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摘要：介绍高层建筑中,复杂钢管混凝土柱的混凝土高抛法施工浇筑技术。通过具体工程实例,重点介绍了自密实混凝土在钢管混凝土柱中的应用和钢管内混凝土浇筑质量控制的方法。关键词： 钢管混凝土柱；自密实混凝土；高抛法
Abstract: This paper introduces complex steel tube concrete column high throw method of the pouring construction technology in the high-rise building. Through specific examples of projects, this paper focusing on the application of self compacting concrete in steel pipe concrete column and the method of steel tube concrete pouring quality control.
Key words: concrete filled steel tube column; self-compacting concrete; high casting method
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02
一、工程概况：
1.1、本工程核心筒为钢筋混凝土剪力墙结构，核心筒外框为42根方钢管混凝土柱结构。地上标准层方钢管柱分段为3层一节柱，标准层层高4.1米，每节柱12.3米，方钢管柱截面尺寸为600x600mm，壁厚为20～30。方钢管内填充微膨胀混凝土，混凝土强度等级为地下部分C60，地上部分C50。
1.2、目前方钢管混凝土浇筑方法有以下四种：
（1）人工逐层浇筑（2）导管浇筑法（3）泵送顶升法（4）高位抛落免振捣法
根据本工程设计和工期的要求，综合各方面的因素，经多方研讨，采用高位抛落免振捣法。本工程钢管内混凝土浇筑拟采用高位下料免振捣自密实混凝土。
本工程高位下料免振捣自密实混凝土是采用国际最先进的羧酸系列第三代产品混凝土外加剂配制而成的高性能混凝土，其原理是混凝土靠自身良好的和易性、高扩展度、高流动性填满模具，在任何高度下无需振捣的情况下达到自密实，有别于一般奈氏系列的自密实砼，并且更好满足设计及规范要求。
二、现场模拟实验
2.1、实验目的：
（1）虽然目前高位抛落免振捣自密实混凝土已有各种成功经验，但每个工程实际情况各有不同，并且各地原材料有差异；
（2）在实际施工中混凝土浇筑完毕后，由于混凝土被钢管封闭，对混凝土的质量通病如：烂根、蜂窝、麻面，密实度等性能无法检测；
（3）目前尚未形成对钢管混凝土质量检验的国家规范。
2.2、实验内容：
（1）根据大连市具有一级资质的实验室大连理工或SiKa经过砼试配实验出据混凝土配合比，其性能满足并高于施工的设计及规范要求。
（2）施工现场按精工深化图1：1制作600*600*13195的方钢管柱模型两根（柱体钢板厚度选10MM，中间横隔板用20MM厚钢板），运至指定位置，进行高位下料免振自密实混凝土和普通混凝土导管插入有序浇注两种实验。实验用方钢管柱的模型是把13.195米的600*600的方钢管柱按竖向制作成2段（每段均有钢板可拆除，便于拆模后的观察及取样），中间用法兰连接，为防止漏浆，法兰连接处垫3MM厚胶皮垫圈。导管用直径200MM、长11000M的薄壁钢管。
（3）、为保证钢柱能够承受混凝土抛落时的冲击力，钢柱拼装完后，在柱身四周设置加劲板，并花焊在柱身上，最后用钢管夹紧钢柱，以免钢柱倾斜、移位。
（4）在现场搭设好脚手架后，先将第一段钢柱安装就位，钢柱下端与柱基础预埋件焊接，柱身用钢管与脚手架锁紧，再吊装第二段钢柱，一、二段钢柱垫好垫圈用法兰对接好后，拧紧法兰螺栓，再将第二节钢柱用钢管紧固。最后柱顶部用缆风绳四面固定。
2.3、进行现场模拟实验：
（1）实验浇筑方式：
（A）按与将来现场施工同样的条件和浇筑方法将混凝土混合料从13.2米高处方钢管上部横隔板的圆孔向下抛落，填至距方钢管上口500MM的位置。浇筑时混凝土应匀速不间断浇筑，泵送时间约10—15分钟。作业人员要明确了解混凝土的浇筑方量和浇筑完成面位置（柱顶板下500MM），并且有专人检查钢柱是否有偏移、变形等变化。
（B）用汽車吊将导管插入钢管内，进行混凝土浇筑，每浇筑一立方混凝土，停顿一次，插入振捣棒进行振捣，振捣完毕提升导管继续浇筑一立方混凝土，再振捣。依次循环作业，直至钢管内混凝土浇筑完毕。
（2）混凝土浇筑完毕后，经过与现场实际状况相同的条件进行养护，经过一定养护期，并且混凝土水化产生的大部分收缩已完成（15天内已完成85%以上收缩变形），进行试块试压，若强度与同龄期同标号混凝土的强度相当，则可拆模检验。
