凌秀德

（貴州銅仁地區(qū)建筑公司）

高層建筑工程鋼管混凝土施工工藝分析

凌秀德

（貴州銅仁地區(qū)建筑公司）

在人們生活水平不斷提高的影響下，建筑物的高度也得到了明顯的增加，放眼展望，在城市中高層建筑比比皆是，已然成為當代城市建設(shè)的主要形式，而且還存在向超高層方向發(fā)展的趨勢。在高層建筑工程的施工過程中，往往會運用到鋼管混凝土施工技術(shù)，這項技術(shù)是近幾年得到大力推廣的新型組合結(jié)構(gòu)，并在實際的應用中取得了十分顯著的效果。本文以華夏數(shù)碼中心作為主要研究對象，對鋼管混凝土施工工藝進行了全面的分析，為我國高層建筑工程的進步和發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

高層建筑；工程施工；鋼管混凝土；施工工藝

鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)具備重量小、強度大、耐腐蝕、抗沖擊能力強等諸多優(yōu)點，在大跨度或高層建筑中得到了十分廣泛的應用。在一般的鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)中，承擔剪力的主要對象是鋼牛腿，而梁柱連接位置的彎矩或傳遞，通常運用平行雙梁的形式予以承擔。鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)是在以往結(jié)構(gòu)體系基礎(chǔ)上的創(chuàng)新，象征著我國高層建筑工程施工技術(shù)的全面發(fā)展。施工期間，將具有一定抗剪能力的環(huán)筋安裝在鋼管混凝土柱中，使環(huán)筋承受一部分剪力，而環(huán)梁則承受一部分彎矩。

1　工程案例

華夏數(shù)碼中心坐落于山西省太原市平陽路。本工程項目共30層，總建筑面積約70000m2，建筑高度達百米。項目中鋼管柱的直徑為700mm，在鋼管柱中，澆筑了其強度為C60的混凝土，在鋼管柱的最上端，裝焊了具有一定抗剪能力的環(huán)筋，并在其外部還安裝了一定尺寸（約為0.3m2）的環(huán)梁。最后將框架梁鋼筋按照實際要求裝在環(huán)梁上，形成該建筑的鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)。具體的施工工藝如圖1所示。

2　鋼管柱的制備及其組裝

2.1鋼管柱的制備

在制備鋼管柱的過程中，應確保焊接的尺寸、位置等參數(shù)符合標準。為了有效縮減施工量，提高施工質(zhì)量，鋼管、頂板、環(huán)箍以及柱腳等所有部件，均統(tǒng)一在加工工廠內(nèi)進行制作，制作成品經(jīng)檢驗合格以后方可進入現(xiàn)場使用。

2.2鋼管柱的組裝

①需根據(jù)實際的運輸和吊裝能力選取最佳的鋼管長度，通常不會超過12m。②鋼管進行對接的過程中，應使焊接以后的肢管保持平直，進行焊接時，不僅需要對幾何尺寸進行嚴格的控制，還要密切注意高溫變形可能對肢管造成的影響，分段焊接時，應注重其對稱性。焊接之前，直徑較小的鋼管可運用點焊對其進行定位，而直徑較大的鋼管則應運用其他鋼管焊接在其外側(cè)，從而起到固定的作用，每個固定點應保持恒定的間距，以300mm為最佳，而且固定點的數(shù)量不能少于三個。如果在焊接時發(fā)現(xiàn)焊點存在細小的裂縫，則需將存在裂縫的部分全部去除，然后重新焊接，以免發(fā)生危險。為了切實提高鋼管柱的組裝質(zhì)量和穩(wěn)定性，可在鋼管柱內(nèi)加設(shè)襯管，寬度和厚度分別為20mm和3mm，在加設(shè)時應預留出一定膨脹間隙。

