广州珠江新城某高层商住楼的钢管混凝土施工技术
2008-08-29 00:00
摘要：钢管混凝土是由混凝土填入薄壁钢管而形成的一种组合材料。广州珠江新城某高层商住楼采用逆作法施工，利用大量钢管柱、钢构架柱和高强混凝土C60作为结承重构件，通过对施工工艺进行质量控制，适应了逆做法施工中对上下承重结构的要求，解决了大跨度和某些特殊结构的需要，减轻了结构重量，加快了工期；在减少柱截面的同时大幅度提高了混凝土的承载能力，增大了商场的使用面积，取得了良好的经济效果。
关键词：钢管柱；钢构架柱；钢梁；钢牛腿；高强混凝土
广州珠江新城某高层商住楼位于广州市主将新城，占地约4700平方米，地下3层，地上20层裙楼和1栋48层的塔楼。本工程采用逆做法施工，地下室有和裙楼采用大量的钢结构，共有40条钢构架柱和60条钢管柱，直径最大￠900mm，最小为600mm，柱内浇筑C60高强混凝土。现将本工程钢结构和高强混凝土施工技术介绍如下：
1、钢结构施工
本工程地下室和裙楼的塍重结构采用钢管柱、钢构架柱和部分钢梁的劲性结构，具有结构重量轻、占用空间小及形式灵活的优点。钢管柱和钢构架柱在场外加工制作，吊装于人工挖孔桩桩孔中作为地下室的塍中构件，满足负一层板完工后上下同时施工的逆作法施工要求，钢劲性梁主要用于大跨度、悬挑部分和某些特殊结构。
1.1构件加工
⑴钢管柱:采用18毫米、16毫米厚16MN钢材经自动卷管机自动开坡口、卷制、烧焊成￠900mm、￠700mm、￠600mm钢管，钢管采用螺旋形缝焊接管，要求钢管外径偏差控制在±3毫米范围内，切割成段的钢管置于专业旋转架上，进行牛腿组装，经尺寸检查、焊缝探伤合格后出厂。
⑵钢构架柱:18mm厚16MN钢板经下料、、开坡口成片，在制作车台上进行拼装，每一片拼装时都要对其平直度进行检验纠偏，并用夹紧装置夹紧、电焊固定，然后施焊成形，钢构架柱中设横向间距、纵向间距均为250毫米的￠18mm拉杆，经尺寸检查，焊缝探伤合格后出厂。
⑶钢梁、钢牛腿:钢梁主要为截面形式150C的工字梁，钢牛腿主要为双腹板工字钢，梁高500毫米、700毫米，钢梁、钢牛腿的尺寸、平整度及位置偏差要求不超过3毫米，牛腿外伸长度200毫米，待现场加工好再焊接长700毫米，钢柱在钢梁、钢牛腿处社加强垫圈，经尺寸检查和焊缝探伤合格后出厂。
1.2构件进场和运输
本工程钢结构工程量大，构件繁多，现场场地狭窄，无法堆放大量构件，所以由现场吊装单位按进度安排每天进场构件，满足第二天吊装需要，构件由1次和2次吊装完毕，构件最长18米，均用16米长的大平板车从加工厂按规定的路线运至现场。
1.3现场吊装
⑴钢管柱、钢架柱：钢管、构架柱采用50顿履带吊机吊装人工挖孔桩上，吊装前已在浇筑好桩芯混凝土安装定位器，吊装时吊起钢柱放入桩孔，套入定位器，然后根据楼面轴线标高，调整钢柱位置，复核定位后用10号槽钢临时固定，再用砂填充钢柱和桩间隙，并浇筑圈梁混凝土最终固定钢柱。塔楼钢构架柱和裙楼的钢管柱一次吊装完成，完成工作面标高为负一层板面高1。5米。塔楼钢柱分2次吊装完后，及时用20号槽钢作水平支撑固定。
⑵钢梁、钢牛腿：钢梁、钢牛腿吊装先用塔吊雕吊至地下室施工面，需要水平运转时，用两台挖掘机分别在钢梁两头伸臂将钢梁吊起，离地面20CM高，等速同方向缓慢将钢梁运至相关位置。在钢梁或年钢牛腿对准钢柱轴线、标高就位后，用钢板临时固定在钢柱或牛腿上，然后再用手拉葫芦起吊就位、烧焊。拼装时要有足够的精度，错口允许偏差不得超过2毫米。
