位置进行填充密室，也能够将堵塞位置上方的空间进行浇筑，提高了钢管柱内部混凝土的密实度。

进一步优选为：在所述s5的浇筑完成后操作中，补强是在切除过渡管后，在过渡管的切割位置覆盖一块钢板，并将钢板的边缘焊接于钢管柱上。

采用上述设置，提高钢管柱的结构整体性和结构强度，减少钢管柱在灌浆孔的位置出现应力集中而导致钢管柱出现形变的情况出现。

进一步优选为：在所述s5的浇筑完成后操作中，所述钢管柱上开设灌浆孔一侧的外壁上设置有补强组件；所述补强组件包括固定于所述灌浆孔两侧的导轨，所述导轨沿竖向布置；两根所述导轨之间滑动配合有钢板，所述钢板上方设置有沿竖向的电缸，所述电缸固定于导轨上；所述钢板的底部连接有拆卸式的切割组件；初始状态，所述切割组件支承于过渡管上；启动电缸和切割组件后，切割组件向下切割过渡管，同时被切割的部分被钢板覆盖；切割完成后，拆除切割组件、导轨和电缸，将钢板的边缘焊接于钢管柱上。

采用上述设置，当需要对过渡管进行切除时，启动切割组件和电缸。电缸推动钢板向下运动并带动切割组件向下切割过渡管。在切割组件切割完成的面，钢板会进行覆盖，从而避免了钢管柱内部的混凝土在过渡管位置的支撑力不足的情况出现，使得钢管柱内部的混凝土能够受力均匀并更好地进行终凝，提高了钢管柱的整体结构强度。

进一步优选为：所述切割组件包括固定于钢板上的气压切刀，所述气压切刀朝向钢管柱的一侧与所述钢板朝向所述钢管柱的一侧齐平；所述气压切刀上连接有一根导气软管，所述导气软管连接有气泵。

采用上述设置，能够使得过渡管的切面平整，并且减少残留在气压切刀上的混凝土，从而便于气压切刀的清洗和二次利用。

进一步优选为：两根所述导轨的顶部之间固定有连接梁，所述电缸固定于所述连接梁上；两根所述导轨的底部之间固定有连接杆；两根所述导轨和钢管柱之间通过固定组件进行固定；所述固定组件包括分别固定于两根所述导轨上相互背离一侧的两个套箍板，两个所述套箍板在钢管柱远离灌浆孔的一侧通过螺栓相互固定；且所述套箍板上固定有用于支承于楼板上的支撑杆。

采用上述设置，便于将导轨固定于钢管柱的侧壁上，并且不再钢管柱上开孔，减少了对钢管柱结构的上海，提高了钢管柱的整体强度。并且，上述固定组件的安装和拆卸方便，能够重复利用，提高了资源利用率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：将混凝土从钢管柱的底部向上进行浇筑，从而增强了混凝土在钢管柱内部的搅动，提高了钢管柱内部的均匀性和密实度；浇筑完成后对过渡管多余部分进行切除并补强，从而增强钢管柱的结构整体性和稳定性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是高压混凝土截止阀和过渡管未安装时的整体结构示意图；

图3是图2的a-a剖面结构示意图；

图4是图2的b-b剖面结构示意图。

图中，1、钢管柱；11、第二排气孔；12、灌浆孔；2、横隔板；21、浇筑孔；22、第一排气孔；3、混凝土泵；4、高压泵管；5、高压混凝土截止阀；6、过渡管；7、补强组件；71、导轨；711、连接梁；712、连接杆；72、钢板；73、切割组件；731、气压切刀；732、导气软管；733、气泵；8、电缸；9、固定组件；91、套箍板；92、支撑杆；10、钢梁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例：一种顶升混凝土泵送施工方法，其工程概况如下：

