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摘 要:本文笔者详细论述了高层建筑异形劲性钢筋混凝土柱的构造特点及C70 高强混凝土的特性，突出了柱内浇筑高强混凝土的施工难点及施工过程所采取的质量控制措施。
关键词：异形劲性柱；C70高强混凝土；质量控制；施工技术
1工程概况
某工程为30层钢#混凝土组合结构，其中裙楼8层，竖向受力构件为钢圆管混凝土柱、带约束拉杆异形劲性钢筋混凝土柱! 其中异形劲性柱截面宽250~500 mm，钢板厚16 mm 、2 0mm ，设 18拉杆@250×300，地下室段长约23m，首至三层段20m， 四层以上段按塔吊能力划分，在场外专业加工厂成形，进场安装、焊接后，柱内浇筑混凝土，大部分首段柱内及塔楼第二段柱内泵送浇筑C70 级高强混凝土.
2劲性柱混凝土材料及配合比
（1）配制高强混凝土应优选原材料和严格控制配合比.各种原材料包括水泥、细磨砂渣、Ｉ级粉煤灰、砂、石、外加剂等。均按国家规范和有关规定检验，各项技术指标符合要求后方能使用。
（2）细微掺合料采用细磨砂渣和Ｉ级粉煤灰#
（3）骨料中细骨料选用流溪河砂，细度模数为3.2，含泥量≤1％， 粗骨料选用永兴石场花岗石5~25mm ，针片状含量10.6％，满足5~15mm、5~20mm， 两种颗粒连續级配的要求。
（4） 外加剂：选用F 2 高效减水剂。
（5） 拌合用水：采用自来水。
根据混凝土原材料、 运输距离、泵的性能、泵送距离、高度及气温，经过反复试验，本次工程C70配合比（水泥：混合材：砂：石：水）为1：0.42：1.62：2.85：0.29，坍落度18~22mm，水灰比0.29，经施工证明坍落度指标基本能满足泵送技术要求，且粘聚性、 保水性良好。
3劲性柱的构造特点
本工程劲性柱为带约束拉杆异形构件! 截面宽250~500 mm，在距底部900mm高开始至顶部布设 18@250×300的拉杆，底部900m连通，900m以上截面变位处设钢板分隔，钢板开洞 150@1200以起抗剪作用, 薄弱角位@300设8mm厚100mm高加强劲板（见图1），首段柱吊放定位在锚固于人工挖孔桩顶上的十字锥形定位器上（见图2）。
4技术措施
4.1劲性柱混凝土浇筑法的确定
经现场模拟试验证明如直接用高抛法，混凝土被多道拉杆碰撞散开，造成砂石分布不均匀!气泡较多，经研究，柱全段采用导管加振捣结合的方法，施工速度虽然稍慢，但质量更能保证。
4.2导管选用及布置
劲性柱截面宽仅250~500mm，长度方向最大达3250mm，且形状多样，常用钢串筒直径较大，放不进柱内，故改使用内外表面光滑的PVC导管。 截面大小直径为110mm、150mm、200mm，导管插入柱内离柱底1m、4m为一连接段。根据各柱形状特点，综合考虑移动泵管的时间、位置及振动器振幅范围，并针对泵送高强混凝土与普通混凝土明显不同，如混凝土坍落度损失相当快、粘聚性降低等特点，在同一柱截面上同时布设数根导管作为浇灌点（见图3）仅移动泵管，以缩短浇筑时间，避免混凝土初凝使振捣困难，造成冷缝。
4.3防止振动器被卡的措施
由于首段柱内第一道拉杆距底面900mm，长度、宽度方向定位器顶部与第一道拉杆有300~600mm的间隙，转角位加劲板造成三角空隙，振动器极易卡入这些间隙，且中间段布满的拉杆亦易卡住振动器，故设计在振动器顶部焊1m长钢管加固。同时为更好地控制准确下振，保证振动均匀，操作人员应用标有长度单位的拉绳控制振动器插入长度，从而保证混凝土质量。
4.4高温条件下的高强混凝土泵送
第一期施工正值夏季，高强混凝土本身水胶比小，在泵管内流动阻力大，坍落度在高温下短时间损失大，管道内混凝土容易吸收大量热量而失水，导致管道堵塞，影响泵送，为此，本工程的异形劲性柱增加了移动泵管的工序，增加了浇筑时间，并采取以下措施：
（1）在水平输送管上覆盖两层湿麻袋，以防直接日照，并不停地洒水湿润。
（2）采用能控制坍落度损失的外加剂。
（3）合理安排搅拌车运输车数量，减少混凝土中断供给的时间，要求混凝土由搅拌站到浇筑完毕延续时间不超过1小时。
（4）正确布设泵送管道!
