钢柱混凝土泵送顶升施工技术研究及应用

钢柱混凝土泵送顶升施工技术研究及应用
发布时间：2022-10-28T01:09:13.466Z 来源：《建筑实践》2022年6月第12期作者：王璐
[导读] 通过对传统的钢柱混凝土泵送顶升施工工艺进行研究，结合改进型螺栓泵送顶升接口原理，
王璐
中天西北建设投资集团有限公司 710065
[摘要]通过对传统的钢柱混凝土泵送顶升施工工艺进行研究，结合改进型螺栓泵送顶升接口原理，研究一种新型的泵送顶升接口工具。

通过安装在钢柱上的环向截止阀和泵管混凝土截止阀及一系列相关附件的相互配合，实现在混凝土泵送停止后彻底拔出导向圆弧钢管并实现同步封堵泵送接口的目的。

项目实践表明，新型钢柱混凝土泵送接口具有工序较少、成本较低、可周转使用的优点，值得在类似钢管柱或方管柱混凝土泵送顶升施工中推广应用。

[关键词] 泵送顶升；截止阀；可周转；安全性
1 工程概况
项目位于西安市科技西路地铁口，建筑面积14.6万平方米，地下车库两层，地上23层高层公寓及19层办公楼。

结构形式为钢管柱/劲性柱+楼承板，钢柱主要形式为方管柱，截面尺寸为1000*1000*20。

按照现场施工进度要求，钢柱泵送混凝土平均高度在16m左右，泵送压力一般在13~15MPa之间。

施工现场采用传统的钢柱混凝土顶升工艺，将导向圆弧钢管与钢柱焊接为一个整体，通过螺栓和环向钢板与混凝土截止阀系统连接起来，泵送开始时，打开截止阀，泵送达到设计高度后关闭截止阀，待混凝土终凝后割除钢柱外侧泵管，并剔除混凝土，最后对接口处进行补焊。

改进后的混凝土泵送顶升接口工具将导向圆弧钢管设计成可以抽拔出来的活动泵管，同时利用环向接口加固板将截止阀固定在钢柱上，在拔出导管的同时关闭截止阀，实现泵管可周转使用且同步封堵顶升借口的目的。

图新型泵送顶升接口系统示意图
2 工程特点和难点
1）顶升泵管密封性由于顶升时压力非常大，所以对管道的密封性要求很高，必须保证顶升过程中压力降符合设计要求。

2）环向截止阀当混凝土顶升结束后，由于混凝土对钢柱内侧有非常大的侧压力，截止阀的设计必须具有足够的强度，同时应方便快速操作，以便能够达到截断管道内混凝土的效果。

3）抽拔导向圆弧钢管要实现导向圆弧钢管的可拆卸重复利用，必须抽拔导管和关闭环向截止阀两项工序同时进行，抽拔过快可能导致溢浆严重，环向截止阀封堵难度加大；抽拔过慢可能导致管道内混凝土流动性降低，抽拔阻力过大。

3 施工方法
3.1 工艺流程
构件深化加工→现场施工准备→安防环向借口加固板→安防导向圆弧钢管→安防密闭箱→连接泵管→泵送混凝土→关闭截止阀→抽拔
导向圆弧钢管→关闭环向截止阀→系统拆卸、清理、周转使用→补焊环向截止阀
3.2 施工准备
施工前与钢结构加工厂家沟通，对钢柱顶升泵管接口进行优化，将原设计的平口优化为30度向上的斜口，利于导向圆弧钢管接口密封。

钢结构施工单位按照现场需求和混凝土泵送能力确定导向圆弧钢管、环向接口加固板及密闭箱的数量，钢柱混凝土泵送顶升接口系统除环向截止阀为一次性消耗材料以外其他构件全部可周转使用。