（3）现场模拟实验的结果经检验其强度及密实度满足设计要求及方钢管混凝土施工规范的要求，即可按此配合比和浇筑方法投入到工程实际施工当中。如实验不合格，另行安排详细施工方案。
（4）混凝土浇筑完毕后，经过与现场实际状况相同的条件进行养护，经过一定养护期，并且混凝土水化产生的大部分收缩已完成（15天内已完成85%以上收缩变形），进行试块试压，若强度与同龄期同标号混凝土的强度相当，则可拆模检验。
（5）现场模拟实验的结果经检验其强度及密实度满足设计要求及方钢管混凝土施工规范的要求，即可按此配合比和浇筑方法投入到工程实际施工当中。如实验不合格，另行安排详细施工方案。
三、实验成果在实际施工中的应用
实验合格后，在实际施工过程中将严格按照实验时的配比及操作规程进行施工。
3.1现场施工主要步骤
钢柱就位焊接完毕，验收合格 浇筑设备就位，砼到场高位下料自密实混凝土浇筑 混凝土养护混凝土浇筑质量检测
3.2操作规程：
(1)组织挑选有成熟经验的砼技工，组成方钢管砼浇筑专业作业班组，进行技术培训，了解钢管砼的特点，掌握浇筑要求和注意事项。
(2)对已安装就位的方钢柱头立即加盖保护盖板，以防雨水、油、异物落入，并进行中间环节验收，确保钢柱定位误差和焊接质量满足规范要求。
(3)检查砼浇筑设备完好，安装稳固，组织砼进场。
(4)进行自密实砼高位下料浇筑。砼自管内底部向上连续均匀浇筑。根据泵送速度和钢管几何尺寸，浇筑速度约为每分钟提升砼层面1-1.5m，每根管浇筑时间约为10-15分钟，每根管内砼方量应根据图纸事先计算好（标准层钢管内砼体积约为4.4m3），以便核实浇入的砼方量是否正常，否则应马上用锤敲击检查，分析原因，是否因横隔板及其它异物等因素造成部分段落无砼料，或局部空洞，并马上采取措施纠正，确保砼的连续完整性和密实度。
(5)按照上述方法将钢管内砼连续浇筑至距钢管上口500mm处即停止浇筑，防止上节钢管与本节钢管焊接时产生的高温热量焦化两节钢管接头处砼。
(6)在砼浇筑过程中，应连续均匀，不得间断。
(7)混凝土宜采用泵送或料斗下料连续匀速浇筑，若不能连续浇筑时，砼浇筑的间断时间不能超过砼的初凝时间，每节钢管内砼浇筑终止位置或施工缝位置不得随意留设。
说明：
按照常规作业方法，每次混凝土浇筑前在柱底部铺设100~200㎜厚与混凝土强度等级相同的砂浆，但因本工程混凝土强度等级为C60、C50，砂浆强度很难达到与混凝土强度等级相同的标号；又因在国内同类工程实际作业过程中，根据自密实混凝土本身具有很好和易性，未使用任何铺垫，并取得成功，因此本工程在浇筑混凝土时亦不使用任何铺垫。
3.3主要机具、人员配置：
3.4、混凝土浇筑根据现场需要采用两种方法即泵送或用料斗吊运的浇筑方式。
3.4.1、泵送浇筑混凝土的方法：
采用泵送即由地泵将混凝土送至作业楼层的布料机，再由布料机输送至作业半径内各柱柱头处，经下料料斗抛落到柱内。下料料斗用角钢加固。
3.4.2、在作业过程中合理布置2台布料机，浇筑人员分两组，按照浇筑顺序进行浇筑。
浇筑过程中注意混凝土间断浇筑的时间不得超过混凝土的初凝时间。
3.4.3、塔吊吊运浇筑混凝土的方法：
料斗吊运即在地面设置料斗（装料约0.8立方），装满后用塔吊吊运至作业层柱头上方，直接将混凝土灌入柱内。
3.4.4、钢管混凝土浇筑穿插于楼层整体施工中，具备条件后，根据现场实际情况及时进行混凝土浇筑。
四、冬季施工对混凝土的要求及养护方法：
进入冬季施工时由大连理工大学实验室出具适合冬季施工的混凝土配合比。
搅拌站提高混凝土的入模温度。
3. 每节柱混凝土浇筑完毕立即用阻燃草帘外包玻璃丝布，对钢柱进行保温，覆盖要均匀、密实，并绑扎牢固。
五、混凝土质量检测方法
对钢管混凝土内部混凝土质量的检测采用敲击法通过听声音来检查，对有质疑的部位，由第三方确认，采用超声波检测法。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
Abstract: This paper introduces complex steel tube concrete column high throw method of the pouring construction technology in the high-rise building. Through specific examples of projects, this paper focusing on the application of self compacting concrete in steel pipe concrete column and the method of steel tube concrete pouring quality control.
