廣州珠江新城某高層商住樓的鋼管混凝土施工技術(shù)
2008-08-29 00:00
摘要：鋼管混凝土是由混凝土填入薄壁鋼管而形成的一種組合材料。廣州珠江新城某高層商住樓采用逆作法施工，利用大量鋼管柱、鋼構(gòu)架柱和高強(qiáng)混凝土C60作為結(jié)承重構(gòu)件，通過對(duì)施工工藝進(jìn)行質(zhì)量控制，適應(yīng)了逆做法施工中對(duì)上下承重結(jié)構(gòu)的要求，解決了大跨度和某些特殊結(jié)構(gòu)的需要，減輕了結(jié)構(gòu)重量，加快了工期；在減少柱截面的同時(shí)大幅度提高了混凝土的承載能力，增大了商場(chǎng)的使用面積，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果。
關(guān)鍵詞：鋼管柱；鋼構(gòu)架柱；鋼梁；鋼牛腿；高強(qiáng)混凝土
廣州珠江新城某高層商住樓位于廣州市主將新城，占地約4700平方米，地下3層，地上20層裙樓和1棟48層的塔樓。本工程采用逆做法施工，地下室有和裙樓采用大量的鋼結(jié)構(gòu)，共有40條鋼構(gòu)架柱和60條鋼管柱，直徑最大￠900mm，最小為600mm，柱內(nèi)澆筑C60高強(qiáng)混凝土。現(xiàn)將本工程鋼結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)介紹如下：
1、鋼結(jié)構(gòu)施工
本工程地下室和裙樓的塍重結(jié)構(gòu)采用鋼管柱、鋼構(gòu)架柱和部分鋼梁的勁性結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)重量輕、占用空間小及形式靈活的優(yōu)點(diǎn)。鋼管柱和鋼構(gòu)架柱在場(chǎng)外加工制作，吊裝于人工挖孔樁樁孔中作為地下室的塍中構(gòu)件，滿足負(fù)一層板完工后上下同時(shí)施工的逆作法施工要求，鋼勁性梁主要用于大跨度、懸挑部分和某些特殊結(jié)構(gòu)。
1.1構(gòu)件加工
?、配摴苤?采用18毫米、16毫米厚16MN鋼材經(jīng)自動(dòng)卷管機(jī)自動(dòng)開坡口、卷制、燒焊成￠900mm、￠700mm、￠600mm鋼管，鋼管采用螺旋形縫焊接管，要求鋼管外徑偏差控制在±3毫米范圍內(nèi)，切割成段的鋼管置于專業(yè)旋轉(zhuǎn)架上，進(jìn)行牛腿組裝，經(jīng)尺寸檢查、焊縫探傷合格后出廠。
?、其摌?gòu)架柱:18mm厚16MN鋼板經(jīng)下料、、開坡口成片，在制作車臺(tái)上進(jìn)行拼裝，每一片拼裝時(shí)都要對(duì)其平直度進(jìn)行檢驗(yàn)糾偏，并用夾緊裝置夾緊、電焊固定，然后施焊成形，鋼構(gòu)架柱中設(shè)橫向間距、縱向間距均為250毫米的￠18mm拉桿，經(jīng)尺寸檢查，焊縫探傷合格后出廠。
⑶鋼梁、鋼牛腿:鋼梁主要為截面形式150C的工字梁，鋼牛腿主要為雙腹板工字鋼，梁高500毫米、700毫米，鋼梁、鋼牛腿的尺寸、平整度及位置偏差要求不超過3毫米，牛腿外伸長度200毫米，待現(xiàn)場(chǎng)加工好再焊接長700毫米，鋼柱在鋼梁、鋼牛腿處社加強(qiáng)墊圈，經(jīng)尺寸檢查和焊縫探傷合格后出廠。
1.2構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)和運(yùn)輸
本工程鋼結(jié)構(gòu)工程量大，構(gòu)件繁多，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，無法堆放大量構(gòu)件，所以由現(xiàn)場(chǎng)吊裝單位按進(jìn)度安排每天進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件，滿足第二天吊裝需要，構(gòu)件由1次和2次吊裝完畢，構(gòu)件最長18米，均用16米長的大平板車從加工廠按規(guī)定的路線運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。
1.3現(xiàn)場(chǎng)吊裝
