1、钢管混凝土柱施工工艺钢管混凝土柱施工工艺 随着建筑科学技术的发展，近随着建筑科学技术的发展，近20年来又推出了一种结构类型，即全年来又推出了一种结构类型，即全新的钢混凝土组合结构。钢管混凝土柱即属于这种新型结构，这种结新的钢混凝土组合结构。钢管混凝土柱即属于这种新型结构，这种结构充分发挥了钢材和混凝土的材料特性及优点，此种工艺施工简便、工构充分发挥了钢材和混凝土的材料特性及优点，此种工艺施工简便、工期短、结构性能好且大大节约建筑材料。期短、结构性能好且大大节约建筑材料。钢管混凝土柱具有以下几个优点：钢管混凝土柱具有以下几个优点：1、钢管砼柱的抗压和抗剪承载力高，相当于钢管和混凝土二者之、钢管砼
2、柱的抗压和抗剪承载力高，相当于钢管和混凝土二者之和的和的2倍以上；倍以上；2、钢管砼柱截面比钢筋混凝土柱可减少、钢管砼柱截面比钢筋混凝土柱可减少60%以上，轮廓尺寸也比以上，轮廓尺寸也比钢柱小，扩大了建筑物的使用空间和面积；钢柱小，扩大了建筑物的使用空间和面积；3、柱子截面减小，自重减小，有利于结构抗震，相当于设防烈度、柱子截面减小，自重减小，有利于结构抗震，相当于设防烈度下降一级；下降一级；4、钢管砼柱自重减少，减轻了地基承受的荷载，相应降低了地基、钢管砼柱自重减少，减轻了地基承受的荷载，相应降低了地基基础造价；基础造价；5、钢管壁薄便于选材、制造与现场焊接，是施工最为快捷的建筑结构；、钢管
3、壁薄便于选材、制造与现场焊接，是施工最为快捷的建筑结构；6、钢管砼柱内的混凝土可大量吸收热能，其耐火性优于钢柱，从而比、钢管砼柱内的混凝土可大量吸收热能，其耐火性优于钢柱，从而比钢柱可节省耐火涂料钢柱可节省耐火涂料50%以上；以上；7、钢管砼具有的核心混凝土三向受压特性。、钢管砼具有的核心混凝土三向受压特性。由于上述各项优点，采用钢管砼柱时可节省大量的建筑材料，且素混由于上述各项优点，采用钢管砼柱时可节省大量的建筑材料，且素混凝土无须振捣，施工方便，工期短。根据计算，与钢筋混凝土柱相比，可凝土无须振捣，施工方便，工期短。根据计算，与钢筋混凝土柱相比，可节约混凝土节约混凝土6070%，同时降低造
4、价。若与全钢结构的钢柱相比，则可节约，同时降低造价。若与全钢结构的钢柱相比，则可节约钢材钢材50%，其工程造价也可降低，其工程造价也可降低45%。钢管柱施工工艺钢管柱施工工艺 一、剔凿钻孔灌注桩桩头混凝土。一、剔凿钻孔灌注桩桩头混凝土。二、安装钢管柱底自动定位器。二、安装钢管柱底自动定位器。三、三、浇筑钢管柱柱底定位器位置混凝土，固定柱底自动定位器。浇筑钢管柱柱底定位器位置混凝土，固定柱底自动定位器。四、四、吊装钢管柱。吊装钢管柱。七、浇筑杯口混凝土，校核钢管柱垂直度。七、浇筑杯口混凝土，校核钢管柱垂直度。八、浇注钢管柱内混凝土。八、浇注钢管柱内混凝土。九、钢管柱外回填砂土，回收护筒。九、钢管
5、柱外回填砂土，回收护筒。五、安装钢管柱柱顶装置，精确定位钢管柱垂直度。五、安装钢管柱柱顶装置，精确定位钢管柱垂直度。六、钢管柱焊接。六、钢管柱焊接。一一 剔凿钻孔灌注桩桩头剔凿钻孔灌注桩桩头 钻孔桩施工完毕，剔凿混凝土桩头，须剔除桩头高度约钻孔桩施工完毕，剔凿混凝土桩头，须剔除桩头高度约1m左右，采用丰镐人工左右，采用丰镐人工进行凿出。进行凿出。钢管柱底标高1500mm钢筋混凝土钻孔灌注桩钢套筒凿出混凝土桩头二、安装钢管柱柱底自动定位器二、安装钢管柱柱底自动定位器 首先用全站仪根据控制网放出设计的钢管柱中心首先用全站仪根据控制网放出设计的钢管柱中心,在钢护筒的东西在钢护筒的东西方向和南北方向各
