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摘要：本文主要通过钢管混凝土柱的施工难点、施工工艺流程、主要施工技术方法这几方面进行分析，提出建议，以供业内人士参考。
关键词：钢管混凝土；施工难点；工艺流程
1、地下结构工程施工特点和难点
钢管混凝土结构施工特点是先安装空钢管，然后进行梁、板等横向构件的施工，最后浇筑核心混凝土。在整个施工过程中，由于空钢管要承受梁板自重、施工荷载以及浇筑混凝土产生的静水压力等荷载，所以钢管柱在进入使用阶段之前空钢管中就存在了一定的初始应力及变形。
地下结构往往层数不多但承受荷载较大，尤其对于地下交通枢纽工程，由于承受重载及动力荷载，柱、梁、板等构件的截面尺寸以及梁的配筋相对于地上建筑较大，故结构形式的选取、施工顺序选择、钢管的吊装、核心混凝土的浇筑等问题都较为关键。目前众多已建地下结构工程采用钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁多层框架体系。
2、地下结构施工顺序及钢管混凝土柱施工工艺流程
目前地下结构施工顺序采用较多的为盖挖法施工技术，包括盖挖顺作法和盖挖逆作法。盖挖顺作法在工程中应用较早，顺作法施工中的支撑法。盖挖逆作法又可分为全逆作法和半逆作法，半逆作法的施工流程。
钢管混凝土柱的施工工艺流程如下：空钢管制作加工→吊装首层钢管→柱脚锚固→吊装上层钢管、与下层钢管拼接→浇筑核心混凝土。
3、地下工程钢管混凝土柱施工关键技术
钢管混凝土柱作为施工阶段浇筑混凝土的模板和承担各种施工荷载的骨架，其施工质量对结构安全至关重要，以下简单归纳地下工程中钢管混凝土柱施工的关键技术问题。
3.1空钢管制作加工及验收
地下工程中钢管混凝土柱截面尺寸较大，空钢管的制作加工、加载板以及栓钉的焊接等都较地上建筑复杂，技术含量高且焊缝量大，易产生变形，如何保证焊缝质量、控制焊缝残余应力和焊接变形、保证钢管柱几何尺寸是制作的要点和难点。为满足核心混凝土浇筑要求，需在钢管表面留设孔洞，如泵送孔、浇筑孔以及排气泄压孔等。泵送孔的位置与泵车停放位置以及泵送性能有关，浇筑孔的位置则与浇筑高度有关，排气孔应设置在钢管顶端，排压的同时可以填补混凝土的沉落。焊缝需严格按照规范要求施焊，并进行焊缝探伤检测，不合格焊缝需返修。钢管加工完成后需涂漆防止锈蚀。
3.2钢管混凝土柱柱脚锚固
地下工程中的钢管混凝土柱荷载较大，一般多采用大直径灌注桩基础，这种情况下，钢管混凝土柱可采用插入式柱脚构造，在埋入桩内的钢管外壁上一般应设置抗剪连接件以增加其锚固能力。当荷载较小时，柱脚也可采用预埋地脚螺栓的锚固式刚接构造，具体构造形式的选择应由设计确定。
3.3钢管混凝土柱构件现场拼接及安装
因地下工程中的钢管混凝土柱承担较大的荷载，故钢管截面尺寸一般较大，当进行拼接时，常采用法兰盘连接，即工厂加工时，在钢管端部均设置带螺孔的法兰盘，可在施工现场通过高强螺栓进行连接。有时法兰盘为穿心式，即钢管内部也设置有一定宽度的环板，以增强钢管拼接处的连接刚度。每节钢管吊装前都应在柱身上标设上下中心线及标高，当上下节钢管中心线吻合后，通过调整法兰盘上下环板之间的距离调整钢管垂直度，利用水准仪调整其标高，符合要求后拧紧法兰盘上螺栓即可固定。因为地下工程相对层数较少，因此钢管的拼接段也较少，一般可2个楼层拼接1次，等全部钢管安装就位后一次性浇筑混凝土。
3.4地下钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接构造
目前在地下结构中应用较多的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点形式有：加强环式节点、埋置牛腿或板件式节点、钢筋混凝土环梁式节点、钢筋贯通式节点、钢筋环绕变宽度梁节点以及钢筋混凝土双梁节点。
