鋼管柱砼施工方案(9頁).docx
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2022-07-27
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1、 鋼管柱砼施工方案.1 鋼管混凝土澆筑方案 本工程主樓采用了鋼管混凝土圓柱,各層均有2%-3%的斜率,設計在主樓主人口處采用了人字形斜柱(如圖.1-1)。主樓部分的鋼管混凝土柱,在地下室時有17根,在地上1-3層有19根,在4層以上有18根。圖.1-1 人字型柱示意圖鋼管柱直徑與壁厚如表.1-1 序號樓層標高(m)鋼管直徑(mm)鋼管壁厚(mm)1地下4層29層15.85至117.2140025230層49層117.2至192.5130022350層-57層192.5至223.4120020458層-68層223.4至267.2100018鋼管內混凝土強度等級如表.1-2。樓層標高(m)混凝土2、強度等級地下4層27層-15.85至109.8C6028層45層109.8至177.7C5046層68層177.7至267.2C401 施工方法選擇作為較為成熟的施工技術,鋼管混凝土澆灌方法可分為以下三種:1)泵送頂升澆灌法;2) 立式手工澆搗法;3)立式高位拋落無振搗法。三種方法的適用范圍及優缺點各不相同,對比分析見表.1-3:序號澆筑方法原 理優點缺點1立式手工澆搗法混凝土自鋼管上口灌入,一次澆灌高度不宜大于2m。傳統作業施工效率較低,質量受振搗操作人員影響,無保證;占用塔吊22高位拋+輔助性振搗法利用混凝土從高位順鋼管下落時產生的動能達到振實混凝土施工效率較高無振動無噪音占用塔吊,與鋼結3、構吊裝作業沖突3泵送頂升筑法在鋼管接近地面或某樓層板處安裝一個帶閘門的進料管,直接與泵的輸送管連接,由泵車將混凝土連續不斷地自下而上灌入鋼管。質量有保障,占用塔吊如結構高,則需要較高的泵送壓力。需要在鋼管壁上開洞,影響結構的外觀質量,但可在裝飾施工階段進行彌補。本工程鋼管混凝土泵送高度為-15.85米到267.2米,為保證混凝土的澆注質量,我們將根據混凝土澆筑位置不同分別采用泵送頂升澆筑法和高位拋落+輔助性振搗法二種方法進行澆筑,澆筑方法選擇詳見表.1-4。表.1-4 鋼管混凝土澆筑方法序號樓層標高(m)的混凝土澆筑方法1地上1層68層0.00至267.2送頂升澆筑法2地下4層地下1層-15.4、85至0.00高位拋落無振搗法鋼柱混凝土不論采用泵送頂升澆筑法,還是高位拋落+輔助性振搗法,均分節進行澆筑,分節情況同鋼管柱的吊裝節,每節高約10米左右,分節情況詳見表.1-6。2 施工機械配置1) 本工程主樓地下4層地下1層鋼管柱混凝土采用高位拋落+輔助性振搗法施工,混凝土通過輸送泵直接進入位于鋼管柱上部的受料斗內,混凝土輸送泵采用三一重工產HBT60C-1816型或混凝土泵車。2) 地上1層到64層采用泵送頂升澆筑法施工,混土輸送泵采用三一重工產HBT60C-1816型和HBT90CH-2122D型混凝土輸送泵,主樓核心筒施工至39層前,混凝土泵選用HBT60C-1816型;施工至39層后5、,混凝土泵改用HBT90CH-2122D型,此時鋼管混凝土施工至32層(128.3米),詳見表.1-5。表.1-5 泵送頂升混凝土泵選擇序號樓層標高(m)混凝土泵選擇1地上33層68層128.3至267.2HBT90CH-2122D2地上1層32層0.00至128.3HBT60C-18163地下4層地下1層-15.85至0.00HBT60C-1816混凝土HBT60C-1816型和HBT90CH-2122D型參數詳見詳見第.4節。