钢管柱侧壁开孔浇筑自密实混凝土在工程项目中的应用

在工程项目中的应用

王兆锦（兰州金建工程建设监理公司）

【摘要】随着我国经济建设的快速发展，高层及超高层建筑也快速崛起。在钢管内浇筑混凝土并且由钢管和混凝土共同工作的结构构件被普遍应用。与之相适应的爬模施工工艺也随之被推广应用。由于核心筒混凝土浇筑的施工速度快，钢管柱内的混凝土浇筑速度慢，直接影响着施工的整体进度。因此有必要改进钢管柱内浇筑混凝土的施工工艺可适当提高工程的整体施工进度。本文主要阐述兰州某项目采用的钢管柱侧向开孔浇筑自密实混凝土施工方式，为类似工程提供经验。

【关键词】钢管柱；自密实混凝土；侧壁开孔

【中图分类号】TU755【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2018）03-0217-02

1项目概况

本项目位于兰州市城关区城市主干道天水路中段,项目总建筑面积217877.29m2,其中地下建筑面积为44330.85m2,地上建筑面积为173546.44m2。地上主要由塔楼A、塔楼B、裙楼C裙楼D组成,其中A塔楼地下三层,地上39层,建筑高度为176.1m,B塔楼地下三层,地上51层,建筑高度为212.4m,裙楼C裙楼D地下三层,地上均为9层,建筑高度为46.5m。裙楼C裙楼D在1~9层将A、B塔楼连为一个整体。A 塔楼、B塔楼采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒剪力墙混合结构,裙楼C裙楼D采用钢管混凝土框架-剪力墙结构。本工程外框钢管柱数量较多,截面尺寸有:1000、1050、1100、1200、1300、1350、1500mm七种。柱内采用自密实混凝土,强度等级由下至上(根据设计要求)C60、C50、C40不等。

2问题的产生及处理方案

本工程主体结构共划分为A、B、C、D四个施工区域。

(1)本项目钢管柱内混凝土按原施工工艺及施工方案采用高抛无振捣自密实混凝土进行浇筑,由塔吊将混凝土吊运至钢管柱上口,经过料斗抛入钢管柱内。由于九层以下结构层高均为5.0m两个主塔楼核心筒均采用爬模施工工艺施工速度较快,而商品混凝土(受交通高峰)有时无法及时供应,造成钢管柱内混凝土施工滞后,导致A塔楼9~12层、B塔楼7~12层钢管柱自密实混凝土尚未浇筑,未浇筑高度均在20m 左右,不能按正常情况进行施工。

(2)经过讨论分析并结合工地实际施工情况,最终决定采用钢管柱侧壁开孔浇筑自密实混凝土施工技术。这种浇筑方式还是依赖于自密实混凝土在重力下,能够流动、密实,免振捣的自身特性。与塔吊配合高抛法相比,这种浇筑方式具有浇筑速度快,施工工艺简单方便,施工安全的特点。而与顶升浇筑法相比,又具有较低的技术要求以及能大大节约施工成本的特点。下面就此施工技术具体内容及应用情况做一个介绍。需采用钢管柱侧壁开孔浇筑自密实混凝土施工技术的区域为A、B区域两个塔楼。为保证工期,拟在13层以下采用钢管柱柱身侧壁开孔浇筑的方式进行自密实混凝土浇筑。

(3)该施工工艺主要特点是:在有效保证施工质量及施工安全的情况下,可最大化提高核心筒外框钢管柱的安装速度,从而有效削弱外框钢构件施工进度对内部核心筒施工造成的工期延误。以简单的施工工艺,较低的技术要求,不但提高了钢管柱内自密实混凝土的浇筑速度、节约了施工成本,也减少了对塔吊的依赖,使得塔吊能更大程度的配合高层建筑其他吊装工作。

(4)在施工人员施工高度范围内对钢管柱侧壁开设圆形孔

洞,每隔1层设置一个孔洞以便进行自密实混凝土浇筑,施工

完毕后采用原开孔板进行一级焊缝焊接封堵,并在施工现场

同步进行焊缝探伤检测。

3工艺流程及技术措施

3.1工艺流程

开孔部位定位放线→钢管柱开孔→自密实混凝土浇筑→

原开孔板封堵→焊缝质量检测→焊缝修复补强(依焊缝检测

依据进行)。

3.2技术措施

(1)开孔位置:每隔1层钢管柱开一次孔,孔中心高出钢

管柱柱身排气孔500mm。

(2)开孔尺寸:直径150mm的圆孔(泵管直径为125mm)。

(3)开孔方式:现场等离子切割。

(4)坡口处理:开孔切割时,割炬与钢管柱柱身自然形成一

定角度,切割后柱身切口形成坡口,切割下来的钢板做好角度

标记后反向打磨坡口,组对后整体坡口角度以60~90°为宜。

图1钢管柱侧壁开孔位

置

图2泵管深入孔内

图3钢管柱侧壁开孔

大样

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(5)焊接封堵:将原切割下来的处理好坡口的钢板重新焊接回柱身。