1.4钢柱及钢梁、钢牛腿的焊接
钢柱、钢梁及钢牛腿的焊接均采用E5016型焊条和H08E焊剂，烘干后装入手提保温瓶在现场烧焊，焊缝质量要求100%，焊缝厚度为焊接最大板厚，且大于等于8毫米，焊缝长度均为满焊，不允许出现夹渣、凹坑等现象，最后委托有资质的检测站进行超声波焊缝探伤，不合格的要求重新施焊。
1.5构件安装的质量控制
安装前构件应全数编号和检查，并做好记录；吊装前检查定位器的标高、水平位置、垂直度；钢柱吊装前事先弹出轴线，吊装时对准轴线；事先在桩顶上做好轴线标记，安装时钢柱轴线与桩顶轴线一致，并检查钢柱标高及垂直度；构件的坡口、根部间隙等等影响现场烧焊质量的因素。
2、高性能、高强混凝土施工技术
高性能、高强混凝土施工技术在本工程中得到了广泛应用，本工程钢管柱、钢构架柱柱芯采用高性能、高强C60混凝土，浇灌于柱芯的高强混凝土由于受到钢柱的水平约束作用，可以大幅度提高混凝土的承载力，减小构件截面，减轻结构重量，节省了空间。为确保混凝土的施工质量重点，对吊装加固、混凝土制作和现场浇灌进行控制，具体如下：
⑴ 为防止在浇灌混凝土过程中造成已定位准确的钢管柱偏移，在钢管柱吊装后、混凝土浇筑前进行固定，并回填中砂，每隔5000毫米加一道500毫米厚C30混凝土固定层。
⑵严格选择和控制高强混凝土的配合比。依据类似工程经验和实践，选择了有丰富经验高强混凝土经验的搅拌站提供混凝土，并根据设计要求安排搅拌站预先对高强混凝土进行配比，然后由设计院核实符合后正式投入生产，混凝土的配合比必须按GB50204为宜，即混凝土的设计强度不低于68。2MPA，混凝土拌合物坍落度到现场应为（22±2）CM。在现场期间混凝土坍落度动态损失，在开始一小时应不超过2CM。
⑶严格控制和选择高强混凝土的组成材料，首先选用525号硅酸盐水泥，实际强度不低于55。6MPA；选用砂为河砂，细度模数为2。6~3。0，含泥良不大于1%；石采用花岗岩碎石，压碎指标把大于12%，碎石最大粒径2CM，含你量不大于0。5%。要求拌制的的混凝土性能高，要有耐久性、强度高、高流动性、低离析、和易性好的特征。
⑷由于钢管柱混凝土的浇筑高大达16米，按现行常规的方法不容易浇筑密实，根据有关类似工程的施工经和试验，采用高抛和导入高频振捣器管内振捣的方法施工。浇柱钢管柱混凝土时，混凝土搅拌车直接开到井口上或采用吊机将漏斗吊至井口，将混凝土送到井口上的漏斗内，漏斗下连接着导管，导管口离混凝土上浇筑面约2~4米，井下混凝土采用高频振捣器振捣密实，以边浇筑，一边振捣。
⑸加强混凝土的质量控制，由于高强混凝土高抛浇筑方式要求流动性高，因此对每车到达工地现场后混凝土均进行塌落度检查，保证到达现场塌落度不低于（22±2）CM，符合要求后才能向管内浇柱，每班留置试块不少于2组，混凝土施工时间应选择在夜晚气温较低时进行。
⑹钢柱上端混凝土振动密实后挖去150~200毫米深的浮浆，到混凝土初凝后钩出毛面，随后浸水养护7天以上。
3、结束语