3　吊裝及安裝鋼管柱

3.1吊裝所需設(shè)備和方法

本工程施工現(xiàn)場運用5013塔吊，鋼管柱的實際最大重量為2.20t，該塔吊的起重條件滿足實際要求，吊裝方法選為運用鋼絲繩對抗剪環(huán)箍進行捆綁，最后將其垂直吊起。

3.2柱腳定位和安裝

安裝之前，將預埋的鋼板面清理干凈，然后按照一定安裝順序，在鋼板面上標記出十字線和鋼管柱的半徑，當?shù)酌娴匿摻畎灏惭b完成且各項檢驗均已確認無誤之后，使用塔吊把定位器吊裝至安裝區(qū)域，之后進行粗略定位。在定位器到達指定位置以后，定位器上的軸線需要與地面上標出的軸線進行對齊，在高度符合標準之后，使用螺紋鋼將其進行固定，固定完成之后，還需運用調(diào)節(jié)螺栓對定位器的高度進行細調(diào)，確保高度檢驗線重合在預定標高處，然后移動定位器，等到定位器上軸線和地面上的軸線真正吻合時，上緊螺母，確認無誤之后，還需使用幾個短小的鋼筋將其進一步的固定，確保其紋絲不動。

3.3鋼管柱安裝

運用吊線法檢驗鋼管柱的實際垂直度是否滿足標準。鋼管柱完全就位且調(diào)柱的外皮重合在鋼管柱的半徑標點上時，將沒有釘帽的鐵釘安裝在鋼管柱和環(huán)板的中間，使其上下兩端軸線保持對齊狀態(tài)，然后在此對鋼管柱的柱身進行調(diào)整，使其劃線對齊在底板的十字線上，使用鐵碼將筒節(jié)壁的上下兩部分整平，并預留2mm左右的膨脹空間，同時使用千斤頂對鋼管柱的實際垂直度進行細微的調(diào)整，在全部安裝尺寸均已完全符合標準之后，工作人員遵循一定對稱的原則，沿著點焊的分布固定鋼管柱。

4　環(huán)梁鋼筋的制備及安裝

4.1骨架成型

環(huán)梁鋼筋在完成搭建以后，為了提高實際的工作效率，通常會使用鋼管作為主體完成加工架的搭設(shè)工作，以此選定環(huán)梁鋼筋的實際位置。將焊接完成且質(zhì)量合格的環(huán)箍鋼筋安裝在馬凳或加工架中，按照實際大小將環(huán)箍鋼筋進行放置，為了使后續(xù)的鋼筋錨入順利進行，環(huán)梁腰鋼筋通常在此時不進行綁扎和就位。實際情況中，應首先對上層環(huán)筋進行綁扎，綁扎牢固以后在綁扎下層鋼筋，使用塔吊將環(huán)梁腰鋼筋就位。制備完成之后的環(huán)梁鋼筋還需得到進一步的加固處理，而且要合理確定吊點，確保吊裝過程不會使環(huán)梁鋼筋發(fā)生形變。

4.2制作模具

環(huán)梁環(huán)形鋼筋使用的模具一般都是在10mm左右的鋼板上放出鋼筋的具體大樣，如圖1所示，在半徑均不相同的圓環(huán)鋼筋周圍裝焊多個長度較短的鋼筋。此模具可在一定條件下支持多種半徑圓環(huán)鋼筋的制作。

圖1　鋼管混凝土節(jié)點大樣圖

4.3安裝骨架

借助塔吊，將環(huán)梁的骨架按照一定規(guī)則安裝在鋼管柱和環(huán)梁底模的上端，與此同時，應在環(huán)梁底模上放置好墊層，以此起到保護鋼筋的作用。為了保證抗剪環(huán)箍可以與環(huán)梁之間預留20mm左右的空間，可將四個木楔打到二者之前。

