世界第一高楼混凝土泵送技术(泵送高度601m)

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1、482 0 0 8 . 0 3 ( 上半月刊)工程报道SITE REPORT2 0 0 7 年1 1 月初， 一个世界最新的混凝土泵泵送高度诞生了6 0 1 m ！该记录是由普茨迈斯特超高压混凝土泵在目前世界最高的建筑阿联酋迪拜塔( B u r j D u b a iT o w e r ) 的施工中创造的。这个6 0 1 m的泵送高度包括了管形柱和固定式布料杆，是从固定在建筑结构中竖管的长度和垂直输送管道的长度计算得出的，实际的混凝土浇注是在5 8 5 m的高度进行的，理想的泵送高度已经上移到 6 1 1 m ！阿联酋迪拜塔高度将超过8 0 0 m ，该塔的核心筒于2 0 0 5 年年初开始施

2、工，安装 3 台普茨迈斯特混凝土泵、1套复杂的输送管道系统和4个固世界最高建筑 的混凝土施工方案刘慧彬定布料杆和性能特殊的混凝土。由于施工的快速进展，大厦越高建筑结构越窄，4 个固定式布料杆中的3个和 1台拖泵被拆除。普茨迈斯特的这些设备在工程建设中经受住了考验，并发挥了巨大的作用。1 准备测试阿联酋迪拜塔的混凝土供应商和泵送的服务商 U n i mi x 公司基于对普茨迈斯特公司技术水平和可靠性的充分信任，决定委托普茨迈斯特公司供应和安装拖泵和布料杆系统。通过早期的拖泵测试，普茨迈斯特公司已经确定用泵送高度超过6 0 0 m的混凝土拖泵和混凝土输送管，其出口排量为 3 0 m3/ h 。为了

3、稳定，该大厦的顶部将从 1 5 6层开始使用轻型钢结构，混凝土楼板将浇注到高度在 6 1 1 m的第 1 6 0 层。1 . 1 超高层建筑的拖泵输送模拟2 0 0 5 年年初，普茨迈斯特在德国总部和迪拜的施工现场作了充分的准备并配备相应的人员，对拖泵和输送管线进行了一系列全面的测试。测试的目的是根据混凝土在输送管线中模拟的压力以及混凝土的摩擦并将其转化为超高层建筑的泵送系统。测试使用的拖泵型号为B S A 1 4 0 0 0 H P - D超高层建筑用拖泵和 D N 1 2 5 Z X输送管线。同时，核心筒和 3个裙楼的基础底板是由不同长度臂架的泵车施工的。7 0 0 0 m3的核心筒基础是

4、由 2 0 0 根 1 . 5 m的混凝土桩，裙楼是由 0 . 9 m的 6 5 0 根桩支撑的。桩的深度达到 5 5 m，大厦的底板混凝土为 4 5 0 0 0 m3。1 . 2 超高压混凝土泵普茨迈斯特公司初期已经确定了要开发的新超高压混凝土泵的细图1 在阿联酋迪拜塔( B u r j D u b a i T o w e r ) 极为专业的超高层混凝土泵送一般是在 晚上进行的。图2 普茨迈斯特泵送组、 混凝土接收区的管道安装 和3 个清洗系统。筑龙网2 0 0 8 . 0 3 ( 上半月刊)49别如下: 基础墙壁 C 8 0 A ，碎石最大粒径为2 0 m m ; 高度为9 5 m的第2

5、6 层以下墙壁 C80A 碎石最大粒径为2 0 m m ; 高度为4 5 2 m 的第1 2 6 层以下墙壁 C 8 0 ，碎石最大粒径1 4 m m ; 高度为5 7 0 m的第1 5 4 层以下墙壁C 6 0 ，所有楼层的楼板混凝土均为C 5 0 。 尽管碎石最大粒径为2 0 m m的C 8 0 A 级混凝土原来仅用于高度在 9 5 m的第2 6层以下的结构，但该混凝土被泵送到 3 5 2 m的高度第 1 0 0 层( 坍落度为 5 0 c m ，水灰比 0 . 3 ) ，此高度使用此材料的情况下， 有杆腔运行时， 当混凝土的排量为 3 0 m3/ h ，混凝土压强仅为 1 5 M P a