3.5钢管内混凝土浇筑
为补偿混凝土收缩，保证钢管与核心混凝土尽可能共同工作，钢管内核心混凝土多采用微膨胀型混凝土，且坍落度合理取值范围为120～180mm，因为坍落度过大时混凝土可能产生离析现象，过小时则由于黏滞阻力的增大影响泵送压力。近些年来，随着自密实混凝土技术的发展和逐步成熟，众多地下工程的钢管混凝土柱全部采用了自密实混凝土。一般而言，核心混凝土的浇筑方式有导管浇筑法、手工逐段浇筑法、高位抛落浇筑法以及泵送顶升浇筑法等，常用的有高位抛落浇筑法和泵送顶升法。
3.5.1高位抛落浇筑法施工工艺
高位抛落法主要是利用混凝土自由下落的动能达到自密实的目的。混凝土浇筑前先对管壁进行清理，避免影响浇筑质量。为防止混凝土自由下落过程中粗骨料发生弹跳，在混凝土浇筑之前先灌入10～20cm与核心混凝土等强度的水泥砂浆。出料口伸入管内长度≥2m，当抛落高度<4m时，需用振捣器进行逐层振捣。
3.5.2泵送顶升法施工工艺
泵送顶升法是利用泵送压力克服混凝土自重及黏滞阻力将核心混凝土由下而上注入钢管内的方法。泵送混凝土之前用水泥砂浆润滑输送管，但不能作为泵送的混凝土泵入钢管柱内。为了减小泵送摩擦，在泵送的同时可以通过钢管柱柱顶的排压孔注入适量与核心混凝土配合比相同的水泥砂浆润管，直至泵送结束。同一根钢管内混凝土应连续浇筑，若不得不停，则间断时间不能超过混凝土的终凝时间。混凝土浇筑过程中安排工作人员仔细观察，以排气孔持续溢流为标志结束泵送，关闭逆止阀，待混凝土终凝之后截断短管，将泵送孔和排气孔中混凝土修整平滑，喷水泥砂浆，加板补焊钢管。
地下工程层数较少，钢管混凝土柱内核心混凝土一般为连续浇筑，不必设置施工缝。对于地上建筑而言，钢管往往是分段分层拼装后浇筑混凝土，浇筑过程有中断，则应在下次浇筑之前对相应的施工缝处混凝土进行必要的处理，常规处理是凿去钢管端部附近的浮浆混凝土即可，和灌注桩桩头处理方法类似。
3.6钢管初应力对结构的影响
钢管混凝土结构施工工艺的特殊性造成空钢管在施工期间就已经承受了一定的竖向应力，这种初始应力可使得钢管过早地进入弹塑性阶段，对于竖向荷载较大的地下工程中钢管混凝土柱更是如此。目前，已有学者就钢管混凝土结构中空钢管的初始应力做了理论和试验研究。韩林海等进行了初始应力对钢管混凝土压弯构件承载力影响的试验研究，得到了初应力作用下圆形和方形钢管混凝土压弯构件承载力的实用计算方法。《钢管混凝土结构技术规程》DB62/T25—3041—2009中规定：钢管混凝土柱应控制截面的平均初始压应力不超过0. 35φsf，若超过该限值，则需考虑钢管初应力对承载力的影响。地下工程中的钢管混凝土柱，由于其具有重载及逆作法工艺等特点，钢管初应力的影响还有必要进行专门研究。
4、结束语
结合地下工程中钢管混凝土柱典型受力特点及施工工艺特点，对该类柱施工过程中的关键性问题进行了讨论，初步提出以下几点建议。
1）地下工程中由于钢管混凝土柱、钢筋混凝土梁以及楼板的截面尺寸都较大，故空钢管的制作加工及拼接、梁柱连接等工艺技术含量高且施工复杂，必须在构件无变形或小变形、焊缝检测合格等质量保证的前提下安全施工。
2）核心混凝土高质量浇筑是钢管混凝土柱施工阶段的关键技术之一。浇筑方法、浇筑顺序以及浇筑过程中停顿时间等都会影响核心混凝土的密实度，在施工中应予以重视。
3）地下结构承受荷载较大，施工阶段荷载产生的钢管初始应力及变形也较大，对结构使用阶段承载力的影响不容忽视，在施工过程中应确保钢管变形在允许范围内。
