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摘要：本文首先对地下工程施工的特点、钢管混凝土的特点以及地下工程中钢管混凝土柱施工的过程进行了详细阐述；并对地下工程中钢管混凝土柱施工的关键技术进行了具体分析；最后针对钢管混凝土柱-梁节点的构造提出了建议。
关键词：地下工程 钢管混凝土柱 负重力 节点 施工技术
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-081-01
一、地下工程中钢管混凝土柱施工特点
1、地下工程施工的特点
目前在我国的工民建行业中，钢筋混凝土是应用最广的结构形式，其优点是技术成熟、原材料普遍、经济适用。由于现在建筑向超高层方面发展，因此对建筑物的自重、层高、抗震等级有了更严格的要求，这就使得科研人员不得不研究技术更为先进、经济效益更高的结构形式。在相当长的一段时期内，现浇钢筋混凝土楼盖由于整体刚性好，抗震性强，防水性能好，结构布置灵活，所以常用于对抗震、防渗、防漏和刚度要求较高以及平面形状复杂的建筑。但是，由于混凝土的凝结硬化时间长，受施工季节影响大，肋形梁板因梁高降低了建筑净高，吊顶增加费用，管线安装不便，隔音较差，自重较大，不宜大跨度，柱帽装修麻烦，使得这一结构形式的应用受到一定的限制。
地下工程的特点和地下建筑物的设计特点有很大的關联。就目前国内的地下工程来说，地下建筑物都具有占地面积大和外观多样化的特点。这些特点也造就了地下工程施工相较于地面工程来讲难度更高一些，因此地下工程施工的特点包括方法上有矿山法特点、明挖法特点、逆作法特点和沉管法特点等数种。其中，第一种，矿山法特点主要表现于对各种地质的适应能力并且所需设备和工艺相对简单，但是开挖的隧道洞壁往往不能满足高质量的要求，其工作效率比较低对周围环境有较大的不利影响。第二种，明挖法则具有比较好的作业条件，便于大型施工器械展开作业，这能够有效的提高作业效率并且具有一定的质量保障，但是这种方法对生态环境的影响较大，会造成较严重的灰尘和噪音污染。第三种逆作法特点能够有效的减少土方开挖对施工环境周围的建筑物影响比较小还能够提高地下空间的利用率，减少一定的施工费用但是它的支撑位置容易受到地下室高度的限制，使挖土进程具有一定难度。最后，沉管法则能够较高的保障地下工程的施工质量，混凝土的施工质量也比较高，具有造价低，工期短和施工环境好的优点。
2、钢管混凝土的特点
钢管混凝土就是在建筑工程中把混凝土灌入钢管内部，以达到增强钢管强度和刚度的目地。它具有负重能力好、可塑性高、便于施工能够耐火和经济效益高等特点，因此受到广泛的应用。但是钢管混凝土也有一些亟待克服的不足之处。比如说在钢管混凝土柱中，钢管不但要承受轴向应力还要横向的约束核心混凝土，但是钢管在承受轴向应力作用后自身的横向约束效应会减小。
3、地下工程中钢管混凝土柱施工的过程
钢管混凝土柱施工过程包括三步，第一，混凝土的配置和搅拌。选择合适的密实度高的混凝土来进行钢管混凝土浇筑，能够有效的保证钢管和混凝土更高质量的粘结，使钢管混凝土柱质量更加完善。并且还要注重钢管混凝土中水泥，水和骨料等都要符合相关的施工标准，严格注重原料之间的配比和先后顺序进行合乎规范的搅拌以达到高质量的要求。第二，钢管混凝土柱的浇筑。浇筑选用何种方式对混凝土有很大的影响。混凝土的浇筑作业应该连续不间断的进行，对影响连续作业的外部环境要有所防备，做好应急措施避免出现强制停止浇筑的现象。钢管内混凝土浇筑应该采用人工逐层浇筑和导管浇筑等合适的方法，在浇铸的过程中还要保证混凝土的流动和年度都要符合标准，以达到合格的质量要求。第三，对钢管混凝土的养护。养护工作对钢管混凝土的性能有很好的保持功能，钢管混凝土在浇铸之后如果没有进行及时的养护会迅速的脱水，这样就会导致粘连度达不到要求，影响钢管混凝土的耐久性和整体性。因此应该选择合适的方式对钢管混凝土进行有效的养护。