6、 。2 . 2 成本节省对不同高度的混凝土等级设计中，根据高度确定不同的碎石粒径，一方面可以满足混凝土泵送到3 0 0 m以上，另一方面，则降低了成本。因为相对于最大颗粒尺寸1 4 mm的混凝土来说，最大颗粒尺寸 2 0 mm的混凝土需要的水泥和细沙要少的多。3 混凝土质量的保证在混凝土搅拌厂中每一批混凝土的生产都接受监控并做有记录。在混凝土运输和泵送前，定期检查混凝土的温度和流动性，并制作试块检查混凝土强度。 此外， 现场的管理者为确定混凝土凝固和收缩指标进行取芯。每次泵送时每根输送管中都泵送有2 m3的泵送辅助剂， 辅助剂是在大厦上的一个容器中收集，然后用塔机吊到地面上。模板的精确定位是通

7、过卫星定位系统完成的，这意味着垂直偏差只有几毫米。在1 0 1 2 h 后，模板打开; 2 4 h 后，拆除模板。每 3 4 天完成一层大厦核心筒和楼板。由于外界温度高，混凝土一般是在傍晚或晚上浇注的，但温度计常常还是显示将近 4 0 。 因为混凝土浇注时的温度最高只能是 3 5 ，骨料在配置成混凝土之前在混凝土厂中经过了冷却，且一部分的水换成了冰( 碎冰片) 。这意味着混凝土供应商 U n i m i x 即使在夏天也能够以2 7 2 8 左右的温度将混凝土运输到阿联酋迪拜塔施工现场。图3 测试阶段铺设的几百米的输送管节。该泵机必须在 2 0 0 5 年夏天制造完成并交付，用于即将开始的超高

8、层建筑混凝土输送。B S A 1 4 0 0 0S H P - D超高压混凝土泵，包括在框架和料斗在内的组件都得到了加强以承受巨大的压力。普茨迈斯特还调整了 S 阀和 S 阀轴承的预期压强。B S A 1 4 0 0 0 S H P - D本身既具备特别高效的过滤系统，普茨迈斯特的工程师又改进了混凝土泵的液压驱动系统，无杆腔运行时混凝土压强和液压系统的油压比小于 i = 1 。此传动比例使高性能的泵机可实现超过4 0 MP a 的混凝土压强。2 混凝土强度等级与碎石最 大粒径2 . 1 要求为了尽量降低楼板和承重墙的尺寸，承受随着高度的增加而上升的荷载，这个超高层建筑的施工现场只使用高强度的混

9、凝土。根据原来的计划，各高度的混凝土强度级图4 阿联酋 迪拜塔的平面图， 包括了平台、3 个 翼楼和中央建筑核心筒图5 在夜间工作中的一台B S A 超高压混凝 土泵图6 测试混凝土强度筑龙网502 0 0 8 . 0 3 ( 上半月刊)图7 坍落度试验图8 定期测量混凝土温度图9 一部分用于拌制混凝土的水换成了冰图1 0 2 条主管道可以在数 次移动后转变成4 个竖管工程报道SITE REPORT4 混凝土输送管线系统为阿联酋迪拜塔设计泵送高度很高的混凝土泵仅仅是普茨迈斯特公司的任务之一，另一个特别的挑战是输送管线系统的耐磨性能、耐高压以及管线的走向和在建筑结构中的固定。对于楼板的混凝土浇注

10、，U n i mi x 运用普茨迈斯特标准的固定式混凝土泵和标准的 Z X输送管 D N1 2 5 。该设备将大部分强度C 5 0 的混凝土泵送至 4 5 2 m的高度。同样的B S A 1 4 0 0 0 H P D 混凝土泵，曾在系列泵送测试中使用。根据现场的情况，几乎在整个泵送高度上都装配了内径 1 5 0 m m的泵管，用于泵送特别高强度的混凝土。只有在最高的 1 0层楼安装了普茨迈斯特Z X输送管 D N 1 2 5 ，此管道可以承受1 3 M P a 的压强。4 . 1 粗管道的特点在每小时输出相同的情况下，改变管道的横截面对流量、耐磨性、压强和混凝土在管道中停留的时间有直接影响。

11、 与1 2 5 m m的输出管道相比， 1 5 0 m m管道的截面积增大了约4 4 %。 这会造成压强下降近2 5 %，磨损也会相应下降。但随着流量下降，混凝土停留在管道中的时间会增加。当设计具体的混凝土规划时必须考虑更长的流动时间。当预期泵送高度为 6 1 1 m 时，混凝土在1 5 0 mm输送管中停留的时间大约为 4 0 mi n 。除了钻孔桩和基础底板的 4 5 0 0 0 m3混凝土外，还为平台、3个翼楼和塔楼的建设计算了大约2 6 万m3的混凝土。鉴于大量的混凝土需求，为了尽量减小输送管道在自然摩擦下的磨损，普茨迈斯特提供特长寿命的混凝土输送管，管壁厚度1 1 m m ， 并通过