本工程应用钢管混凝土施工技术，适应了逆作法对上下承中结构的要求，解决了大跨度、大悬臂梁和某些特殊结构的需要，减轻了结构重量，节省了时间，加快了工期，取得了良好的效果；同时大幅度提高混凝土的承载能力，减少柱截面，增大商场使用面积，取得良好的经济效应。
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关键词：钢管柱；钢构架柱；钢梁；钢牛腿；高强混凝土
广州珠江新城某高层商住楼位于广州市主将新城，占地约4700平方米，地下3层，地上20层裙楼和1栋48层的塔楼。本工程采用逆做法施工，地下室有和裙楼采用大量的钢结构，共有40条钢构架柱和60条钢管柱，直径最大￠900mm，最小为600mm，柱内浇筑C60高强混凝土。现将本工程钢结构和高强混凝土施工技术介绍如下：
1、钢结构施工
本工程地下室和裙楼的塍重结构采用钢管柱、钢构架柱和部分钢梁的劲性结构，具有结构重量轻、占用空间小及形式灵活的优点。钢管柱和钢构架柱在场外加工制作，吊装于人工挖孔桩桩孔中作为地下室的塍中构件，满足负一层板完工后上下同时施工的逆作法施工要求，钢劲性梁主要用于大跨度、悬挑部分和某些特殊结构。
1.1构件加工
⑴钢管柱:采用18毫米、16毫米厚16MN钢材经自动卷管机自动开坡口、卷制、烧焊成￠900mm、￠700mm、￠600mm钢管，钢管采用螺旋形缝焊接管，要求钢管外径偏差控制在±3毫米范围内，切割成段的钢管置于专业旋转架上，进行牛腿组装，经尺寸检查、焊缝探伤合格后出厂。
⑵钢构架柱:18mm厚16MN钢板经下料、、开坡口成片，在制作车台上进行拼装，每一片拼装时都要对其平直度进行检验纠偏，并用夹紧装置夹紧、电焊固定，然后施焊成形，钢构架柱中设横向间距、纵向间距均为250毫米的￠18mm拉杆，经尺寸检查，焊缝探伤合格后出厂。
⑶钢梁、钢牛腿:钢梁主要为截面形式150C的工字梁，钢牛腿主要为双腹板工字钢，梁高500毫米、700毫米，钢梁、钢牛腿的尺寸、平整度及位置偏差要求不超过3毫米，牛腿外伸长度200毫米，待现场加工好再焊接长700毫米，钢柱在钢梁、钢牛腿处社加强垫圈，经尺寸检查和焊缝探伤合格后出厂。
1.2构件进场和运输
本工程钢结构工程量大，构件繁多，现场场地狭窄，无法堆放大量构件，所以由现场吊装单位按进度安排每天进场构件，满足第二天吊装需要，构件由1次和2次吊装完毕，构件最长18米，均用16米长的大平板车从加工厂按规定的路线运至现场。
1.3现场吊装
⑴钢管柱、钢架柱：钢管、构架柱采用50顿履带吊机吊装人工挖孔桩上，吊装前已在浇筑好桩芯混凝土安装定位器，吊装时吊起钢柱放入桩孔，套入定位器，然后根据楼面轴线标高，调整钢柱位置，复核定位后用10号槽钢临时固定，再用砂填充钢柱和桩间隙，并浇筑圈梁混凝土最终固定钢柱。塔楼钢构架柱和裙楼的钢管柱一次吊装完成，完成工作面标高为负一层板面高1。5米。塔楼钢柱分2次吊装完后，及时用20号槽钢作水平支撑固定。
⑵钢梁、钢牛腿：钢梁、钢牛腿吊装先用塔吊雕吊至地下室施工面，需要水平运转时，用两台挖掘机分别在钢梁两头伸臂将钢梁吊起，离地面20CM高，等速同方向缓慢将钢梁运至相关位置。在钢梁或年钢牛腿对准钢柱轴线、标高就位后，用钢板临时固定在钢柱或牛腿上，然后再用手拉葫芦起吊就位、烧焊。拼装时要有足够的精度，错口允许偏差不得超过2毫米。
1.4钢柱及钢梁、钢牛腿的焊接
