钢管柱混凝土施工技术

[摘要]
本文以某工程钢管柱混凝土施工为例，重点介绍钢管柱混凝土施工过程中的质量控制要点及预防措施，通过事前策划，事中控制，事后总结改进，达到保证施工质量的目的，为类似钢管柱混凝土施工提供借鉴。
[关键词] 钢管柱混凝土施工；质量控制
引言
钢管柱混凝土结构再建筑工程中应用已有100多年历史。我国从1959年即开始研究钢管柱混凝土的基本性能和应用。1963年即在北京地铁车站工程中成功地应用了钢管柱混凝土柱。近年来钢管柱混凝土结构在我国已得到大量应用。
钢管柱混凝土浇筑可采用泵送顶升浇筑法、立式手工浇捣法或高位抛落无振捣法。
在昆明金鹰天地购物中心项目工程钢管柱混凝土浇筑过程中，立式手工浇捣法得到了成功应用。本文以此为依据详细阐述钢管柱混凝土浇筑的条件、步骤、设备投入以及如何有效规避本技术施工时产生的弊端，可为后续工程提供借鉴。
工程概况
该工程总建筑总面积约115302㎡（其中地下面积：30992㎡）地下三层，地上十四层，主体为钢－混凝土（剪力墙）混合结构。
该工程主要为高层综合性建筑，地下3层，地上14层。地下3层为战时人防兼平时车库(配电房、风机房)；地下2层车库、库房及设备用房；地下1层为车库及地下商场；地上 1～8层为综合商场（含商场、餐饮及电影院）；地上9～14层为酒店。
工程特点
1)工期紧：各节钢管柱的连接及柱内混凝土浇筑处于工期控制的关键线路上，如何在工期紧张的情况下保证工程质量，避免发生质量事故出现返工及返修等，是施工中需要重点把握的对象。
2)工程地处市中心，四周紧邻高层建筑及商场、酒店、高层住宅，钢管柱内选择何种方式浇筑混凝土，一方面要保证施工质量，另一方需要尽量控制噪音及浇筑时间，避免影响周边环境引发投诉。
钢管柱混凝土浇筑施工

3.1 钢管柱混凝土施工工艺流程

钢柱梁安装、校正固定→搭设浇筑平台→浇筑钢管混凝土→养护

3.2 钢管柱混凝土要求

钢管柱混凝土柱中的混凝土采用无收缩混凝土，混凝土的配合比，除应满足强度指标外，尚应注意混凝土坍落

摘自：毕业论文结论www.udooo.com

度的选择。混凝土配合比应根据混凝土的设计强度等级计算，并通过试配、试验确定。
钢管柱混凝土施工宜选用质量优异的高效减水剂或泵送剂，必须保证此混凝土拌合物在2小时内均能保持较大的流动性，选用较小粒径（5-25），级配良好的优质花岗岩碎石为粗骨料，细骨料选用级配良好的中粗砂（模数2.9-3.1），水泥选用P.O42.5水泥，。为了保证混凝土在钢管中能密实成型，可以使混凝土具备微膨胀性能，因此可在配合比组份中添加优质适量的膨胀剂。配制出的混凝土拌合物初始坍度应在120-140mm之间，和易性优良。