各构件形成深化加工图及清单后由专业厂家定型化加工。

混凝土顶升前提前接好泵管，连接泵管时应注意尽量减少弯管接头，同时泵车的布置需要考虑泵管到各个钢柱的距离比较均衡，避免频繁的接拆泵管，减轻劳动量。

3.3操作要点
3.3.1安装环向接口加固板
现场准备工作完成后安装环向接口加固板。

环向接口加固板的作用是通过卡箍将导向圆弧钢管固定在钢柱上。

环向接口加固板内嵌轨槽，在轨槽内嵌固可沿轨槽滑动的环向截止阀，用来控制钢柱顶升接口的闭合。

在环向接口加固板两侧设置钢板带卡箍，可以将整个工具固定在钢柱上。

安装时首先将环向截止阀装进加固板，确保截止阀能够在滑槽内左右滑动，然后将钢柱接口与加固板上圆孔对中，利用卡箍将环向接口加固板固定在钢柱上。

3.3.2安放导向圆弧钢管及密闭箱
导向圆弧钢管的作用是伸入钢柱内泵送混凝土，直径同混凝土泵管直径，为了减少混凝土泵送过程中泵管弯折处的阻力，同时确保泵送完成后顺利抽出泵管，导向圆弧钢管设计为直管段加弯管段的组合，直管与钢柱夹角在30度左右。

密闭箱的作用主要是防止抽拔导向圆弧钢管时漏浆造成污染，同时作为一个密闭缓冲容器，能够起到平衡钢柱内外侧混凝土压力的作用。

密闭箱一端连接在环向接口加固板上，另一端设置为带圆孔的可滑动挡板，当抽拔导向圆弧钢管时，随着拔出导管的提升，带圆孔的挡板随之提升，确保整个过程中浆液不外流。

安装时将导向圆弧管以倾斜角30度斜向上塞入钢柱内，外露长度视需要可进行接长，方便与泵管进行连接。

导向圆弧钢管与泵管之间通过法兰螺栓进行连接，确保密封性良好，防止泵送压力损失。

密闭箱与环向接口加固板通过卡槽的方式连接，在密闭箱接泵管一侧安放可活动的挡板，挡板开孔稍大于导向圆弧钢管。

3.3.3连接泵管及泵送混凝土
泵管通过法兰螺栓与导向圆弧钢管在密闭箱外侧连接，导管全部连接完成后对安装质量进行详细检查。

钢柱混凝土顶升前，先将混凝土泵管中的润泵砂浆排除干净，严禁将润泵砂浆泵入钢柱中。

泵送顶升混凝土时，注意观察泵管接口处是否存在漏浆现象，发现有漏浆时现场及时用扳手紧固螺栓。

3.3.4关闭截止阀
钢柱混凝土顶升完毕后，用铁锤将混凝土截止阀砸至截止状态，完成混凝土泵送顶升工作。

截止阀关闭后将导向圆弧钢管缓慢抽出。

抽动时沿导管平直段斜向下一边转动一边抽出。

由于导向圆弧管前端存在弧线段，抽动时后端缓慢向上抬升，密闭箱上滑动挡板随之抬升，始终保持密闭箱内处于相对密封状态，防止漏浆。

当导向圆弧钢管从钢柱内拔出一瞬间立即用榔头将环向截止阀砸至截止状态，由于环向接口加固板内卡槽的存在，能够确保环向截止阀刚好封堵住钢柱顶升接口。

通过提前在环向接口加固板上预留的钢丝束临时将环向截止阀固定在钢柱上。

3.3.5系统拆卸、清理、周转使用
环向截止阀关闭后及时拆卸密闭箱、泵管及环向接口加固板，并及时进行清理并涂刷隔离剂，便于下一钢柱顶升周转使用。

3.3.6补焊环向截止阀
混凝土初凝后即可进行环向截止阀的焊接，焊接工作必须由专业焊工进行，采用角焊缝形式将环向截止阀一圈焊接在钢柱上。

焊接完成后由技术员及专业监理工程师对焊缝质量进行验收。

4 结语
新型钢柱混凝土泵送顶升接口大部分工序实现了工厂加工，减少了现场工人劳动强度。

接口工具拆除后经过清理可循环周转使用，与传统工艺相比减少了焊接泵管的浪费，有利于绿色施工。

钢管柱顶升接口开口处补焊钢板工厂化加工好以后嵌固在环向截止阀内，钢柱内圆弧钢管拔出后，即将环向截止阀关闭，用钢丝束将其临时固定在钢柱上。

后期仅需要对环向截止阀和钢柱进行焊接即可，大大降低了割除、补焊钢板的人工投入及焊材等辅材的投入，降低施工成本。

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