⑴鋼管柱、鋼架柱：鋼管、構(gòu)架柱采用50頓履帶吊機(jī)吊裝人工挖孔樁上，吊裝前已在澆筑好樁芯混凝土安裝定位器，吊裝時(shí)吊起鋼柱放入樁孔，套入定位器，然后根據(jù)樓面軸線標(biāo)高，調(diào)整鋼柱位置，復(fù)核定位后用10號(hào)槽鋼臨時(shí)固定，再用砂填充鋼柱和樁間隙，并澆筑圈梁混凝土最終固定鋼柱。塔樓鋼構(gòu)架柱和裙樓的鋼管柱一次吊裝完成，完成工作面標(biāo)高為負(fù)一層板面高1。5米。塔樓鋼柱分2次吊裝完后，及時(shí)用20號(hào)槽鋼作水平支撐固定。
?、其摿?、鋼牛腿：鋼梁、鋼牛腿吊裝先用塔吊雕吊至地下室施工面，需要水平運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用兩臺(tái)挖掘機(jī)分別在鋼梁兩頭伸臂將鋼梁吊起，離地面20CM高，等速同方向緩慢將鋼梁運(yùn)至相關(guān)位置。在鋼梁或年鋼牛腿對(duì)準(zhǔn)鋼柱軸線、標(biāo)高就位后，用鋼板臨時(shí)固定在鋼柱或牛腿上，然后再用手拉葫蘆起吊就位、燒焊。拼裝時(shí)要有足夠的精度，錯(cuò)口允許偏差不得超過2毫米。
1.4鋼柱及鋼梁、鋼牛腿的焊接
鋼柱、鋼梁及鋼牛腿的焊接均采用E5016型焊條和H08E焊劑，烘干后裝入手提保溫瓶在現(xiàn)場(chǎng)燒焊，焊縫質(zhì)量要求100%，焊縫厚度為焊接最大板厚，且大于等于8毫米，焊縫長度均為滿焊，不允許出現(xiàn)夾渣、凹坑等現(xiàn)象，最后委托有資質(zhì)的檢測(cè)站進(jìn)行超聲波焊縫探傷，不合格的要求重新施焊。
1.5構(gòu)件安裝的質(zhì)量控制
安裝前構(gòu)件應(yīng)全數(shù)編號(hào)和檢查，并做好記錄；吊裝前檢查定位器的標(biāo)高、水平位置、垂直度；鋼柱吊裝前事先彈出軸線，吊裝時(shí)對(duì)準(zhǔn)軸線；事先在樁頂上做好軸線標(biāo)記，安裝時(shí)鋼柱軸線與樁頂軸線一致，并檢查鋼柱標(biāo)高及垂直度；構(gòu)件的坡口、根部間隙等等影響現(xiàn)場(chǎng)燒焊質(zhì)量的因素。
2、高性能、高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)
高性能、高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)在本工程中得到了廣泛應(yīng)用，本工程鋼管柱、鋼構(gòu)架柱柱芯采用高性能、高強(qiáng)C60混凝土，澆灌于柱芯的高強(qiáng)混凝土由于受到鋼柱的水平約束作用，可以大幅度提高混凝土的承載力，減小構(gòu)件截面，減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了空間。為確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量重點(diǎn)，對(duì)吊裝加固、混凝土制作和現(xiàn)場(chǎng)澆灌進(jìn)行控制，具體如下：
?、?nbsp;為防止在澆灌混凝土過程中造成已定位準(zhǔn)確的鋼管柱偏移，在鋼管柱吊裝后、混凝土澆筑前進(jìn)行固定，并回填中砂，每隔5000毫米加一道500毫米厚C30混凝土固定層。
⑵嚴(yán)格選擇和控制高強(qiáng)混凝土的配合比。依據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，選擇了有豐富經(jīng)驗(yàn)高強(qiáng)混凝土經(jīng)驗(yàn)的攪拌站提供混凝土，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求安排攪拌站預(yù)先對(duì)高強(qiáng)混凝土進(jìn)行配比，然后由設(shè)計(jì)院核實(shí)符合后正式投入生產(chǎn)，混凝土的配合比必須按GB50204為宜，即混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不低于68。2MPA，混凝土拌合物坍落度到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)為（22±2）CM。在現(xiàn)場(chǎng)期間混凝土坍落度動(dòng)態(tài)損失，在開始一小時(shí)應(yīng)不超過2CM。