表.1-6 鋼管柱混凝土分節情況表樓層樓層標高(m)層高(m)鋼 管節數號鋼管直徑(m)每節鋼管頂 標 高(m)每節鋼管混凝土頂升高度(m)每節混凝土量(m3)每層混6、凝土量(m3)R266.25261.0267.2009.0007.07134.2468261.23.967257.33.925258.2007.8006.12116.3466253.43.965249.53.924250.40011.3008.87168.5464245.63.763241.93.762238.23.723239.10011.1008.71165.5661234.53.760230.83.759227.13.722228.00011.1008.71165.5658223.43.757219.73.71.256216.03.721216.90012.40014.02266.3257、5212.33.754208.63.753203.6520204.50011.10012.55238.4052199.93.751196.23.750192.53.719193.40011.10012.55238.4049188.43.71.31.348185.13.747181.43.718182.30011.10014.73279.7946177.73.745174.03.744170.33.717171.20011.10014.73279.7943166.63.742162.93.741159.23.716160.10011.10014.73279.7940155.53.739151.88、3.738148.13.715149.00012.40016.45312.5637141.1536139.43.735135.73.714136.60011.10014.73279.7934132.03.733128.33.732124.63.713125.50011.10014.73279.7931120.93.730117.23.729113.53.7121.4114.40011.10017.08324.4928109.83.727106.13.726102.43.711103.30011.10017.08324.492598.73.72495.03.72391.33.71092.20019、2.40019.08362.492287.63.72182.65.02078.93.7979.80011.10017.08324.491975.23.71871.53.71767.83.7868.70011.10017.08324.491664.13.71560.43.71456.73.7757.60011.10017.08324.491353.03.71249.33.71145.63.7646.50011.10017.08324.491041.93.7938.23.7834.53.7535.40011.10017.08324.49730.83.7627.13.7523.43.7424.30010、12.00018.46350.80417.46311.46312.30011.40017.54298.1826.005.410.00620.9007.40011.39193.56-1-4.54.5-2-8.23.7-3-11.93.71-6.5009.35014.39244.56-4-15.853.853 原材料要求本工程鋼管混凝土均采用大流態自密實混凝土,坍落度按自密實混凝土級控制,其坍落擴展度為550650mm。混凝土擴展度檢測見圖.1-1,混凝土坍落度檢測見圖-2。 圖.1-1 混凝土擴展度的檢測圖.1-2混凝土坍落度的檢測大流態自密實混凝土要求拌和物具有較好的流動性、穩定性,具有較低的11、粘度。這要求選用合適的外加劑、粗細骨料、摻和物,并進行特殊混凝土配合比設計。選擇適當的外加劑對控制坍落度損失,減少混凝土離析,增強混凝土的流動性、穩定性至關重要。選擇萘系或共聚羧酸系,在實驗室試配,以檢測外加劑與水泥等各種材料的相容性,摻量的最合理比例。配置大流態混凝土,除粗骨料減小粒徑尺寸,去掉大粒徑骨料外,通過級配改善材料的勻質性。