6、测设方向和南北方向各测设2 点挂线以确定桩心位置，点挂线以确定桩心位置，将定位器、可调式螺将定位器、可调式螺栓吊入钢护筒。从孔口用激光投点仪将中间立柱中心点投至桩底，依据栓吊入钢护筒。从孔口用激光投点仪将中间立柱中心点投至桩底，依据中心点调整定位器中心，据四个方向的标高控制点调整定位器安装基面中心点调整定位器中心，据四个方向的标高控制点调整定位器安装基面标高。固定时，同时进行水平方向、垂直方向精确校正，确保其平面位标高。固定时，同时进行水平方向、垂直方向精确校正，确保其平面位置、高程和垂直度满足设计要求，将定位器和钢护筒、定位器锚筋焊接置、高程和垂直度满足设计要求，将定位器和钢护筒、定位器锚筋
7、焊接形成整体形成整体。定位仪锚固筋重铅锤钢套筒钢管柱底标高1500mm钢筋混凝土钻孔灌注桩自动定位器安装垂准仪三、浇筑定位器混凝土 采用导管将C50早强混凝土运至孔底，进行机械捣实抹平,同时十字交叉精确固定定位仪的位置。钢管柱底标高自动定位器1500mm钢筋混凝土钻孔灌注桩定位仪锚固筋重铅锤钢套筒浇注定位器砼四、吊装钢管柱四、吊装钢管柱 待定位器锚固混凝土达到设计强度，用起重机采用两点起吊法待定位器锚固混凝土达到设计强度，用起重机采用两点起吊法吊装钢管柱，将柱体缓慢吊起至垂直位置，放置稳定后慢插入孔，吊装钢管柱，将柱体缓慢吊起至垂直位置，放置稳定后慢插入孔，钢管柱底部可直接嵌入定位器，钢管柱在
8、其底部加焊定位短管嵌钢管柱底部可直接嵌入定位器，钢管柱在其底部加焊定位短管嵌入定位器，其管端稳固坐落于定位器上，通过标高测定柱底与定入定位器，其管端稳固坐落于定位器上，通过标高测定柱底与定位器吻合程度。位器吻合程度。钢 管 柱 底 标 高自 动 定 位 器定 位 仪 的 设 计 标 高 1500mm钢 筋 混 凝 土 钻 孔 灌 注 桩定 位 仪 锚 固 筋重 铅 锤底 板中 板顶 板钢管柱的吊装五、安装钢管柱柱顶装置，精确定位钢管柱垂直度。五、安装钢管柱柱顶装置，精确定位钢管柱垂直度。钢管柱采用上、下两端同时定位的方法定位。钢管柱下端定位主要依钢管柱采用上、下两端同时定位的方法定位。钢管柱下
9、端定位主要依赖于自动定位器赖于自动定位器,上端采用安装上端采用安装3 个方向花篮螺丝实现固定个方向花篮螺丝实现固定,上部中心精确定上部中心精确定位与自动定位器的定位方法相同。将钢管柱吊起位与自动定位器的定位方法相同。将钢管柱吊起,在钢管柱底部嵌入定位器在钢管柱底部嵌入定位器,然后对钢管柱上端精确定位然后对钢管柱上端精确定位,上端钢管柱之间设上端钢管柱之间设3 根花篮螺丝的扣件根花篮螺丝的扣件,对钢管对钢管柱位置进行微调。并牢固焊接确保钢管柱的稳定性及强度。定位器一经安柱位置进行微调。并牢固焊接确保钢管柱的稳定性及强度。定位器一经安装就位就确定了中间钢管柱的位置参数装就位就确定了中间钢管柱的位置
10、参数,因为钢管柱下端的平面位置、高程、因为钢管柱下端的平面位置、高程、垂直度将由定位器来决定垂直度将由定位器来决定。六、钢管柱焊接六、钢管柱焊接 焊接时，每一根钢管柱由两个焊工同时作业，沿圆周同向旋转对称焊接时，每一根钢管柱由两个焊工同时作业，沿圆周同向旋转对称施焊。首先进行底焊，再进行补强焊，直至达到设计要求。注意施焊应施焊。首先进行底焊，再进行补强焊，直至达到设计要求。注意施焊应间歇进行，以免局部过热影响基础砼的质量。间歇进行，以免局部过热影响基础砼的质量。七、浇筑杯口混凝土，校核钢管柱垂直度。七、浇筑杯口混凝土，校核钢管柱垂直度。浇筑钢管柱柱底杯口混凝土，浇筑的同时校正钢管柱的垂直度。混
11、浇筑钢管柱柱底杯口混凝土，浇筑的同时校正钢管柱的垂直度。混凝土采用早强型凝土采用早强型C50商品混凝土，用专用导管浇筑柱底杯口混凝土商品混凝土，用专用导管浇筑柱底杯口混凝土,砼浇砼浇筑面高于主体结构底板地面筑面高于主体结构底板地面50 cm，待施作主体结构底板时，将超灌部，待施作主体结构底板时，将超灌部分混凝土凿除。确保钢管柱内混凝土在无水条件下浇筑。分混凝土凿除。确保钢管柱内混凝土在无水条件下浇筑。钢管柱底标高自动定位器定位仪的设计标高1500mm钢筋混凝土钻孔灌注桩定位仪锚固筋重铅锤钢套筒底板中板顶板钢套筒浇筑杯口混凝土 八、浇注钢管柱内混凝土。八、浇注钢管柱内混凝土。由于钢管柱在无水作业