?、菄?yán)格控制和選擇高強(qiáng)混凝土的組成材料，首先選用525號(hào)硅酸鹽水泥，實(shí)際強(qiáng)度不低于55。6MPA；選用砂為河砂，細(xì)度模數(shù)為2。6~3。0，含泥良不大于1%；石采用花崗巖碎石，壓碎指標(biāo)把大于12%，碎石最大粒徑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、強(qiáng)度高、高流動(dòng)性、低離析、和易性好的特征。
?、扔捎阡摴苤炷恋臐仓叽筮_(dá)16米，按現(xiàn)行常規(guī)的方法不容易澆筑密實(shí)，根據(jù)有關(guān)類似工程的施工經(jīng)和試驗(yàn)，采用高拋和導(dǎo)入高頻振搗器管內(nèi)振搗的方法施工。澆柱鋼管柱混凝土?xí)r，混凝土攪拌車直接開到井口上或采用吊機(jī)將漏斗吊至井口，將混凝土送到井口上的漏斗內(nèi)，漏斗下連接著導(dǎo)管，導(dǎo)管口離混凝土上澆筑面約2~4米，井下混凝土采用高頻振搗器振搗密實(shí)，以邊澆筑，一邊振搗。
⑸加強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制，由于高強(qiáng)混凝土高拋澆筑方式要求流動(dòng)性高，因此對(duì)每車到達(dá)工地現(xiàn)場(chǎng)后混凝土均進(jìn)行塌落度檢查，保證到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)塌落度不低于（22±2）CM，符合要求后才能向管內(nèi)澆柱，每班留置試塊不少于2組，混凝土施工時(shí)間應(yīng)選擇在夜晚氣溫較低時(shí)進(jìn)行。
⑹鋼柱上端混凝土振動(dòng)密實(shí)后挖去150~200毫米深的浮漿，到混凝土初凝后鉤出毛面，隨后浸水養(yǎng)護(hù)7天以上。
3、結(jié)束語
本工程應(yīng)用鋼管混凝土施工技術(shù)，適應(yīng)了逆作法對(duì)上下承中結(jié)構(gòu)的要求，解決了大跨度、大懸臂梁和某些特殊結(jié)構(gòu)的需要，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了時(shí)間，加快了工期，取得了良好的效果；同時(shí)大幅度提高混凝土的承載能力，減少柱截面，增大商場(chǎng)使用面積，取得良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
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關(guān)鍵詞：鋼管柱；鋼構(gòu)架柱；鋼梁；鋼牛腿；高強(qiáng)混凝土
廣州珠江新城某高層商住樓位于廣州市主將新城，占地約4700平方米，地下3層，地上20層裙樓和1棟48層的塔樓。本工程采用逆做法施工，地下室有和裙樓采用大量的鋼結(jié)構(gòu)，共有40條鋼構(gòu)架柱和60條鋼管柱，直徑最大￠900mm，最小為600mm，柱內(nèi)澆筑C60高強(qiáng)混凝土。現(xiàn)將本工程鋼結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)介紹如下：
1、鋼結(jié)構(gòu)施工
本工程地下室和裙樓的塍重結(jié)構(gòu)采用鋼管柱、鋼構(gòu)架柱和部分鋼梁的勁性結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)重量輕、占用空間小及形式靈活的優(yōu)點(diǎn)。鋼管柱和鋼構(gòu)架柱在場(chǎng)外加工制作，吊裝于人工挖孔樁樁孔中作為地下室的塍中構(gòu)件，滿足負(fù)一層板完工后上下同時(shí)施工的逆作法施工要求，鋼勁性梁主要用于大跨度、懸挑部分和某些特殊結(jié)構(gòu)。
1.1構(gòu)件加工
?、配摴苤?采用18毫米、16毫米厚16MN鋼材經(jīng)自動(dòng)卷管機(jī)自動(dòng)開坡口、卷制、燒焊成￠900mm、￠700mm、￠600mm鋼管，鋼管采用螺旋形縫焊接管，要求鋼管外徑偏差控制在±3毫米范圍內(nèi)，切割成段的鋼管置于專業(yè)旋轉(zhuǎn)架上，進(jìn)行牛腿組裝，經(jīng)尺寸檢查、焊縫探傷合格后出廠。