二、地下工程中钢管混凝土柱施工的关键技术
1、地下工程中钢管混凝土柱的抗火性技术分析
对地下工程的钢管混凝土柱进行抗火性分析能够为同类型的地下工程中钢管混凝土柱的抗火性实践提供完善的参考建议。
首先，地下工程中钢管混凝土柱的受力状况分析。地下工程与地面上的建筑工程有一个很大的不同就是地下建筑中的钢管混凝土柱有较高的承重能力要求，这就使地下工程中钢管混凝土柱要具有更大的截面尺寸和更强的负重能力。因此地下工程中的钢管混凝土柱抗火设计必须要根据地下工程建筑物的独特要求进行设计。当地下工程一旦发生火灾，钢管混凝土结构内部会迅速出现温度升高的现象，这时候钢管混凝土柱的承重能力就会降低，这会使混凝土结构达到耐火极限的状态，就产生难以达到耐火要求的结果。因此针对偶然性的火灾事件，应该注重在地下工程中钢管混凝土柱的钢管外部进行防火涂料的加工。
其次，对地下工程中钢管混凝土柱的抗火计算。针对地下工程中钢管混凝土柱的抗火性计算条件应该参考国家相应的标准、钢管混凝土柱构件的具体耐火极限以及防火保护层的钢结构防火涂料性能等都要符合相关的具体规定标准。在具体的计算过程中，要根据工程的具体设计要求把将要计算的钢管混凝土柱构件和计算条件进行详细的整理归纳，然后就能够得出具体的计算参数。
2、地下工程中钢管混凝土柱的节点选型和力学性能
针对地下工程中钢管混凝土柱的节点选型和力学性能分析能够得出不同的结构对地下工程钢管混凝土柱负重能力、工作性能等方面的影响。
首先，地下工程中多见的节点形式。第一种，加强环式节点。这种类型的节点属于传力比较明确，节点区应力分布比较均匀、并且塑性性能高和负重能力强的刚性节点。虽然优势很多，但外加强环式节点环板的尺寸比较大就会在建筑过程中有极大的不便，因此比较适合地下工程。第二种，板件式节点。此种类型的节点是指通过在核心区钢管中贯通钢板的方式用来承担梁端传来的弯矩和大部分的剪力。这种类型的节点传力也比较明确，受力性能也比较可靠，但是对钢材的消耗量比较大，钢管内的具体焊接工作难度也比较高。针对多种类型的节点，在地下工程中要结合具体的工程构建形式和工程工艺要求等特点来选择具体的节点构造。
其次，在地下工程中钢管混凝土柱-RC梁节点具有负重能力强刚度和工作性能都比较好的特点，通过相应的具体实验表明相较于双梁节点，RC梁节点还具有优秀的抗震能力。而双梁节点的负重能力虽然也很高，但偶尔会有钢管混凝土柱和梁脱开的现象，节点的梁和柱的综合工作性能并不能保证梁柱共同工作，因此在进行这种类型节点抗震设计时应该充分考虑这些因素带来的影响。
三、针对钢管混凝土柱-梁节点的构造
钢管混凝土柱梁节点的核心区是结构受力的核心位置，节点是梁柱连接的关键部位，具有传递、分配内力和保证结构整体性的作用，所以节点的连接构造是影响钢管混凝土结构工程的重要问题，它应该具有足够的负荷能力、刚度和塑性。因此，节点构造应尽量满足以下要求：第一，节点的核心位置纵筋、型钢和箍筋只能在节点区设置，上下都要进入钢管约束混凝土柱中。并且梁纵筋应该直通核心位置。第二，在和节点位置型钢连接的梁端，可以设置一段钢梁和梁主筋搭接。并且钢梁高度要高于梁高，长度也要大于梁截面高度。第三，节点核心位置缸内梁翼缘水平位置处要能够设置加劲肋，这样能够确保梁端内力能够更好的传递。