(6)焊后处理:对焊缝进行打磨处理,保证焊缝外观质量满足要求,并对封堵焊缝进行100%超声波探伤检测。确保焊缝内部质量合格。

(7)油漆修补:待封堵焊缝检测合格后,对开孔位置及周边防锈(腐)漆破损处进行补漆。

4施工注意事项

(1)开孔前应将钢管柱表面灰尘清理干净,具体开孔位置

应事先放线确认,与图纸核对满足结构及浇筑要求后再动火切割。

(2)开孔位置不得与工厂车间焊缝冲突,并应避开车间钢管柱自身卷制焊缝150mm 以上。

(3)开孔人员应具备特种作业证,并具有丰富的钢结构开孔经验,严格按照放样位置进行开孔,未避免开孔板落入钢管柱内,采取在开孔板上焊接手握短钢筋方式,同时开孔板点焊于孔洞旁,避免开孔板丢失。

(4)待混凝土强度达到要求时,采用原开孔板进行现场焊接封堵。焊接前清除待焊处表面的水、氧化皮、锈、混凝土等不利于焊接的物体。在钢管柱内部加衬板进行坡口焊。

(5)由于焊缝底部焊接无法清根,易出现焊接缺陷,焊接前坡口应打磨干净,组对间隙不可过小,以免无法焊透。打底焊缝电流不宜过大,以免烧穿坡口,无法补焊。焊接时,应减少热输入,应注意焊接顺序,不可在同一位置连续焊接过久,减小焊接变形。

(6)焊接时根据开孔板的厚度采取相应的预热措施及层间温度控制措施,控制焊缝区母材温度,保证层间温度符合要求,遇需中断焊接作业的特殊情况,采取适当的保温措施,再次焊接时采取高于初始预热温度进行重新预热。

焊后应认真清除焊缝表面飞溅、焊渣,焊缝不得有咬边、气孔、裂纹、焊瘤等缺陷,焊缝表面不存在几何尺寸不符现象。

(7)泵管伸入钢管柱内应竖直向下,防止混凝土直接冲击钢管柱内壁,造成钢构件损伤。

(8)部分钢管柱牛腿及钢管柱连接位置均焊有环板等构造,环板底部混凝土自密实存在一定困难给,因此可根据实际情况选用小型振捣器械对环板部位进行辅助振捣。

(9)自密实混凝土的供应速度应保证施工的连续性。(10)运输车从开始接料到卸料的时间不宜大于90min 。(11)混凝土浇筑时,现场应留有实验人员进行取样并对每车混凝土坍落度及扩展度进行检测,同时观察混凝土的粘

聚性和保水性,是否离析和泌水,根据拌合物性能进行混凝土配合比调整,若不符合混凝土配合比要求时,禁止浇筑并退回该车次混凝土。自密实混泥土塌落度应为220~250mm ,扩展度应为650~750mm 。

(12)钢管内自密实混凝土浇灌工作,宜连续进行,若间歇时,时间不应超过自密实混凝土的初凝时间。

(13)钢管内自密实混凝土浇灌接近顶面时,应及时人工清除表面浮浆层,混凝土终凝后,对混凝土表面进行凿毛处理,以保证混凝土接缝处质量。

(14)钢管柱内混凝土采用敲击法与超声波检测法进行质量检测。先用敲击钢管的方法进行全数检查,如有异常,则进行超声波检测。对钢管柱混凝土存在的空腔、收缩缝缺陷、混凝土与管壁粘结不良、混凝土空洞,离析,松散等缺陷采用钻孔压浆法进行补强。

5结论

本项目这次采用钢管柱侧壁开孔浇筑自密实混凝土施工工艺,(极大的方便了现场施工,加快了施工进度)解决了由于混凝土泵车交通高峰限行等影响钢管柱结构安装的问题。以简单的施工技术、合理的施工措施、实用的施工方法大大加快了现场自密实混凝土浇筑,从而加快了工程整体进度。同时也平衡了现场各流水段施工互相制约、缓解了现场对塔吊垂直运输的过分依赖,节约了施工成本,并且取得了良好的经济效益。

参考文献

[1]《钢管混凝土工程施工质量验收规范》(GB50628-2010).北京:中国建筑工业出版社,2010.

[2]《钢管混凝土结构技术规程》(CECS 28-2012).北京:中国计划出版社,2012.

收稿日期：

2018-2-11

图4钢管柱侧壁封堵板焊接后效果

（未补漆

）图5带握柄的开

孔板

图6自密实混凝土浇灌接近孔口顶面

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