?、其摌?gòu)架柱:18mm厚16MN鋼板經(jīng)下料、、開坡口成片，在制作車臺(tái)上進(jìn)行拼裝，每一片拼裝時(shí)都要對(duì)其平直度進(jìn)行檢驗(yàn)糾偏，并用夾緊裝置夾緊、電焊固定，然后施焊成形，鋼構(gòu)架柱中設(shè)橫向間距、縱向間距均為250毫米的￠18mm拉桿，經(jīng)尺寸檢查，焊縫探傷合格后出廠。
⑶鋼梁、鋼牛腿:鋼梁主要為截面形式150C的工字梁，鋼牛腿主要為雙腹板工字鋼，梁高500毫米、700毫米，鋼梁、鋼牛腿的尺寸、平整度及位置偏差要求不超過3毫米，牛腿外伸長度200毫米，待現(xiàn)場(chǎng)加工好再焊接長700毫米，鋼柱在鋼梁、鋼牛腿處社加強(qiáng)墊圈，經(jīng)尺寸檢查和焊縫探傷合格后出廠。
1.2構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)和運(yùn)輸
本工程鋼結(jié)構(gòu)工程量大，構(gòu)件繁多，現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地狹窄，無法堆放大量構(gòu)件，所以由現(xiàn)場(chǎng)吊裝單位按進(jìn)度安排每天進(jìn)場(chǎng)構(gòu)件，滿足第二天吊裝需要，構(gòu)件由1次和2次吊裝完畢，構(gòu)件最長18米，均用16米長的大平板車從加工廠按規(guī)定的路線運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。
1.3現(xiàn)場(chǎng)吊裝
⑴鋼管柱、鋼架柱：鋼管、構(gòu)架柱采用50頓履帶吊機(jī)吊裝人工挖孔樁上，吊裝前已在澆筑好樁芯混凝土安裝定位器，吊裝時(shí)吊起鋼柱放入樁孔，套入定位器，然后根據(jù)樓面軸線標(biāo)高，調(diào)整鋼柱位置，復(fù)核定位后用10號(hào)槽鋼臨時(shí)固定，再用砂填充鋼柱和樁間隙，并澆筑圈梁混凝土最終固定鋼柱。塔樓鋼構(gòu)架柱和裙樓的鋼管柱一次吊裝完成，完成工作面標(biāo)高為負(fù)一層板面高1。5米。塔樓鋼柱分2次吊裝完后，及時(shí)用20號(hào)槽鋼作水平支撐固定。
?、其摿?、鋼牛腿：鋼梁、鋼牛腿吊裝先用塔吊雕吊至地下室施工面，需要水平運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，用兩臺(tái)挖掘機(jī)分別在鋼梁兩頭伸臂將鋼梁吊起，離地面20CM高，等速同方向緩慢將鋼梁運(yùn)至相關(guān)位置。在鋼梁或年鋼牛腿對(duì)準(zhǔn)鋼柱軸線、標(biāo)高就位后，用鋼板臨時(shí)固定在鋼柱或牛腿上，然后再用手拉葫蘆起吊就位、燒焊。拼裝時(shí)要有足夠的精度，錯(cuò)口允許偏差不得超過2毫米。
1.4鋼柱及鋼梁、鋼牛腿的焊接
鋼柱、鋼梁及鋼牛腿的焊接均采用E5016型焊條和H08E焊劑，烘干后裝入手提保溫瓶在現(xiàn)場(chǎng)燒焊，焊縫質(zhì)量要求100%，焊縫厚度為焊接最大板厚，且大于等于8毫米，焊縫長度均為滿焊，不允許出現(xiàn)夾渣、凹坑等現(xiàn)象，最后委托有資質(zhì)的檢測(cè)站進(jìn)行超聲波焊縫探傷，不合格的要求重新施焊。
1.5構(gòu)件安裝的質(zhì)量控制
安裝前構(gòu)件應(yīng)全數(shù)編號(hào)和檢查，并做好記錄；吊裝前檢查定位器的標(biāo)高、水平位置、垂直度；鋼柱吊裝前事先彈出軸線，吊裝時(shí)對(duì)準(zhǔn)軸線；事先在樁頂上做好軸線標(biāo)記，安裝時(shí)鋼柱軸線與樁頂軸線一致，并檢查鋼柱標(biāo)高及垂直度；構(gòu)件的坡口、根部間隙等等影響現(xiàn)場(chǎng)燒焊質(zhì)量的因素。
2、高性能、高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)