12、的条件下进行，且浇注高度达由于钢管柱在无水作业的条件下进行，且浇注高度达11米之多，浇筑方米之多，浇筑方法的选择将是一个工程的重点，钢管柱砼施工分底部顶升法和高抛自密实两法的选择将是一个工程的重点，钢管柱砼施工分底部顶升法和高抛自密实两种方法，综合比较采用高抛法施工工艺。原因如下：种方法，综合比较采用高抛法施工工艺。原因如下：（1）泵送顶升法施工比高抛法施工准备时间长。）泵送顶升法施工比高抛法施工准备时间长。（2）泵送顶升法施工比高抛法施工控制程序复杂。）泵送顶升法施工比高抛法施工控制程序复杂。（3）从施工装置上看，泵送法施工装置比高抛法施工装置复杂。泵送法施）从施工装置上看，泵送法施工装置比
13、高抛法施工装置复杂。泵送法施工要有止流装置、短管等，泵送顶升法须在钢管柱上开进料口和设置卸压孔工要有止流装置、短管等，泵送顶升法须在钢管柱上开进料口和设置卸压孔洞，输送设备要求比较高，而高抛法无需在钢管柱上开孔和补焊。洞，输送设备要求比较高，而高抛法无需在钢管柱上开孔和补焊。（4）从本工程图纸要求与钢管柱使用范围也不相符合，泵送顶升法适用）从本工程图纸要求与钢管柱使用范围也不相符合，泵送顶升法适用范围为混凝土强度等级范围为混凝土强度等级C50以下以下、顶升高度、顶升高度35m以下、直径以下、直径800以下以下钢管钢管柱的泵送顶升。而本工程混凝土强度等级要求为柱的泵送顶升。而本工程混凝土强度等级
14、要求为C50，钢管柱直径为，钢管柱直径为800mm，故应不予以采用底部泵送顶升法进行施工。，故应不予以采用底部泵送顶升法进行施工。1、主要人员、主要人员工种指挥工起重工铆工焊工电工普工人数1366220合计382、主要设备及机具：、主要设备及机具：混凝土输送泵，混凝土输送管（规格可选100mm、125mm、150mm等，并配有各种拐弯角度的短管），振捣棒。序号名称型号单位数量状态用途1塔吊KT50/50台2完好吊装用2汽车吊25吨台1完好吊装用3载重汽车20t台1完好运输用4全站仪托普康台1完好测量用5超声波探伤仪CTS-22台1完好检测质量6水平尺500mm 把5完好测量用7电焊机AX-50
15、台7完好焊接用8吊钩5吨各4完好吊装用材料要求 1、胶凝材料、胶凝材料 水泥可选用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，水泥应具水泥可选用硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，水泥应具有较低的需水性。同时还应考虑其与高效减水剂的相容性。掺用的矿物细有较低的需水性。同时还应考虑其与高效减水剂的相容性。掺用的矿物细料也应具有低吸水性，高活性。料也应具有低吸水性，高活性。2、骨料、骨料 高抛免振捣砼采用高抛免振捣砼采用5mm 25mm的石子，的石子，5mm10mm的小石子，细度的小石子，细度模数为模数为32.6的中砂，施工过程中应严格控制骨料中的含泥量，石子的含泥的中砂，施工过程中应严格
16、控制骨料中的含泥量，石子的含泥量一般不大于量一般不大于1%，砂子的含泥量不大于，砂子的含泥量不大于2%。3、外加剂、外加剂 对高抛免振捣砼外加剂性能的要求为：有优质的流动性能，保持拌合物对高抛免振捣砼外加剂性能的要求为：有优质的流动性能，保持拌合物的流动性能，合适的凝结时间，良好的泵送性，同时为避免砼与钢管柱之的流动性能，合适的凝结时间，良好的泵送性，同时为避免砼与钢管柱之间的微小空隙，必须在砼中加入微膨胀剂。间的微小空隙，必须在砼中加入微膨胀剂。4、掺和料、掺和料 掺和料采用掺和料采用I I级粉煤灰。级粉煤灰。3、高抛免振捣砼施工、高抛免振捣砼施工 高抛免振捣砼采用的是高位抛落法施工，且拌合