擬采用三組分顆粒骨架原理,增加骨料裝填體密度。細骨料的細度模數和0.315篩號的分計篩余量應與粗骨料相匹配。采用級磨細粉煤灰,其豐富的玻璃珠含量,產生滾珠摩擦效應,可以改善混凝土的流動性,且級磨細粉煤灰需水量小,在水膠比不變的情況下,增加了混凝土的坍落度,提高混12、凝土的可泵性。為保證大流態混凝土滿足施工性能與強度等級要求,混凝土應先根據以上原則與混凝土攪拌站在實驗室進行反復試配,尋找最合適的混凝土配合比,并在現場做試配試件,檢測混凝土坍落度經時損失、流動性、離析度,強度值等各項指標,最終形成最優配合比。4 高位拋落+輔助性振搗法本工程主樓鋼管混凝土地下4層到地下1層(-15.85米至0.00)采用高位拋落+輔助性振搗法,混凝土由料斗一次直接拋落到鋼管內,不準分散拋落,混凝土一次澆灌量不宜超過0.7m3,且鋼管內混凝土高度不超過45cm。管內混凝土澆灌工作應連續進行,中途不留施工縫,在有節點板和鋼筋的范圍插入加長振搗棒輔助振搗,插入深度應超過已澆筑混凝土13、高度的50100mm,振動時間以無氣泡泛出,混凝土面不再明顯下降為準,設專人監控。同時為避免鋼管混凝土底部出現蜂窩,在每次混凝土澆灌前,每次先澆灌一層水泥砂漿(配比采用混凝土的水泥與砂的配比)厚度約為1015cm。料斗的下口應比鋼管的內徑至少小100-200mm,以便混凝土下落時管內空氣能夠排出。高位拋落法示意圖見圖.1-3圖.1-3高位拋落法示意圖鋼管內混凝土終凝后,在其表面鑿毛,處理干凈。上節鋼管柱吊裝完后,在其上口覆蓋,以免雜物進入。基礎節混凝土澆注:鋼結構安裝形成穩定的結構單元后,進行鋼管柱內混凝土的澆注,在鋼管柱上口搭設施工操作架,提供混凝土施工操作面。混凝土通過泵送從鋼管上口由上往14、下進入鋼管內。分層振搗密實,分層厚度300500mm,保證混凝土密實。5 泵送頂升澆灌法本工程主樓鋼管混凝土地上1層至頂層(0.00至267.2米)采用泵送頂升澆灌法。1)施工方法做好澆注前的準備工作,包括混凝土壓入量的計算、混凝土輸送管的布置及輸送管與鋼管柱入口的連接裝置見圖.1-4。法蘭連接盤與鋼管柱預留孔焊接鋼管壁上開預留孔止回閘筏埋入鋼管內,開口位于鋼管柱中心與輸送管卡接圖.1-4鋼管柱入口的連接裝置在柱上部通過檢查孔將鋼管柱內表面澆水潤濕。用0.51.0m3同配合比的砂,先行壓入泵管濕潤,在柱入口處拆管流入預埋的砂漿盆內,流完后立即恢復連接,即作泵壓。控制泵壓入速度和壓力,防止壓力過15、大,對鋼柱產生破壞,壓入要連續進行,安排好攪拌車,采用一臺車卸料,另一臺等待。柱上端安排專人觀察壓入混凝土的升高,并與泵車操作人員及時聯絡,防止混凝土壓入超量。當混凝土砂漿從鋼柱上部檢察孔溢出時,立即停止泵送,并迅速將壓入裝置的閥門關閉。此裝置在混凝土壓送完畢1小時后方可拆除。混凝土壓送完畢后,及時回收泵送管道內的混凝土。當鋼管混凝土終凝后,關閉閘板閥,拆除其外側的泵管。7質量控制鋼管混凝土柱是由鋼管和混凝土共同作用的受力構件,要求混凝土具有很好的填充性能,確保充滿鋼管內的每個部位,混凝土要有良好的流動性、體積穩定性,加上鋼管不象木模板一樣有一定的吸水性,所以混凝土還要有良好的保水性能,不得有16、離析、泌水現象。本工程鋼管柱內混凝土采用免振搗自密實混凝土,所以混凝土的質量直接關系到施工的質量,所以控制必須嚴格。經多年的施工經驗,我們決定采取以下措施來保證混凝土的質量:1)及時測定砂石料的含水率,相應調整用水量。2)嚴格控制計量管理,定時檢察重量感應器的精度。其誤差標準的限值為:水泥、水1%以內,砂、石3%以內。3)嚴格控制混凝土攪拌時間。4)控制添加劑的摻入量,嚴格控制摻入的地點、時間及摻入后的所需在攪拌時間。5)為防止不同品種品種混凝土的混雜及攪拌效率降低,每臺攪拌車每送完30m3后作一次清洗。8 注意事項1)鋼管混凝土澆注施工的工作壓力較大,施工中必須防止混凝土輸送管的爆裂、連接短17、管的掉焊脫落,泵壓過高時應迅速排除原因。