4）核心混凝土在浇筑过程中由于静水压力的存在会对空钢管产生侧壁压力及环向变形，当钢管宽厚比较大时，管壁应力和变形的增加趋势较快，故在地下结构工程中必须采取相应措施，降低其对钢管混凝土柱承载力的影响。
关键词：钢管混凝土；施工难点；工艺流程
1、地下结构工程施工特点和难点
钢管混凝土结构施工特点是先安装空钢管，然后进行梁、板等横向构件的施工，最后浇筑核心混凝土。在整个施工过程中，由于空钢管要承受梁板自重、施工荷载以及浇筑混凝土产生的静水压力等荷载，所以钢管柱在进入使用阶段之前空钢管中就存在了一定的初始应力及变形。
地下结构往往层数不多但承受荷载较大，尤其对于地下交通枢纽工程，由于承受重载及动力荷载，柱、梁、板等构件的截面尺寸以及梁的配筋相对于地上建筑较大，故结构形式的选取、施工顺序选择、钢管的吊装、核心混凝土的浇筑等问题都较为关键。目前众多已建地下结构工程采用钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁多层框架体系。
2、地下结构施工顺序及钢管混凝土柱施工工艺流程
目前地下结构施工顺序采用较多的为盖挖法施工技术，包括盖挖顺作法和盖挖逆作法。盖挖顺作法在工程中应用较早，顺作法施工中的支撑法。盖挖逆作法又可分为全逆作法和半逆作法，半逆作法的施工流程。
钢管混凝土柱的施工工艺流程如下：空钢管制作加工→吊装首层钢管→柱脚锚固→吊装上层钢管、与下层钢管拼接→浇筑核心混凝土。
3、地下工程钢管混凝土柱施工关键技术
钢管混凝土柱作为施工阶段浇筑混凝土的模板和承担各种施工荷载的骨架，其施工质量对结构安全至关重要，以下简单归纳地下工程中钢管混凝土柱施工的关键技术问题。
3.1空钢管制作加工及验收
地下工程中钢管混凝土柱截面尺寸较大，空钢管的制作加工、加载板以及栓钉的焊接等都较地上建筑复杂，技术含量高且焊缝量大，易产生变形，如何保证焊缝质量、控制焊缝残余应力和焊接变形、保证钢管柱几何尺寸是制作的要点和难点。为满足核心混凝土浇筑要求，需在钢管表面留设孔洞，如泵送孔、浇筑孔以及排气泄压孔等。泵送孔的位置与泵车停放位置以及泵送性能有关，浇筑孔的位置则与浇筑高度有关，排气孔应设置在钢管顶端，排压的同时可以填补混凝土的沉落。焊缝需严格按照规范要求施焊，并进行焊缝探伤检测，不合格焊缝需返修。钢管加工完成后需涂漆防止锈蚀。
3.2钢管混凝土柱柱脚锚固
地下工程中的钢管混凝土柱荷载较大，一般多采用大直径灌注桩基础，这种情况下，钢管混凝土柱可采用插入式柱脚构造，在埋入桩内的钢管外壁上一般应设置抗剪连接件以增加其锚固能力。当荷载较小时，柱脚也可采用预埋地脚螺栓的锚固式刚接构造，具体构造形式的选择应由设计确定。
3.3钢管混凝土柱构件现场拼接及安装
因地下工程中的钢管混凝土柱承担较大的荷载，故钢管截面尺寸一般较大，当进行拼接时，常采用法兰盘连接，即工厂加工时，在钢管端部均设置带螺孔的法兰盘，可在施工现场通过高强螺栓进行连接。有时法兰盘为穿心式，即钢管内部也设置有一定宽度的环板，以增强钢管拼接处的连接刚度。每节钢管吊装前都应在柱身上标设上下中心线及标高，当上下节钢管中心线吻合后，通过调整法兰盘上下环板之间的距离调整钢管垂直度，利用水准仪调整其标高，符合要求后拧紧法兰盘上螺栓即可固定。因为地下工程相对层数较少，因此钢管的拼接段也较少，一般可2个楼层拼接1次，等全部钢管安装就位后一次性浇筑混凝土。
3.4地下钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的连接构造
目前在地下结构中应用较多的钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁连接节点形式有：加强环式节点、埋置牛腿或板件式节点、钢筋混凝土环梁式节点、钢筋贯通式节点、钢筋环绕变宽度梁节点以及钢筋混凝土双梁节点。