17、物具有很高的流动高抛免振捣砼采用的是高位抛落法施工，且拌合物具有很高的流动性且不离析、不沁水，不经振捣或少振捣而利用浇筑过程中高处下抛时性且不离析、不沁水，不经振捣或少振捣而利用浇筑过程中高处下抛时产生的动能来实现自流平并充满钢管柱的砼。产生的动能来实现自流平并充满钢管柱的砼。适用范围：高抛免振捣混凝土施工方法使用于管径大于适用范围：高抛免振捣混凝土施工方法使用于管径大于350mm，高度，高度不小于不小于4m的钢管混凝土柱。此工法要求混凝土具有合适的配合比：的钢管混凝土柱。此工法要求混凝土具有合适的配合比：性能指标：性能指标：坍落度大于等于坍落度大于等于255mm，扩展度大于等于，扩展度大于等
18、于600mm,流动性大于等于流动性大于等于700mm,保塑性保塑性90分钟内。分钟内。技术效益：技术效益：高抛免振捣混凝土技术，是对钢管混凝土施工工艺的一种完善，可高抛免振捣混凝土技术，是对钢管混凝土施工工艺的一种完善，可减轻工人的劳动强度，避免人为影响混凝土质量的因素，有效地控制混减轻工人的劳动强度，避免人为影响混凝土质量的因素，有效地控制混凝土的质量，加快施工进度。凝土的质量，加快施工进度。4、钢管柱控制标准、钢管柱控制标准序号项 目本工程要求值设计允许偏差值1钢管柱中心 与基础中心线偏差3mm 以内5mm2钢管柱顶标高和设计标高偏差 015mm 以内 020mm3钢管柱垂直度长度的1/1
19、500长度的1/10004钢管柱顶面不平度3mm 以内5mm5各柱之间的距离偏差5mm7mm钢 管 柱 底 标 高自 动 定 位 器定 位 仪 的 设 计 标 高 1500mm钢 筋 混 凝 土 钻 孔 灌 注 桩定 位 仪 锚 固 筋钢 套 筒底 板中 板顶 板钢 管 柱钢管柱砼浇筑九、钢管柱与护筒之间回填砂土，回收护筒。九、钢管柱与护筒之间回填砂土，回收护筒。当桩基和钢管柱混凝土达到一定强度后，钢护筒内下施工人员拆除当桩基和钢管柱混凝土达到一定强度后，钢护筒内下施工人员拆除钢管柱上端头与钢护筒之间的螺栓法兰，然后向钢护筒内注满泥浆，以防钢管柱上端头与钢护筒之间的螺栓法兰，然后向钢护筒内注满
20、泥浆，以防钢护筒拔出后孔壁坍塌。在钢护筒上端用钢护筒拔出后孔壁坍塌。在钢护筒上端用4台台100 t千斤顶进行顶升，顶起千斤顶进行顶升，顶起10 cm后，用吊车将钢护筒拔出。在起拔钢护筒过程中，严禁碰撞钢管柱，后，用吊车将钢护筒拔出。在起拔钢护筒过程中，严禁碰撞钢管柱，防止其发生偏斜。钢护筒起拔完成后，沿钢管柱四周环状均匀灌注干砂置防止其发生偏斜。钢护筒起拔完成后，沿钢管柱四周环状均匀灌注干砂置换清水，并在钢管柱顶端浇筑一层回填钢筋混凝土环，直径比桩孔护筒直换清水，并在钢管柱顶端浇筑一层回填钢筋混凝土环，直径比桩孔护筒直径大径大300 mm,厚厚30 cm，以增加钢管柱的侧向稳定性。，以增加钢管柱的侧向稳定性。钢管柱底标高自动定位器定位仪的设计标高1500mm钢筋混凝土钻孔灌注桩定位仪锚固筋重铅锤钢套筒底板中板顶板钢管柱灌注泥浆及干砂护筒提升回收 钢管砼柱施工难点重点：1、钢管柱的垂直度控制及保护措施；2、钢管柱内砼浇筑工艺选择；钢管混凝土是近几年才发展起来的一种新兴的施工钢管混凝土是近几年才发展起来的一种新兴的施工工艺，还有待于进一步的研究和探讨，以上仅仅是我个工艺，还有待于进一步的研究和探讨，以上仅仅是我个人从相应的文字资料与图示中所理解的人从相应的文字资料与图示中所理解的，不足之处望大，不足之处望大家能够给予批评和指教。家能够给予批评和指教。2008年8月30日 盛万安