2)澆筑時施工下方需標出危險區,以防止混凝土溢流墜落傷人。3)對澆筑過程中水泥漿溢流造成的鋼結構污染,應及時清洗干凈。9 施工要點在鋼管混凝土施工中,如何保持泵壓入口接頭處不滲漏,保證混凝土的密實度,一直是鋼管混凝土施工的重點、難點。本工程使用了卡箍固定法,不但可以周轉使用,而且拆裝方便,很好的解決了這一問題。先按照鋼管柱的大小特制出鋼箍,鋼箍下裝有可調節的支腿,可用于調節鋼箍的高度,防止在泵送混凝土時,因為震動所造成管的位置松動,從而造成接頭處滲漏。為防止鋼箍與鋼管之間接觸不嚴密而造成的漿體滲漏,要在鋼箍與鋼管之間墊上一層橡膠墊。采用這種方法可以很好地18、解決鋼管混凝土泵送時接口處漏漿的難題,很好的解決因漏漿而產生的蜂窩現象,提高了鋼管混凝土的施工質量。10 鋼管混凝土的檢測鋼管混凝土澆筑完成并待混凝土達到一定強度后,需要對混凝土的澆筑質量進行檢測,本工程擬采用超聲波檢測方法進行鋼管混凝土澆筑質量的檢測控制。超聲波檢測具有無損和精度高的優點,同時對檢測設備和檢測過程的要求也較高。1) 超聲波檢測原理超聲波檢測鋼管混凝土的基本原理是在鋼管外徑的一端利用發射換能器產生高頻振動,經鋼管傳向鋼管外徑另一端的接收能器。超聲波在傳播過程中遇到由各種缺陷時其能量就會在缺陷處衰減,造成超聲波到達接收換能器的聲時、幅值、頻率的相對變化。根據這些相對變化,對鋼管混19、凝土的質量進行分析判斷。表.1-7 超聲波檢測特征表序號分 類 特 征特 征1聲時短、幅值大、頻率高信號這種情況表明超聲波穿過的鋼管混凝土密實均勻,沒有缺陷。2聲時長、幅值小、頻率低信號這種情況表明鋼管混凝土中存在著缺陷,而且缺陷的位置是在有效接收聲場的中心軸線上即收發換能器的連線。3聲時短、幅值小、頻率低信號鋼管混凝土中的缺陷不在有效接收聲場的中心軸線上,而是在有效接收聲場覆蓋的空間內;鋼管混凝土本身并沒有缺陷,但是由于換能器與鋼管外壁耦合不良,也會造成幅值變小、頻率下降而聲時變化很小的現象。2) 鋼管混凝土檢測現場實施(1)檢測工作流程檢測工作分兩個階段:一是混凝土初凝后在鋼管內部檢測;二20、是混凝土終凝后在鋼管外部檢測。檢測工作流程如下圖所示:圖.1-5 檢測工作流程(2)鋼管混凝土檢測方法概述鋼管混凝土檢測采用內部埋設聲測管及外部布設檢測點的方法,混凝土澆筑前在鋼管內埋設3 根測聲管,內外檢測點均呈等邊三角形布置,如下圖圖.1-6:圖.1-6 鋼管混凝土內外檢測點布置圖(3)鋼管混凝土初凝后內部檢測以每兩根管為一個測試剖面,對每個剖面進行檢測。檢測時,在兩個測聲管內分別放進發射換能器R和接收換能器T,以同樣的速度同步移動,每500 檢測一次,逐點測讀聲學參數,檢測方式以對測為主。對上述檢測可疑部位進行復測,復測時可采用多種方式進行,如圖圖.1-7:圖.1-7 鋼管混凝土內部檢測21、示意圖通過跟無缺陷鋼管混凝土的波形比較分析,確認混凝土的振搗質量。測后如超聲波波形未發現畸變,且與標準試件波形一致,則可判定鋼管內混凝土密實無空隙,此鋼柱合格;若檢測后超聲波波形發現畸變,則說明鋼管混凝土不密實,需要進行補強。根據測試報告,順序選定一片脫空區域,在該區域管壁上下兩端用鉆頭各鉆一直徑10mm的孔,要求鉆透管壁。在下孔外焊一直徑12mm的鋼管嘴,長的60mm。將鋼管嘴和注漿嘴連在一起。空壓機工作,當上孔口出風時,空壓機停止工作,說明該脫空區域已連通。若上孔口不出風,說明脫空區域不通,此時須在上下兩孔之間再鉆一孔,重復上述操作至出風為止。從進漿口加漿,啟動空壓機,打開注漿嘴開始注漿,至上孔口往外大量溢漿時,關閉注漿嘴,用密封膏封閉上孔。斷開注漿嘴和鋼管嘴,封閉鋼管嘴。待補強區漿液固化后切除鋼管嘴,并將鉆孔補焊封固。經過補強后,再對每片脫空區超聲檢測,脫空區均已密實后方達到補強要求。.2 鋼管柱基礎深化詳第七章7.1.1.1節.3 鋼管柱制作及安裝 詳見第六章6.2節及第七章.1節