5　混凝土澆筑

混凝土從鋼管的上端口灌入，并用振搗裝置將其搗勻。當管徑在350mm以上時，應使用內(nèi)部振搗裝置。實際振搗時間每次都需維持在30s以上，每次混凝土澆筑的高度不能超過2m。當管徑在350mm以內(nèi)時，應使用外部振搗裝置。該裝置的作業(yè)位置應根據(jù)施工的具體進展進行適當?shù)恼{(diào)整。振搗時間應保持在1min以上，每次混凝土澆筑的高度不能超過2～3m。采用此類振搗方法，其混凝土坍落度的最佳區(qū)間為20～40mm，而水灰比則不得超過0.4，骨料的粒徑以10～40mm為最佳。

對于任何一種混凝土施工而言，其配合比的意義十分重大，不僅要滿足基本的強度要求，還要密切注意其坍落度的選取。配合比往往是根據(jù)等級計算得到，并在多次試驗之后確定的。

混凝土澆筑需持續(xù)進行，如果沒有特殊情況一般是不允許間歇，但如果無法持續(xù)進行，應盡量控制間歇的時間，使其在終凝時間以內(nèi)。在澆筑的過程中，還需預留一定寬度的施工縫，完全封閉管口，以免水、油等雜質(zhì)混入其中。

在進行澆筑施工之前，應事先在澆筑面攤鋪一層水泥砂漿，厚度根據(jù)具體要求確定，一般在100～200mm之間，而且所用水泥砂漿的強度等級應與混凝土保持一致，這樣做的目的是防止混凝土中粗粒骨料在下落的過程中發(fā)生彈跳現(xiàn)象。當混凝土緩緩到達鋼管柱的頂部時，應使混凝土少量溢出，然后再將隔板放置在管口處（隔板上需留有排氣孔），隔板按壓緊實之后，對接縫處進行點焊，當混凝土的實際強度達到預期值半數(shù)時，在此對接縫進行焊接。在實際的澆筑過程中，也可以不將鋼管筑滿，當混凝土的實際強度達到預期值半數(shù)時，用前文中所提到的水泥砂漿進行封口，安裝隔板，此時隔板與管柱的焊接可一次性完成?；炷翝仓瓿芍?，可使用敲擊的方式驗證澆筑的情況，如果運用這種檢驗方法發(fā)現(xiàn)其存在一定問題，則需立即使用超聲波對其進行深度的檢測。對于鋼管柱中密實程度沒有滿足標準的部位，可使用鉆孔壓漿法對其實施補強。

6　總結(jié)

如今，在我國高層建筑工程施工建設(shè)中，鋼管混凝土占據(jù)著十分重要的地位，也是我國建筑工程正向新型材料逐漸發(fā)展的重要體現(xiàn)。其特有的各項性能是以往結(jié)構(gòu)和技術(shù)無法比擬的，所以運用該技術(shù)進行施工建設(shè)是高層建筑發(fā)展的必然趨勢。盡管如此，但鋼管混凝土的施工工藝卻是比較復雜的，還有待于得到進一步的簡化和創(chuàng)新，相信通過不斷的努力，鋼管混凝土將在高層建筑工程中發(fā)揮出更為重要的作用。

[1]張佩生.鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)住宅建筑體系成套技術(shù)研究與應用[J].上海鋼結(jié)構(gòu)住宅研討會，上海鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會，2012（11）：25～26.

[2]程寶坪.管混凝土結(jié)構(gòu)的特性和研究現(xiàn)狀[J].安徽建筑，2012（5）：17～18.

[3]蔡紹懷.現(xiàn)代鋼管混凝土結(jié)構(gòu)[M].北京：人民交通出版社，2012（7）：33～ 35.

[4]吳紅兵.混凝土工程施工質(zhì)量的控制[J].中國水運（下半月），2012，21（9）：14～15.

[5]魏晉紅.淺議某高層住宅樓主體工程施工技術(shù)方案選擇[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2013，31（5）：77～79.

[6]周曉冬，薛文博.高層建筑混凝土施工質(zhì)量控制措施[J].黑龍江水利科技，2012，25（3）：45～46.

TU974

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