理想银泰城项目位于浙江省杭州市余杭区迎宾路与世纪大道交汇处地铁一号线临平首站地块，是集商业购物中心、国际甲级5a办公的大型商业综合体。理想银泰城三期工程为整个项目东南角的酒店及办公部分，占地面积约8000m²，总建筑面积10.5万m²；地下部分为3层地下室，建筑面积约1.4万m²；地上部为47层，建筑面积约9.2万m²。

混凝土拟定采用自密实混凝土,顶升施工工艺。混凝土强度要求如下:c55（7层～18层），c50（19层～22层），c45（23层～25层），c40（26层～47层）。

顶升混凝土泵送施工方法如下：

s1，设计准备

混凝土配合比计算，对混凝土的含气量、坍落度、扩展度进行检测；然后对混凝土进行现场模拟检测其现场施工性能；

参照图1，对钢管柱1进行检查，钢管柱1的侧壁上开设有多个第二排气孔11，第二排气孔11沿着钢管柱1的长度方向均匀布置，便于观察混凝土在钢管柱1内的浇筑高度；钢管柱1内部固定有横隔板2，横隔板2对应钢梁10设置；横隔板2的中部开设有浇筑孔21（见图3），且横隔板2的四角分别开设有一个第一排气孔22（见图3），便于将钢管柱1内的空气排出；

高压泵管4路线规划，确定高压泵管4的走向和长度，同时确定高压泵管4的连接节点位置；对高压泵管4长度方向上的固定点进行规划，并设置对应施工现场场地情况的固定支架对高压泵管4进行支撑。

s2，高压泵管4安装

混凝土泵3拟选用三一重工的hbt80c-1818dⅲ（f）混凝土泵3，混凝土泵3设置在三期东南侧位置；混凝土泵3就位后，在混凝土泵3一周用砖砌挡水台（图中未示出），以免洗泵污水污染场地；挡水台高300mm，宽150mm。挡水台上预留一个出水口，出水口通过排水沟与沉淀池相连，清洗混凝土泵3的污水经过沉淀处理后用于现场洒水降尘；

将高压泵管4固定于混凝土泵3上，高压泵管4和混凝土泵3之间通过法兰连接，且相邻的高压泵管4之间通过法兰相互连接为整体；高压泵管4连接处需要垫与高压泵管4泵管配套的橡胶圈，橡胶圈上抹黄油后压入到橡胶圈槽中；高压泵管4连接处的法兰在安装法兰螺栓时，先把所有螺栓拧上但不拧紧，然后对称拧紧螺栓；

高压泵管4上楼时选择电梯井、管井、预留洞等通直位置，具体穿过位置可根据现场实际情况调整，用木楔楔紧并在使用的楼面上用固定支架架设牢固，并在垂直转角和水平转角处固定支架与预埋在楼板上钢筋固定牢固。

s3，过渡管6安装

结合图1和图2，将过渡管6、高压泵管4和高压混凝土截止阀5进行连接，过渡管6是一根弧形的高压混凝土泵管，用以插入到钢管柱1内部；然后启动混凝土泵3将自来水输送到高压泵管4和过渡管6内进行润管，接着将砂浆泵送到高压泵管4和过渡管6内进行润管，砂浆的标号和需要泵送的混凝土中所用砂浆的标号一致；润管完成后拆除过渡管6并将其插入到灌浆孔12内；

在钢管柱1靠近底部的侧壁上开设灌浆孔12，并在灌浆孔12内插入过渡管6，使得过渡管6位于钢管柱1内部的一端的管口朝上；将过渡管6的边缘焊接于钢管柱1的外壁上，然后将过渡管6安装于高压混凝土截止阀5上。

s4，混凝土顶升

启动混凝土泵3对混凝土进行输送，待混凝土泵3送至钢管柱1顶部后，关闭高压混凝土截止阀5，并拆除高压泵管4；钢管柱1采用接管的形式进行高度提升；并且在每一节钢管柱1靠近底部的侧壁上均开设灌浆孔12，同时灌浆孔12上插接一根端部连接有高压混凝土截止阀5的过渡管6，过渡管6和钢管柱1焊接固定，便于后期对钢管柱1接管后直接对新接的钢管柱1进行混凝土的泵送，提高了施工效率；