高性能、高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)在本工程中得到了廣泛應(yīng)用，本工程鋼管柱、鋼構(gòu)架柱柱芯采用高性能、高強(qiáng)C60混凝土，澆灌于柱芯的高強(qiáng)混凝土由于受到鋼柱的水平約束作用，可以大幅度提高混凝土的承載力，減小構(gòu)件截面，減輕結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了空間。為確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量重點(diǎn)，對(duì)吊裝加固、混凝土制作和現(xiàn)場(chǎng)澆灌進(jìn)行控制，具體如下：
?、?nbsp;為防止在澆灌混凝土過程中造成已定位準(zhǔn)確的鋼管柱偏移，在鋼管柱吊裝后、混凝土澆筑前進(jìn)行固定，并回填中砂，每隔5000毫米加一道500毫米厚C30混凝土固定層。
⑵嚴(yán)格選擇和控制高強(qiáng)混凝土的配合比。依據(jù)類似工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，選擇了有豐富經(jīng)驗(yàn)高強(qiáng)混凝土經(jīng)驗(yàn)的攪拌站提供混凝土，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求安排攪拌站預(yù)先對(duì)高強(qiáng)混凝土進(jìn)行配比，然后由設(shè)計(jì)院核實(shí)符合后正式投入生產(chǎn)，混凝土的配合比必須按GB50204為宜，即混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不低于68。2MPA，混凝土拌合物坍落度到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)為（22±2）CM。在現(xiàn)場(chǎng)期間混凝土坍落度動(dòng)態(tài)損失，在開始一小時(shí)應(yīng)不超過2CM。
?、菄?yán)格控制和選擇高強(qiáng)混凝土的組成材料，首先選用525號(hào)硅酸鹽水泥，實(shí)際強(qiáng)度不低于55。6MPA；選用砂為河砂，細(xì)度模數(shù)為2。6~3。0，含泥良不大于1%；石采用花崗巖碎石，壓碎指標(biāo)把大于12%，碎石最大粒徑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、強(qiáng)度高、高流動(dòng)性、低離析、和易性好的特征。
?、扔捎阡摴苤炷恋臐仓叽筮_(dá)16米，按現(xiàn)行常規(guī)的方法不容易澆筑密實(shí)，根據(jù)有關(guān)類似工程的施工經(jīng)和試驗(yàn)，采用高拋和導(dǎo)入高頻振搗器管內(nèi)振搗的方法施工。澆柱鋼管柱混凝土?xí)r，混凝土攪拌車直接開到井口上或采用吊機(jī)將漏斗吊至井口，將混凝土送到井口上的漏斗內(nèi)，漏斗下連接著導(dǎo)管，導(dǎo)管口離混凝土上澆筑面約2~4米，井下混凝土采用高頻振搗器振搗密實(shí)，以邊澆筑，一邊振搗。
⑸加強(qiáng)混凝土的質(zhì)量控制，由于高強(qiáng)混凝土高拋澆筑方式要求流動(dòng)性高，因此對(duì)每車到達(dá)工地現(xiàn)場(chǎng)后混凝土均進(jìn)行塌落度檢查，保證到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)塌落度不低于（22±2）CM，符合要求后才能向管內(nèi)澆柱，每班留置試塊不少于2組，混凝土施工時(shí)間應(yīng)選擇在夜晚氣溫較低時(shí)進(jìn)行。
⑹鋼柱上端混凝土振動(dòng)密實(shí)后挖去150~200毫米深的浮漿，到混凝土初凝后鉤出毛面，隨后浸水養(yǎng)護(hù)7天以上。
3、結(jié)束語
本工程應(yīng)用鋼管混凝土施工技術(shù)，適應(yīng)了逆作法對(duì)上下承中結(jié)構(gòu)的要求，解決了大跨度、大懸臂梁和某些特殊結(jié)構(gòu)的需要，減輕了結(jié)構(gòu)重量，節(jié)省了時(shí)間，加快了工期，取得了良好的效果；同時(shí)大幅度提高混凝土的承載能力，減少柱截面，增大商場(chǎng)使用面積，取得良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
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