混凝土免泵送无间歇全范围溜管法浇筑技术

赵荣基，孔亮，薛龙，赵忠杨，邵飞翔 （中建八局第一建设有限公司，山东 济南 250100）

1 溜管施工技术应用背景

1.1 工程简介

中央商务区360m超高层项目是中建八局第一建设有限公司（下称中建八一）承担的第一个超高层项目，建筑高度360m，建筑面积22.63万m2，建筑层数地下3层，地上62层，采用型钢混凝土框架柱+钢框架梁+钢筋混凝土核心筒结构形式。中建八一汇集了中建集团信息化资料的各方资源，努力打造公司的超高层技术品牌，为后期项目积累丰富经验。

1.2 基坑施工条件

基础底板大体积混凝土设计强度等级 C40，抗渗等级 P10，浇筑面积4040m2，混凝土方量 10200m3，混凝土主要板厚2m，2.5m，局部达7.7m，电梯井处需先进行浇筑。

1.3 工程难点

①通往基坑底部仅一条通道，且坡度较陡；

②场地狭小，限制混凝土浇筑机械数量，使得混凝土浇筑效率将会降低，影响工期；

③长距离且角度向下，泵送混凝土容易出现混凝土离析现象，进而造成管道堵塞；

④社会关注度高：标志性工程，浇筑过程中被随时观摩，文明施工要求高。

2 溜管系统组成

2.1 单套溜管组成

单套溜管系统由卸料斗、溜管主管、集料斗、支架、顶部操作平台以及旋转布料斗组成，溜管可左右布料。

2.2 溜管架体设计

溜管架体的设计是确保溜管施工方案进行的基础。除应当考虑支架、调节支架的位置以及安全外，还应当合理设计溜管的倾斜角度、跨度以及现场搭设的情况。

2.3 强度与稳定性验算

在溜管单套系统中，主要需要进行溜管的强度计算，这也决定了混凝土运送时的流量以及所需溜管的材料，溜管半封闭截面需进行强度与稳定性验算；支架的稳定性，支架荷载的来源主要在于在支架顶端存在集料斗，为了便于中间区域的混凝土浇筑，集料斗会拦截向下流动的混凝土，从而使得混凝土向支架正下方流动至旋转布料管，完成前述大面积浇筑，支架一般采用钢结构进行搭接设计，因此对于有集料斗的支架一般需进行整体稳定性以及局部不稳定性验算。

2.4 溜管系统搭设步骤

溜管系统的搭设主要采用模块化的安装与拆卸，溜管、卸料槽、集料斗、格构柱等配套设置在地面进行制作与拼装，整体流程如下：在底板内设置支撑架安装格构柱，从低向高安装斜向溜管，再安装竖向溜管，最后安装集料斗、卸料槽以及坑内串筒等。

3 溜管设计原理

溜管施工时，混凝土搅拌运输车在卸料斗处卸下混凝土，利用混凝土的流动性，自行沿着有一定坡度的管道向管底运输。在管道运输路段中除了有用于支撑，保证管道呈直线的支架外，还有调节支架。调节支架的作用在于让运输的混凝土的下料点不只是在溜管末端，通过在调节支架处拦截向下运输的混凝土，使之随着竖直管道流到旋转布料管，旋转布料管可以通过旋转或者伸缩，导流混凝土至调节支架的周边扇形区域内，从而完成单套溜管系统垂直投影面附近区域的混凝土运输及浇筑工作。对于溜管系统支架附近的混凝土浇筑采用折叠的布料溜槽，当全范围浇筑完远端混凝土后，将折叠溜槽下半部分进行折叠，使用折叠后的溜槽可将支架附近的混凝土全部浇筑完成。

在溜管系统运转的整个过程中，除了需要指挥中心的统一调度以及单套溜管系统中的顶部操作平台协同工作外，还需要对搅拌站的实时监控、罐车GPS实时定位、浇筑面实时监控、测温监控以及安全组、质量管理人员全程不间断巡检，以确保溜管布料全程的高效、合理、安全，使得大体积混凝土浇筑不出现水化热过高，浇筑不均匀或者漏浇等现象的出现。