12、超声测量定期监测管道的壁厚。4 . 2 混凝土输送管的支撑在进行混凝土浇注过程中，管道是满的，要支持垂直输送管的重量，每根输送管在转向垂直输送管后必须由大型支座支撑。 这些U 形的安装支撑被焊在重型钢板上，钢板被浇注在墙中，支撑各竖管的重量。在泵送高度为 6 1 1 m的情况下， 管道的重量是非常大的。主管道加上混凝土的重量超过 5 5 t ，每节 3 m管道由两层楼之间的楼板固定装置固定，在垂直方向上自由移动而不能在水平方向移动。4 . 3 混凝土输送管的更换要更换个别的输送管可用普茨迈斯特开发的专用起重设备，该起重设备包括一个特制套管和顶升装置。两个地脚螺栓穿过楼板并受到楼板的支撑，整个上

13、部的管道由液压缸提升，下部的泵管就可以更换了。4 . 4 无配重的固定式布料杆混凝土输送管最初连接到4 个固定的普茨迈斯特布料杆。其中3 条输送管连接到进行塔楼翼混凝土浇注的M X 2 8 - 4型布料杆。M X 2 8 - 4 T 布料 杆 固 定 在 自 升 式 滑 模 的 平 台( D o k a ) 上，并安装在 1 6 m高的管状筑龙网2 0 0 8 . 0 3 ( 上半月刊)51图1 2 起吊重达5 5 t 的管道系统的装置图1 3 为了改进在排列很密的钢筋中浇注混 凝土， 在软管端部安装了的塑料喷嘴图1 1 管道交换草图柱上。 这3 个布料杆在单个塔楼翼的墙壁完成后陆续拆除并分3

14、 个部分，包括布料臂、带有分离的 A臂的吊臂平台和管状支柱，通过起重机放在 0号层。到高度在5 8 5 m的第1 5 5层的中央大厦核心的混凝土浇注由第 4个3 2 m伸展范围的 MX固定布料杆施工。M X 3 2 - 4 T 设置在2 0 m高的管状柱上并安装在轴中 D o k a 墙模工程上。每层的爬升流程都是分几步液压完成的。在客户的要求下，4 个无配重 MX布料杆都由普茨迈斯特公司提供。现场管理者已经对此做出要求， 固定式布料杆不能带配重， 否则影响起重机的工作。建筑核心的顶部1 5 6 层是钢结构， 现在滑模工程和最后的固定式布料杆已经拆除。剩下楼板的混凝土浇注由水平铺设的管道和软管

15、完成。4 . 5 清洗每 层 的 核 心 墙 体 都 会 浇 注1 0 0 m3的混凝土， 每层楼分3 次灌注。塔楼翼楼楼板的混凝土从低层的每层1 5 0 m3递减到高层的每层5 0 m3。 在单独的混凝土工程结束时，会对管道和混凝土泵进行彻底的清洗。为了进行清洗， U n i m i x 在普茨迈斯特公司工程师的建议下，在每台 B S A泵机旁安装了所谓的清洗吊架，包括一个短的水平输送管和大约4 m长的竖管，开放端弯折 2次。在清洗前，B S A泵后的混凝土管由一个液压截止阀关闭，清洗吊架的连接是通过弯折9 0 角实现的。 在吊架下方， 一辆空的搅拌运输车等待关闭阀打开，让混凝土由于重力流到

16、搅拌运输车中。 这样机器操作员就能够清洗B S A1 4 0 0 0 泵机了。由于泵管不是真空，最后使用海绵球和压缩空气将最后剩余的混凝土从输送管的顶端推出。混凝土浇注的 2个人拆下固定布料杆顶部的软管，将一个湿的海绵球放入管道， 连接一个清洗接合器， 然后通压缩空气。 通过此方法， 湿的海绵球在竖管中被往下推，于是混凝土残余被清除。然后以更简单的方法进行彻底的最终清洗，不同的是这次用的是由海绵球、 水和第2 个海绵球组成的塞子，强行使塞子通过混凝土管，整个过程不超过 2 0 mi n 。在高层建筑混凝土泵送结束时，管道中大约含有1 5 m3的混凝土。5 工程现状到2 0 0 7 年1 1 月初， 阿联酋迪拜塔的混凝土浇注工程已经达到了5 8 5 m的高度，位于 1 5 5 层的中央核心、墙壁和楼板已经完成。使用