Key words: concrete filled steel tube column; self-compacting concrete; high casting method
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）04-0020-02
一、工程概况：
1.1、本工程核心筒为钢筋混凝土剪力墙结构，核心筒外框为42根方钢管混凝土柱结构。地上标准层方钢管柱分段为3层一节柱，标准层层高4.1米，每节柱12.3米，方钢管柱截面尺寸为600x600mm，壁厚为20～30。方钢管内填充微膨胀混凝土，混凝土强度等级为地下部分C60，地上部分C50。
1.2、目前方钢管混凝土浇筑方法有以下四种：
（1）人工逐层浇筑（2）导管浇筑法（3）泵送顶升法（4）高位抛落免振捣法
根据本工程设计和工期的要求，综合各方面的因素，经多方研讨，采用高位抛落免振捣法。本工程钢管内混凝土浇筑拟采用高位下料免振捣自密实混凝土。
本工程高位下料免振捣自密实混凝土是采用国际最先进的羧酸系列第三代产品混凝土外加剂配制而成的高性能混凝土，其原理是混凝土靠自身良好的和易性、高扩展度、高流动性填满模具，在任何高度下无需振捣的情况下达到自密实，有别于一般奈氏系列的自密实砼，并且更好满足设计及规范要求。
二、现场模拟实验
2.1、实验目的：
（1）虽然目前高位抛落免振捣自密实混凝土已有各种成功经验，但每个工程实际情况各有不同，并且各地原材料有差异；
（2）在实际施工中混凝土浇筑完毕后，由于混凝土被钢管封闭，对混凝土的质量通病如：烂根、蜂窝、麻面，密实度等性能无法检测；
（3）目前尚未形成对钢管混凝土质量检验的国家规范。
2.2、实验内容：
（1）根据大连市具有一级资质的实验室大连理工或SiKa经过砼试配实验出据混凝土配合比，其性能满足并高于施工的设计及规范要求。
（2）施工现场按精工深化图1：1制作600*600*13195的方钢管柱模型两根（柱体钢板厚度选10MM，中间横隔板用20MM厚钢板），运至指定位置，进行高位下料免振自密实混凝土和普通混凝土导管插入有序浇注两种实验。实验用方钢管柱的模型是把13.195米的600*600的方钢管柱按竖向制作成2段（每段均有钢板可拆除，便于拆模后的观察及取样），中间用法兰连接，为防止漏浆，法兰连接处垫3MM厚胶皮垫圈。导管用直径200MM、长11000M的薄壁钢管。
（3）、为保证钢柱能够承受混凝土抛落时的冲击力，钢柱拼装完后，在柱身四周设置加劲板，并花焊在柱身上，最后用钢管夹紧钢柱，以免钢柱倾斜、移位。
（4）在现场搭设好脚手架后，先将第一段钢柱安装就位，钢柱下端与柱基础预埋件焊接，柱身用钢管与脚手架锁紧，再吊装第二段钢柱，一、二段钢柱垫好垫圈用法兰对接好后，拧紧法兰螺栓，再将第二节钢柱用钢管紧固。最后柱顶部用缆风绳四面固定。
2.3、进行现场模拟实验：
（1）实验浇筑方式：
（A）按与将来现场施工同样的条件和浇筑方法将混凝土混合料从13.2米高处方钢管上部横隔板的圆孔向下抛落，填至距方钢管上口500MM的位置。浇筑时混凝土应匀速不间断浇筑，泵送时间约10—15分钟。作业人员要明确了解混凝土的浇筑方量和浇筑完成面位置（柱顶板下500MM），并且有专人检查钢柱是否有偏移、变形等变化。
（B）用汽車吊将导管插入钢管内，进行混凝土浇筑，每浇筑一立方混凝土，停顿一次，插入振捣棒进行振捣，振捣完毕提升导管继续浇筑一立方混凝土，再振捣。依次循环作业，直至钢管内混凝土浇筑完毕。
（2）混凝土浇筑完毕后，经过与现场实际状况相同的条件进行养护，经过一定养护期，并且混凝土水化产生的大部分收缩已完成（15天内已完成85%以上收缩变形），进行试块试压，若强度与同龄期同标号混凝土的强度相当，则可拆模检验。
