三一泵送挑战528米高度

时间:2016-03-15作者:

如果你从北京朝阳区国贸附近路过,会发现一座名叫“中国尊”的超高层建筑正在茁壮成长,这座未来的北京第一高楼已经“长”到200 米左右。虽然与预计建筑高度528 米仍有一段距离,但已经可以让人感受到它磅礴的气势。随着高度不断升高,混凝土的泵送难度也越来越高,为了能完成528米超高层建筑的混凝土泵送工作,前不久三一同相关施工单位一道,进行了一场这目前国内最长地面模拟超高层泵送实验。

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不可复制的核心竞争力

中国尊项目位于北京市朝阳区CBD核心区,总建筑高度528米;地下7层,基础埋深约37.8米,建成后将成为北京第一高楼,首都新地标,是世界上第一个在抗震设防烈度8度区建造的500米以上超高层大楼。

中国尊之所以如此受关注,除了政治、经济意义,还有创纪录的施工难度。项目的基坑深度38 米,局部达到40 米,是中国未见、全球罕见的超深民用建筑基坑,创中国超高层建筑基坑深度之最。施工方需要将标号60 以上的高粘稠度混凝土在100小时内不间断浇筑,完成5.6 万立方米大体积底板混凝土浇筑工作,才能保证所有混凝土的塌落度、扩展度符合标准。此外,因为北京CBD 核心区复杂的交通现状及严苛的环保要求,必须尽最大可能减少对路面交通的影响,同时将污染控制到最小。

“中国尊项目一出,就吸引了国内各家混凝土设备生产厂家,国内主要品牌均参与了此项竞标工作。” 与三一重工联合竞标的施工方是北京旭宇飞机械租赁有限公司(以下简称旭宇飞公司),旭宇飞公司总经理文旭介绍说,三一有着别人不可复制的核心竞争力。纵观近几年国内新建的超高层地标建筑,无一例外都将泵送任务交给三一完成,这其中包括上海中心、上海环球大厦、天津117 大厦,以及此前的北京第一高度国贸三期等等。“可以这么说,国内500米以上的摩天大楼,全部选择三一设备。所以,中国尊的业主很快就将信任票投给三一。” 

“对于我们超高层建筑的业主来说,最重要的是可靠性,一点点疏忽就会造成无法估量的损失。其他品牌的设备就算性能达标,但是缺乏超高建筑施工的成功案例,业主肯定不会百分百放心。”中国尊项目施工负责人补充说。

在底板浇筑试验中,三一和旭宇飞公司不负众望,用全球领先的泵送设备和业界公认的专业服务保障团队赢得客户的信任与尊重。最终,项目方也将中国尊大厦的地下室施工作业交给了三一泵送设备。

2014年底,在三一的全力保障下,经过连续94小时奋战,完成了创造北京乃至全国纪录的5.6万立方米大体积底板混凝土浇筑;在连续浇筑期间,实现了交通零事故、零投诉,浇筑一次成优,创造了北京建筑业的新奇迹。随后,项目方又决定,将中国尊的地上混凝土施工任务全部交由三一设备完成。

国内最长地面模拟超高层泵送实验

自从2014年底冲出地平线以来,中国尊一年间长了快200 米。随着高度不断升高,混凝土的泵送难度也越来越高。为了能完成528米超高层建筑的混凝土泵送工作,三一同相关施工单位一道,搭建了一条1590米长的管道,成功进行了模拟垂直800米超高层混凝土泵送盘管试验。这也是目前国内最长地面模拟超高层泵送实验。

混凝土能否一次性泵送到顶部,是决定超高层建筑能否按时完成的关键因素。项目采用了C70、C80等高标号混凝土,标号越高,强度越大,粘度越大,再加上如此长的泵送距离易造成混凝土的坍落扩展度损失,增加施工难度。

为中国尊泵送混凝土的主力是2150超高压拖泵。这款设备被称为“泵王”,出口压力可以达到50兆帕,完成600米以上的高楼毫无压力。但是,超高压泵送对管道的要求极高,在实际泵送时,两个管道之间的拉力可以达到40吨,如果管壁发生破损,一条头发丝大小的裂缝滋出的混凝土浆液足以击穿人体。针对超高层建筑施工,三一重工的研发人员研制了特殊超高压管道,同时结合三一的水洗技术,最大限度利用管道中的混凝土,减少混凝土浪费和对施工环境的污染。

在这次实验中,技术人员使用了400根3米长水平管,40根90度弯管,排列20排拼接而成一条1590米长的泵送管道。这些管道的占地面积差不多有一个足球场那么大。经测算,这一长度的水平泵送可以满足垂直高度800米的泵送工作。但是水平泵送因拐弯的弯头多,比垂直泵送更容易堵塞管道。实验共40 个弯头,高粘度混凝土需要在这里转弯,这也是40 个堵塞风险点。如果混凝土性能不达标导致管内压力增大,很容易造成管壁破损。

实验当天,清水作为润滑剂首先被送入管道,随后是净浆、砂浆和混凝土陆续进入。随着混凝土正式进入管道,刚才还平静的试验场发出“咣当咣当”的响声,管道也伴着声音微微颤抖。将自来水送到528 米的高空尚且不易,更何况是混合了砂石的高粘度混凝土呢?

经过30分钟的泵送,第一波混凝土顺利从出口涌出,未发生堵管和管道破裂,这意味着施工方实现了一次性泵送效果,为即将真正进行的挑战528米提供了保障。

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上百次试配和论证保证成功

在这次超级实验的背后,是技术人员的辛勤努力。他们通过上百次试配和论证,采用数值模拟分析与现场泵送试验结合,对混凝土中各种材料的配合比、外加剂用量等核心数据进行了反复调整,确保试验的成功。

三一将超高层建筑的混凝土泵送工程定义为特殊工程,需要公司专门组织服务小组进行技术支持,协助客户完成高难度的泵送任务。中国尊项目就是这样一个“三殊项目”,即特殊工程、特殊设备、特殊服务。

在中国尊的泵送期间,三一的服务小组在施工现场全程跟踪,对每一天的工作情况进行事无巨细地记录,他们记录的内容包括混凝土泵送数量、标号、高度等。

“每天记录的这些数据看起来很琐碎,但却是三一泵送的成功秘诀之一。”北京三一服务部经理詹颂宾说。超高层建筑对混凝土的要求极高,每一层泵送的混凝土需要的配比略有差别,这些细微的差别只能从实际施工中慢慢摸索。这种监控可以到多全面呢?詹颂宾举了一个例子,服务人员需要记录每天各个时段的混凝土质量情况,尤其是晚上的工作。“我们以前在其他工程中发现,人是会疲劳的,到了后半夜,在混凝土的配比上容易出现问题。”

如果配比的混凝土与标准值出现一些差异,可能导致混凝土泵送不上去,进而造成整个管道堵塞,最后不得不将近千米的管道全部拆掉重来,让公司蒙受巨大损失。三一从各种实践教训中汲取经验,形成了目前细致入微的保障体系,能够应对几乎所有的突发难题,这就是行业领先者的底气。

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