钢柱、钢梁及钢牛腿的焊接均采用E5016型焊条和H08E焊剂，烘干后装入手提保温瓶在现场烧焊，焊缝质量要求100%，焊缝厚度为焊接最大板厚，且大于等于8毫米，焊缝长度均为满焊，不允许出现夹渣、凹坑等现象，最后委托有资质的检测站进行超声波焊缝探伤，不合格的要求重新施焊。
1.5构件安装的质量控制
安装前构件应全数编号和检查，并做好记录；吊装前检查定位器的标高、水平位置、垂直度；钢柱吊装前事先弹出轴线，吊装时对准轴线；事先在桩顶上做好轴线标记，安装时钢柱轴线与桩顶轴线一致，并检查钢柱标高及垂直度；构件的坡口、根部间隙等等影响现场烧焊质量的因素。
2、高性能、高强混凝土施工技术
高性能、高强混凝土施工技术在本工程中得到了广泛应用，本工程钢管柱、钢构架柱柱芯采用高性能、高强C60混凝土，浇灌于柱芯的高强混凝土由于受到钢柱的水平约束作用，可以大幅度提高混凝土的承载力，减小构件截面，减轻结构重量，节省了空间。为确保混凝土的施工质量重点，对吊装加固、混凝土制作和现场浇灌进行控制，具体如下：
⑴ 为防止在浇灌混凝土过程中造成已定位准确的钢管柱偏移，在钢管柱吊装后、混凝土浇筑前进行固定，并回填中砂，每隔5000毫米加一道500毫米厚C30混凝土固定层。
⑵严格选择和控制高强混凝土的配合比。依据类似工程经验和实践，选择了有丰富经验高强混凝土经验的搅拌站提供混凝土，并根据设计要求安排搅拌站预先对高强混凝土进行配比，然后由设计院核实符合后正式投入生产，混凝土的配合比必须按GB50204为宜，即混凝土的设计强度不低于68。2MPA，混凝土拌合物坍落度到现场应为（22±2）CM。在现场期间混凝土坍落度动态损失，在开始一小时应不超过2CM。
⑶严格控制和选择高强混凝土的组成材料，首先选用525号硅酸盐水泥，实际强度不低于55。6MPA；选用砂为河砂，细度模数为2。6~3。0，含泥良不大于1%；石采用花岗岩碎石，压碎指标把大于12%，碎石最大粒径2CM，含你量不大于0。5%。要求拌制的的混凝土性能高，要有耐久性、强度高、高流动性、低离析、和易性好的特征。
⑷由于钢管柱混凝土的浇筑高大达16米，按现行常规的方法不容易浇筑密实，根据有关类似工程的施工经和试验，采用高抛和导入高频振捣器管内振捣的方法施工。浇柱钢管柱混凝土时，混凝土搅拌车直接开到井口上或采用吊机将漏斗吊至井口，将混凝土送到井口上的漏斗内，漏斗下连接着导管，导管口离混凝土上浇筑面约2~4米，井下混凝土采用高频振捣器振捣密实，以边浇筑，一边振捣。
⑸加强混凝土的质量控制，由于高强混凝土高抛浇筑方式要求流动性高，因此对每车到达工地现场后混凝土均进行塌落度检查，保证到达现场塌落度不低于（22±2）CM，符合要求后才能向管内浇柱，每班留置试块不少于2组，混凝土施工时间应选择在夜晚气温较低时进行。
⑹钢柱上端混凝土振动密实后挖去150~200毫米深的浮浆，到混凝土初凝后钩出毛面，随后浸水养护7天以上。
3、结束语
本工程应用钢管混凝土施工技术，适应了逆作法对上下承中结构的要求，解决了大跨度、大悬臂梁和某些特殊结构的需要，减轻了结构重量，节省了时间，加快了工期，取得了良好的效果；同时大幅度提高混凝土的承载能力，减少柱截面，增大商场使用面积，取得良好的经济效应。
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