总而言之，地下工程中钢管混凝土柱具有承载能力强、抗震能力强的特点，它为二十一世纪建筑现代化的建筑行业发展提供了技术保证，具有巨大的社会经济价值，在我国有着非常广阔的市场和应用前景。因此应该注重分析问题，以便于能够有效减少工程建设中的不利状况并且在保障工程质量方面也具有一定的现实意义。
关键词：地下工程 钢管混凝土柱 负重力 节点 施工技术
中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-081-01
一、地下工程中钢管混凝土柱施工特点
1、地下工程施工的特点
目前在我国的工民建行业中，钢筋混凝土是应用最广的结构形式，其优点是技术成熟、原材料普遍、经济适用。由于现在建筑向超高层方面发展，因此对建筑物的自重、层高、抗震等级有了更严格的要求，这就使得科研人员不得不研究技术更为先进、经济效益更高的结构形式。在相当长的一段时期内，现浇钢筋混凝土楼盖由于整体刚性好，抗震性强，防水性能好，结构布置灵活，所以常用于对抗震、防渗、防漏和刚度要求较高以及平面形状复杂的建筑。但是，由于混凝土的凝结硬化时间长，受施工季节影响大，肋形梁板因梁高降低了建筑净高，吊顶增加费用，管线安装不便，隔音较差，自重较大，不宜大跨度，柱帽装修麻烦，使得这一结构形式的应用受到一定的限制。
地下工程的特点和地下建筑物的设计特点有很大的關联。就目前国内的地下工程来说，地下建筑物都具有占地面积大和外观多样化的特点。这些特点也造就了地下工程施工相较于地面工程来讲难度更高一些，因此地下工程施工的特点包括方法上有矿山法特点、明挖法特点、逆作法特点和沉管法特点等数种。其中，第一种，矿山法特点主要表现于对各种地质的适应能力并且所需设备和工艺相对简单，但是开挖的隧道洞壁往往不能满足高质量的要求，其工作效率比较低对周围环境有较大的不利影响。第二种，明挖法则具有比较好的作业条件，便于大型施工器械展开作业，这能够有效的提高作业效率并且具有一定的质量保障，但是这种方法对生态环境的影响较大，会造成较严重的灰尘和噪音污染。第三种逆作法特点能够有效的减少土方开挖对施工环境周围的建筑物影响比较小还能够提高地下空间的利用率，减少一定的施工费用但是它的支撑位置容易受到地下室高度的限制，使挖土进程具有一定难度。最后，沉管法则能够较高的保障地下工程的施工质量，混凝土的施工质量也比较高，具有造价低，工期短和施工环境好的优点。
2、钢管混凝土的特点
钢管混凝土就是在建筑工程中把混凝土灌入钢管内部，以达到增强钢管强度和刚度的目地。它具有负重能力好、可塑性高、便于施工能够耐火和经济效益高等特点，因此受到广泛的应用。但是钢管混凝土也有一些亟待克服的不足之处。比如说在钢管混凝土柱中，钢管不但要承受轴向应力还要横向的约束核心混凝土，但是钢管在承受轴向应力作用后自身的横向约束效应会减小。
3、地下工程中钢管混凝土柱施工的过程
钢管混凝土柱施工过程包括三步，第一，混凝土的配置和搅拌。选择合适的密实度高的混凝土来进行钢管混凝土浇筑，能够有效的保证钢管和混凝土更高质量的粘结，使钢管混凝土柱质量更加完善。并且还要注重钢管混凝土中水泥，水和骨料等都要符合相关的施工标准，严格注重原料之间的配比和先后顺序进行合乎规范的搅拌以达到高质量的要求。第二，钢管混凝土柱的浇筑。浇筑选用何种方式对混凝土有很大的影响。混凝土的浇筑作业应该连续不间断的进行，对影响连续作业的外部环境要有所防备，做好应急措施避免出现强制停止浇筑的现象。钢管内混凝土浇筑应该采用人工逐层浇筑和导管浇筑等合适的方法，在浇铸的过程中还要保证混凝土的流动和年度都要符合标准，以达到合格的质量要求。第三，对钢管混凝土的养护。养护工作对钢管混凝土的性能有很好的保持功能，钢管混凝土在浇铸之后如果没有进行及时的养护会迅速的脱水，这样就会导致粘连度达不到要求，影响钢管混凝土的耐久性和整体性。因此应该选择合适的方式对钢管混凝土进行有效的养护。