（3）现场模拟实验的结果经检验其强度及密实度满足设计要求及方钢管混凝土施工规范的要求，即可按此配合比和浇筑方法投入到工程实际施工当中。如实验不合格，另行安排详细施工方案。
（4）混凝土浇筑完毕后，经过与现场实际状况相同的条件进行养护，经过一定养护期，并且混凝土水化产生的大部分收缩已完成（15天内已完成85%以上收缩变形），进行试块试压，若强度与同龄期同标号混凝土的强度相当，则可拆模检验。
（5）现场模拟实验的结果经检验其强度及密实度满足设计要求及方钢管混凝土施工规范的要求，即可按此配合比和浇筑方法投入到工程实际施工当中。如实验不合格，另行安排详细施工方案。
三、实验成果在实际施工中的应用
实验合格后，在实际施工过程中将严格按照实验时的配比及操作规程进行施工。
3.1现场施工主要步骤
钢柱就位焊接完毕，验收合格 浇筑设备就位，砼到场高位下料自密实混凝土浇筑 混凝土养护混凝土浇筑质量检测
3.2操作规程：
(1)组织挑选有成熟经验的砼技工，组成方钢管砼浇筑专业作业班组，进行技术培训，了解钢管砼的特点，掌握浇筑要求和注意事项。
(2)对已安装就位的方钢柱头立即加盖保护盖板，以防雨水、油、异物落入，并进行中间环节验收，确保钢柱定位误差和焊接质量满足规范要求。
(3)检查砼浇筑设备完好，安装稳固，组织砼进场。
(4)进行自密实砼高位下料浇筑。砼自管内底部向上连续均匀浇筑。根据泵送速度和钢管几何尺寸，浇筑速度约为每分钟提升砼层面1-1.5m，每根管浇筑时间约为10-15分钟，每根管内砼方量应根据图纸事先计算好（标准层钢管内砼体积约为4.4m3），以便核实浇入的砼方量是否正常，否则应马上用锤敲击检查，分析原因，是否因横隔板及其它异物等因素造成部分段落无砼料，或局部空洞，并马上采取措施纠正，确保砼的连续完整性和密实度。
(5)按照上述方法将钢管内砼连续浇筑至距钢管上口500mm处即停止浇筑，防止上节钢管与本节钢管焊接时产生的高温热量焦化两节钢管接头处砼。
(6)在砼浇筑过程中，应连续均匀，不得间断。
(7)混凝土宜采用泵送或料斗下料连续匀速浇筑，若不能连续浇筑时，砼浇筑的间断时间不能超过砼的初凝时间，每节钢管内砼浇筑终止位置或施工缝位置不得随意留设。
说明：
按照常规作业方法，每次混凝土浇筑前在柱底部铺设100~200㎜厚与混凝土强度等级相同的砂浆，但因本工程混凝土强度等级为C60、C50，砂浆强度很难达到与混凝土强度等级相同的标号；又因在国内同类工程实际作业过程中，根据自密实混凝土本身具有很好和易性，未使用任何铺垫，并取得成功，因此本工程在浇筑混凝土时亦不使用任何铺垫。
3.3主要机具、人员配置：
3.4、混凝土浇筑根据现场需要采用两种方法即泵送或用料斗吊运的浇筑方式。
3.4.1、泵送浇筑混凝土的方法：
采用泵送即由地泵将混凝土送至作业楼层的布料机，再由布料机输送至作业半径内各柱柱头处，经下料料斗抛落到柱内。下料料斗用角钢加固。
3.4.2、在作业过程中合理布置2台布料机，浇筑人员分两组，按照浇筑顺序进行浇筑。
浇筑过程中注意混凝土间断浇筑的时间不得超过混凝土的初凝时间。
3.4.3、塔吊吊运浇筑混凝土的方法：
料斗吊运即在地面设置料斗（装料约0.8立方），装满后用塔吊吊运至作业层柱头上方，直接将混凝土灌入柱内。
3.4.4、钢管混凝土浇筑穿插于楼层整体施工中，具备条件后，根据现场实际情况及时进行混凝土浇筑。
四、冬季施工对混凝土的要求及养护方法：
进入冬季施工时由大连理工大学实验室出具适合冬季施工的混凝土配合比。
搅拌站提高混凝土的入模温度。
3. 每节柱混凝土浇筑完毕立即用阻燃草帘外包玻璃丝布，对钢柱进行保温，覆盖要均匀、密实，并绑扎牢固。
五、混凝土质量检测方法
对钢管混凝土内部混凝土质量的检测采用敲击法通过听声音来检查，对有质疑的部位，由第三方确认，采用超声波检测法。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。