3.5钢管内混凝土浇筑
为补偿混凝土收缩，保证钢管与核心混凝土尽可能共同工作，钢管内核心混凝土多采用微膨胀型混凝土，且坍落度合理取值范围为120～180mm，因为坍落度过大时混凝土可能产生离析现象，过小时则由于黏滞阻力的增大影响泵送压力。近些年来，随着自密实混凝土技术的发展和逐步成熟，众多地下工程的钢管混凝土柱全部采用了自密实混凝土。一般而言，核心混凝土的浇筑方式有导管浇筑法、手工逐段浇筑法、高位抛落浇筑法以及泵送顶升浇筑法等，常用的有高位抛落浇筑法和泵送顶升法。
3.5.1高位抛落浇筑法施工工艺
高位抛落法主要是利用混凝土自由下落的动能达到自密实的目的。混凝土浇筑前先对管壁进行清理，避免影响浇筑质量。为防止混凝土自由下落过程中粗骨料发生弹跳，在混凝土浇筑之前先灌入10～20cm与核心混凝土等强度的水泥砂浆。出料口伸入管内长度≥2m，当抛落高度<4m时，需用振捣器进行逐层振捣。
3.5.2泵送顶升法施工工艺
泵送顶升法是利用泵送压力克服混凝土自重及黏滞阻力将核心混凝土由下而上注入钢管内的方法。泵送混凝土之前用水泥砂浆润滑输送管，但不能作为泵送的混凝土泵入钢管柱内。为了减小泵送摩擦，在泵送的同时可以通过钢管柱柱顶的排压孔注入适量与核心混凝土配合比相同的水泥砂浆润管，直至泵送结束。同一根钢管内混凝土应连续浇筑，若不得不停，则间断时间不能超过混凝土的终凝时间。混凝土浇筑过程中安排工作人员仔细观察，以排气孔持续溢流为标志结束泵送，关闭逆止阀，待混凝土终凝之后截断短管，将泵送孔和排气孔中混凝土修整平滑，喷水泥砂浆，加板补焊钢管。
地下工程层数较少，钢管混凝土柱内核心混凝土一般为连续浇筑，不必设置施工缝。对于地上建筑而言，钢管往往是分段分层拼装后浇筑混凝土，浇筑过程有中断，则应在下次浇筑之前对相应的施工缝处混凝土进行必要的处理，常规处理是凿去钢管端部附近的浮浆混凝土即可，和灌注桩桩头处理方法类似。
3.6钢管初应力对结构的影响
钢管混凝土结构施工工艺的特殊性造成空钢管在施工期间就已经承受了一定的竖向应力，这种初始应力可使得钢管过早地进入弹塑性阶段，对于竖向荷载较大的地下工程中钢管混凝土柱更是如此。目前，已有学者就钢管混凝土结构中空钢管的初始应力做了理论和试验研究。韩林海等进行了初始应力对钢管混凝土压弯构件承载力影响的试验研究，得到了初应力作用下圆形和方形钢管混凝土压弯构件承载力的实用计算方法。《钢管混凝土结构技术规程》DB62/T25—3041—2009中规定：钢管混凝土柱应控制截面的平均初始压应力不超过0. 35φsf，若超过该限值，则需考虑钢管初应力对承载力的影响。地下工程中的钢管混凝土柱，由于其具有重载及逆作法工艺等特点，钢管初应力的影响还有必要进行专门研究。
4、结束语
结合地下工程中钢管混凝土柱典型受力特点及施工工艺特点，对该类柱施工过程中的关键性问题进行了讨论，初步提出以下几点建议。
1）地下工程中由于钢管混凝土柱、钢筋混凝土梁以及楼板的截面尺寸都较大，故空钢管的制作加工及拼接、梁柱连接等工艺技术含量高且施工复杂，必须在构件无变形或小变形、焊缝检测合格等质量保证的前提下安全施工。
2）核心混凝土高质量浇筑是钢管混凝土柱施工阶段的关键技术之一。浇筑方法、浇筑顺序以及浇筑过程中停顿时间等都会影响核心混凝土的密实度，在施工中应予以重视。
3）地下结构承受荷载较大，施工阶段荷载产生的钢管初始应力及变形也较大，对结构使用阶段承载力的影响不容忽视，在施工过程中应确保钢管变形在允许范围内。
4）核心混凝土在浇筑过程中由于静水压力的存在会对空钢管产生侧壁压力及环向变形，当钢管宽厚比较大时，管壁应力和变形的增加趋势较快，故在地下结构工程中必须采取相应措施，降低其对钢管混凝土柱承载力的影响。