3.3 钢管柱混凝土浇筑方式

对于钢管柱混凝土柱浇筑，应在底部加强节钢筋、模板施工结束后，钢柱和钢梁吊装就位校正后先进行钢管柱内混凝土浇筑。
钢管柱属于封闭式刚性构件，为保证在进行钢管柱混凝土浇筑时，浇筑密实度，进行钢管柱加工时在每层钢管柱混凝土柱下部的钢管壁上应对称开两个排气孔孔径为20mm，以便进行钢管柱内混凝土浇筑时排气。
根据每次浇筑的混凝土量计算浇筑时间，对于钢管柱混凝土采用立式手工浇捣法：采用立式加钢导管手工浇筑法进行混凝土浇筑施工。用于浇筑钢管柱混凝土的导管采用Ø300mm钢管进行加工，导管主要根据工程钢管柱高度进行选用，一般加工三种规格导管：8m、6m、4m三种导管。
在安装好的钢管柱和钢梁顶部搭设浇筑平台，根据钢管柱高度选择合适的导管，然后把加工好的卸料漏斗放入导管内，把混凝土放入导管内进行浇筑。
钢管柱混凝土浇筑，属于高空作业，浇筑前需进行浇筑平台的搭设，浇筑平台的搭设应严格按照技术交底进行。混凝土通过专用的卸料漏斗进行混凝土卸料，卸料漏斗上口直径不得小于0.8m，卸料漏斗应与浇筑混凝土导管插接紧密。
混凝土浇筑时应使用专门的浇筑导管进行浇筑，先使用8m的导管浇筑混凝土，放至钢柱底，每次浇筑完1m3时，用小型振动棒伸至柱底进行振捣，振捣时应快插慢拔，边振捣边进行浇筑导管的上拔，浇筑导管用塔吊进行上拔，钢管柱内混凝土必须振捣密实，浇筑导管应与塔吊钢丝绳连接牢固，8m浇筑导管完全拔出后，使用6m浇筑导管进行浇筑，最后用4m导管进行浇筑。混凝土浇筑时，派专人扶塔吊料斗，并注意与塔吊指挥的联系，塔吊指挥应随时跟踪，并保持跟塔吊司机通话清楚，防止因为塔吊指挥不清楚造成的人员高空坠落。具体操作如下图所示。

3.4 钢管柱混凝土浇筑控制措施

混凝土浇筑前，将所用的振动棒、浇筑导管准备到位，混凝土浇筑时，分节柱，浇筑至两节柱接头螺栓（钢柱拼缝）处以下80cm处，对于分节柱，严禁混凝土流淌和污染钢柱接缝。一次性为两层的柱浇筑至柱顶钢梁底部以下20cm。钢管柱内混凝土浇筑振捣，应检查钢管柱侧排气孔是否出浆，振捣时保证柱混凝土密实。振捣后采用人工进行整根钢柱柱身用小铁锤敲击打，检查是否有空隙，如有空隙需重新进行振捣。
混凝土自导管上口灌入，用振捣器捣实。管径大于350mm时，采用振动棒振捣，每次振捣时间不少于30s，一次浇灌高度不宜大于2m。一次浇灌的高度不应大于振捣器有效工作范围和2～3m柱长。
因钢管内设计有加劲钢肋板，采用插入式振捣棒进行振捣时容易发生卡棒现象；振捣不密实不宜检查，容易出现空鼓，断层现象。必须控制好振捣棒的长度和有效利用混凝土导管，振捣棒从导管内插入进行钢管柱内混凝土振捣。
使用插入式振动棒应做到“快插慢拔”，当振动棒即将露出混凝土表面时应快速拔出振动棒，以免造成空鼓。在振捣过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使上下振捣均匀。
混凝土分层浇筑（见下图）时，每层混凝土厚度应不超过振动棒长的1.25倍；在振捣上一层时，应插入下层中5～10cm，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝前进行。
钢管柱混凝土振捣点布置示意图
注：1—钢柱壁；2—下层已振捣但尚未初凝的混凝土；3—振动棒；4—新浇筑的混凝土；R—振动棒有效作用半径；L—振动棒长。
每一插点要掌握好振捣时间，一般每点振捣时间为20～30s，并应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准。
钢管柱混凝土上口部位混凝土应在浇筑完毕30min左右进行回振一次。
钢管柱内的混凝土宜连续浇筑当必须间歇时间歇时间不得超过混凝土的终凝时间需留施工缝时应将管口封闭防止水油和异物等落入。
当留施工缝时在浇筑混凝土前应先浇灌一层厚度为100～200mm厚的与混凝土强度等级相同的水泥砂浆以免自由下落的混凝土骨料产生弹跳。
钢管柱混凝土结构内混凝土的浇筑质量可采用敲击钢管法来检查其密实度对于重要构件或部位应采用超声波法进行检测对于混凝土不密实的部位应采用局部钻孔压浆法进行补强然后将钻孔补焊封固。
浇筑至预定的高度后，及时从柱端口剔除表面浮浆，并确保浇筑面密实。

3.5 钢管柱混凝土养护

因钢管柱混凝土属于内约束结构，外侧为全封闭式钢管柱包裹，钢材导热、导冷系数高。因此在高温季节和冬期施工期间，应注意钢管柱混凝土的养护、保温工作。