每一次接管之前，对混凝土的塌落度和塌落扩展度进行检测，满足要求后再对钢管柱1进行接管，然后再对混凝土进行顶升；

当混凝土在钢管柱1内部发生堵塞时，若堵塞混凝土的位置与钢管柱1顶部之间的高度差不大于5米，则采用高抛方式将混凝土从钢管柱1顶部浇灌到钢管柱1中；若堵塞混凝土的位置与钢管柱1顶部之间的高度差大于5米，在钢管柱1侧壁上位于堵塞混凝土位置的上方开设灌浆孔12，并在灌浆孔12内插入过渡管6，对混凝土进行重新顶升。

s5，浇筑完成后操作

结合图3和图4，待混凝土初凝后，将过渡管6延伸至钢管柱1外部的部分进行切除并补强；为了便于对钢管柱1上切割后的位置进行补强，钢管柱1上开设灌浆孔12一侧的外壁上设置有切割组件73；

所述补强组件7包括导轨71、钢板72和切割组件73。导轨71设置于钢管柱1上开设有灌浆孔12的一侧，导轨71的截面为l形设置。导轨71在灌浆孔12的两侧分别设置有一根，两根导轨71沿竖向设置；两根导轨71的顶部之间固定有连接梁711，两根所述导轨71的底部之间固定有连接杆712；连接梁711的中心固定有竖向的电缸8，电缸8的活塞杆朝下设置；而钢板72位于电缸8的下方，钢板72和电缸8的活塞杆通过螺栓固定或者两者之间没有连接；钢板72朝向钢管柱1的一侧与钢管柱1外壁贴合，且钢板72沿着导轨71滑动配合；

切割组件73包括气压切刀731、连接于气压切刀731上的导气软管732和连接于导气软管732端部的气泵733，导气软管732的长度足够钢板72沿着导轨71上下运动。气压切刀731通过螺栓固定于钢板72的底部，且气压切刀731朝向钢管柱1的一侧与所述钢板72朝向所述钢管柱1的一侧齐平；

假如，钢板72和电缸8的活塞杆通过螺栓固定，则初始状态气压切刀731和过渡管6外壁间隔设置；假如，钢板72和电缸8的活塞杆没有连接，则初始状态气压切刀731抵紧于过渡管6的外壁上，或者将木条插接到钢板72底部的导轨71内，对钢板72的位置进行限定；当启动电缸8和气泵733后，气压切刀731向下切割过渡管6，同时被切割的部分被钢板72覆盖；当过渡管6被完全切除后，关闭气泵733，由于混凝土还没有完全凝固，所以钢板72会贴紧于混凝土或者缓慢下滑，最后气压切刀731底部抵紧于连接杆712上；

为了提高导轨71在钢管柱1表面的固定效果，并且使得钢管柱1便于开孔，两根所述导轨71和钢管柱1之间通过固定组件9进行固定；所述固定组件9包括分别固定有两根所述导轨71上相互背离一侧的两个套箍板91，两个所述套箍板91在钢管柱1远离灌浆孔12的一侧通过螺栓相互固定，使得套箍板91的内表面抵紧于钢管柱1上；且所述套箍板91上固定有用于支承于楼板上的支撑杆92；

当过渡管6被完全切除后，需要将钢板72焊接于钢管柱1上；先拆除电缸8，对钢板72的顶部和钢管柱1之间进行焊接；然后拆除气压切刀731，对钢板72的底部和钢管柱1之间进行焊接；接着，拧松两个套箍板91之间的螺栓，将导轨71拆除，再对钢板72的两个侧端面和钢管柱1外壁之间进行焊接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。