4 施工安排与部署

4.1 资源配置

如下表所示。

4.2 施工工艺

溜管安装工艺如下：支架基础钢筋安装→自制底部支架安装→支架基础混凝土浇筑→塔吊标准节安装→顶部自制操作台安装→支架处竖向溜管安装→集料斗安装→主溜管安装→卸料斗安装→旋转布料筒安装→折叠溜槽安装→验收。

劳动力配置计划表

4.3 混凝土配合比

溜管施工法主要通过混凝土的流动性使得混凝土可以顺利地从溜管运输至基坑底板处，所以如何在保证混凝土的强度以及其他性能（如抗渗、抗冻等）的情况下，提高混凝土的流动性是在进行溜管设计时必须考虑的问题，一般提高混凝土的流动性有如下几点：

①改变粗骨料及细骨料的形状类型，粗骨料粒型枕片状多，内摩擦力大，流动性差，细骨料粒径小，需水量大，流动性差；

②改变掺合料，粉煤灰需水量小，混凝土拌合物用水量能较大幅度降低；

③外加剂的影响，外加剂的品种不同，所产生的效果不同，塌落时经济损失差别很大，流动性差；

④环境因素，气温高，混凝土中水分蒸发快，水泥水化速度快，游离水减少快，流动性差；

⑤运输时间及施工现场时间停留时间等因素，混凝土未浇筑前，混凝土拌合物会随着时间推移不断变稠，流动性降低。

5 施工注意事项

①溜管系统支架是埋设在筏板垫层以下的，需要做混凝土基础，方可稳固。

②溜管系统支架穿待浇筑筏板，需做好防水，筏板防水做法除正常的上翻外，还需要在支架立柱上焊好止水钢板，杜绝后期渗水。

③浇筑过程中混凝土竖向溜管受混凝土冲劲非常大，需做好竖向管道的稳定措施。

④严禁将溜管系统支架直接焊接在筏板钢筋上。

⑤混凝土浇筑前需先对整套溜管系统浇水湿润，然后在使用少量砂浆润管方可大面积开始浇筑。

⑥浇筑过程中，各溜管浇筑系统管理人员需配备专用对讲机频道，防止串号影响正常浇筑。

6 现场效益分析

全程无间断溜管施工对于混凝土浇筑面积大，施工用地紧张的项目，浇筑所耗工时短。溜管浇筑速度主要取决于混凝土搅拌车卸料速度，卸料斗可支持两辆混凝土搅拌车左右同时卸料，一辆混凝土搅拌运输车按10min卸料18m3混凝土计算，则一小时单套溜管系统混凝土浇筑可达216m3，一套混凝土泵送机械一小时泵送混凝土量在50m3左右，考虑一个基坑底板浇筑可能使用多套溜管同时浇筑，因此每小时浇筑数量需再乘以单套溜管系统数量，本次采用三套溜管方案，工程预计浇筑的10500m3混凝土在装置安装完毕开工后16h内运输浇筑完毕，混凝土浇筑均匀，无离析、管道堵塞现象发生，整体施工质量控制良好，符合相关设计及规范要求。

若采用其他方式进行施工，由于本项目施工用地紧张，按照现场施工场地布置，可在基坑底部安置两台混凝土泵送机械，操作平台上安装一台混凝土泵送机械，每台机械按照每小时泵送50m3混凝土进行计算，浇筑10500m3混凝土工需要70h的工时，这是三台机械不停转，持续工作的时间，考虑到夜间施工混凝土搅拌运输车在狭窄空间内进料、卸料周转等时间，实际所耗时间更长，因此本工法在平安360超高层项目的使用有效保证了工期。另外，本次溜管施工方案所采购的全套设备在施工完成验收后，设备以购买价格的75%出售给其他项目，大大节省了工程成本，取得了良好的经济效益，值得为以后类似工程提供参考，具备优良的应用价值。