二、地下工程中钢管混凝土柱施工的关键技术
1、地下工程中钢管混凝土柱的抗火性技术分析
对地下工程的钢管混凝土柱进行抗火性分析能够为同类型的地下工程中钢管混凝土柱的抗火性实践提供完善的参考建议。
首先，地下工程中钢管混凝土柱的受力状况分析。地下工程与地面上的建筑工程有一个很大的不同就是地下建筑中的钢管混凝土柱有较高的承重能力要求，这就使地下工程中钢管混凝土柱要具有更大的截面尺寸和更强的负重能力。因此地下工程中的钢管混凝土柱抗火设计必须要根据地下工程建筑物的独特要求进行设计。当地下工程一旦发生火灾，钢管混凝土结构内部会迅速出现温度升高的现象，这时候钢管混凝土柱的承重能力就会降低，这会使混凝土结构达到耐火极限的状态，就产生难以达到耐火要求的结果。因此针对偶然性的火灾事件，应该注重在地下工程中钢管混凝土柱的钢管外部进行防火涂料的加工。
其次，对地下工程中钢管混凝土柱的抗火计算。针对地下工程中钢管混凝土柱的抗火性计算条件应该参考国家相应的标准、钢管混凝土柱构件的具体耐火极限以及防火保护层的钢结构防火涂料性能等都要符合相关的具体规定标准。在具体的计算过程中，要根据工程的具体设计要求把将要计算的钢管混凝土柱构件和计算条件进行详细的整理归纳，然后就能够得出具体的计算参数。
2、地下工程中钢管混凝土柱的节点选型和力学性能
针对地下工程中钢管混凝土柱的节点选型和力学性能分析能够得出不同的结构对地下工程钢管混凝土柱负重能力、工作性能等方面的影响。
首先，地下工程中多见的节点形式。第一种，加强环式节点。这种类型的节点属于传力比较明确，节点区应力分布比较均匀、并且塑性性能高和负重能力强的刚性节点。虽然优势很多，但外加强环式节点环板的尺寸比较大就会在建筑过程中有极大的不便，因此比较适合地下工程。第二种，板件式节点。此种类型的节点是指通过在核心区钢管中贯通钢板的方式用来承担梁端传来的弯矩和大部分的剪力。这种类型的节点传力也比较明确，受力性能也比较可靠，但是对钢材的消耗量比较大，钢管内的具体焊接工作难度也比较高。针对多种类型的节点，在地下工程中要结合具体的工程构建形式和工程工艺要求等特点来选择具体的节点构造。
其次，在地下工程中钢管混凝土柱-RC梁节点具有负重能力强刚度和工作性能都比较好的特点，通过相应的具体实验表明相较于双梁节点，RC梁节点还具有优秀的抗震能力。而双梁节点的负重能力虽然也很高，但偶尔会有钢管混凝土柱和梁脱开的现象，节点的梁和柱的综合工作性能并不能保证梁柱共同工作，因此在进行这种类型节点抗震设计时应该充分考虑这些因素带来的影响。
三、针对钢管混凝土柱-梁节点的构造
钢管混凝土柱梁节点的核心区是结构受力的核心位置，节点是梁柱连接的关键部位，具有传递、分配内力和保证结构整体性的作用，所以节点的连接构造是影响钢管混凝土结构工程的重要问题，它应该具有足够的负荷能力、刚度和塑性。因此，节点构造应尽量满足以下要求：第一，节点的核心位置纵筋、型钢和箍筋只能在节点区设置，上下都要进入钢管约束混凝土柱中。并且梁纵筋应该直通核心位置。第二，在和节点位置型钢连接的梁端，可以设置一段钢梁和梁主筋搭接。并且钢梁高度要高于梁高，长度也要大于梁截面高度。第三，节点核心位置缸内梁翼缘水平位置处要能够设置加劲肋，这样能够确保梁端内力能够更好的传递。
总而言之，地下工程中钢管混凝土柱具有承载能力强、抗震能力强的特点，它为二十一世纪建筑现代化的建筑行业发展提供了技术保证，具有巨大的社会经济价值，在我国有着非常广阔的市场和应用前景。因此应该注重分析问题，以便于能够有效减少工程建设中的不利状况并且在保障工程质量方面也具有一定的现实意义。