5施工过程控制
5.1施工准备
（1）在柱内悬挂导管，导管及接料斗需在安装悬挂前在柱外淋水湿润。
（2）在首段柱内混凝土浇筑前须将人工挖孔桩顶的积水抽干，桩顶预留20cm×20cm的凹坑。第二段柱内混凝土浇筑前则须将首段柱内混凝土养护水清理干净。
5.2 劲性柱混凝土浇筑
（1）投料高度确定；首次投料前，不用浇筑水泥砂浆层，为避免自由下落的粗料产生弹跳现象，首次投料时，导管离混凝土面高度小于1m，后面投料高度开始设为2m一段，后经观察，由于导管直径较细，泵送冲力加重力较大，石子离散性很低，为加快浇筑速度，后续施工改为4m一段。
（2）混凝土浇筑过程控制；混凝土分层浇筑，摆动泵管从第1号导管混凝土下料高度达1.6m后移至2号导管，如此逐根移动，两个来回后，混凝土面升高约3.8m，依次提升导管，拆除4m节，继续下料，如此循环提起导管，至距顶部4m全部提出导管，直接泵送混凝土入柱内，浇筑过程用铅锤吊尺控制混凝土面高度。分层振捣器振捣，每隔1.2m插一点， 振捣时快插慢拨，逐点移动，按顺序进行，不漏振，振动时间每点约20~30秒，以混凝土表面呈现浮浆及石子不再沉落，不冒出气泡为观察特征。操作人员同时注意振动器插入位置，以避免振动器被卡，在施工一根/型柱时发现振动器在底部900mm范围转角位被宽度方向定位器卡住，马上停止泵送，按现场被卡位置，准确判断出定位器位置及高度，利用泵机配合，成功抽出振动器，在后续施工前，要求施工员熟悉每根柱定位器安装位置，有针对性地放置振动器。
（3）泵管操作及浇筑速度；在泵管末端配备摆动泵管，配合导管来均匀布料，在导管顶设漏斗及溜槽配合导管施工，减少浇灌点之间移动时间，加快速度，一车6m3, 的混凝土正常送料时间为15分钟，一根60 m3, 的钢构柱浇筑时间约为3小时。
（4）完成面控制% 每次浇筑混凝土完成面低于管面标高300mm，当浇筑混凝土到完成面标高时，改用普通型振动器振捣，混凝土至低于管顶标高200mm时，用人工刮除上面100 mm 混凝土，并将混凝土表面刮花处理。
5.3 混凝土养护
高强混凝土施工时基本不泌水，混凝土浇筑后必须立即采取措施防止水分蒸发造成表面开裂，高强混凝土的配合比中，水胶比低，用水量少，从水泥水化角度看，更需要采取良好的保养手段，因此在混凝土施工完毕后，应进行混凝土蓄水养护，并用铁板封盖管顶，直至上一段钢柱吊装前。
6 混凝土质量检验
(1)根据现场制作的43组试件的检验结果分析，其28d 单轴抗压强度平均值为78.9MPa，最大值为87.5MPa，最小值70.1MPa。
(2) 现场选取两根劲性柱抽芯取样检验,28d检测强度为74.8 MPa、76.1 MPa。
7 施工体会
综上所述，异形劲性钢筋混凝土施工关键在于根据柱的构造特点， 结合高强混凝土特性， 施工前制定针对性的质量控制措施，解决了浇筑过程混凝土的泵送、气泡及振动器被卡等问题， 重点在于施工中各环节工序紧密配合， 控制浇筑时间， 减少泵管在各导管间移动时间， 加快速度，以保证高强混凝土密实度和强度，确保工程质量。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看
关键词：异形劲性柱；C70高强混凝土；质量控制；施工技术
1工程概况
某工程为30层钢#混凝土组合结构，其中裙楼8层，竖向受力构件为钢圆管混凝土柱、带约束拉杆异形劲性钢筋混凝土柱! 其中异形劲性柱截面宽250~500 mm，钢板厚16 mm 、2 0mm ，设 18拉杆@250×300，地下室段长约23m，首至三层段20m， 四层以上段按塔吊能力划分，在场外专业加工厂成形，进场安装、焊接后，柱内浇筑混凝土，大部分首段柱内及塔楼第二段柱内泵送浇筑C70 级高强混凝土.
2劲性柱混凝土材料及配合比
（1）配制高强混凝土应优选原材料和严格控制配合比.各种原材料包括水泥、细磨砂渣、Ｉ级粉煤灰、砂、石、外加剂等。均按国家规范和有关规定检验，各项技术指标符合要求后方能使用。
（2）细微掺合料采用细磨砂渣和Ｉ级粉煤灰#
（3）骨料中细骨料选用流溪河砂，细度模数为3.2，含泥量≤1％， 粗骨料选用永兴石场花岗石5~25mm ，针片状含量10.6％，满足5~15mm、5~20mm， 两种颗粒连續级配的要求。
（4） 外加剂：选用F 2 高效减水剂。
（5） 拌合用水：采用自来水。
根据混凝土原材料、 运输距离、泵的性能、泵送距离、高度及气温，经过反复试验，本次工程C70配合比（水泥：混合材：砂：石：水）为1：0.42：1.62：2.85：0.29，坍落度18~22mm，水灰比0.29，经施工证明坍落度指标基本能满足泵送技术要求，且粘聚性、 保水性良好。
3劲性柱的构造特点
本工程劲性柱为带约束拉杆异形构件! 截面宽250~500 mm，在距底部900mm高开始至顶部布设 18@250×300的拉杆，底部900m连通，900m以上截面变位处设钢板分隔，钢板开洞 150@1200以起抗剪作用, 薄弱角位@300设8mm厚100mm高加强劲板（见图1），首段柱吊放定位在锚固于人工挖孔桩顶上的十字锥形定位器上（见图2）。
4技术措施
4.1劲性柱混凝土浇筑法的确定
经现场模拟试验证明如直接用高抛法，混凝土被多道拉杆碰撞散开，造成砂石分布不均匀!气泡较多，经研究，柱全段采用导管加振捣结合的方法，施工速度虽然稍慢，但质量更能保证。
4.2导管选用及布置
劲性柱截面宽仅250~500mm，长度方向最大达3250mm，且形状多样，常用钢串筒直径较大，放不进柱内，故改使用内外表面光滑的PVC导管。 截面大小直径为110mm、150mm、200mm，导管插入柱内离柱底1m、4m为一连接段。根据各柱形状特点，综合考虑移动泵管的时间、位置及振动器振幅范围，并针对泵送高强混凝土与普通混凝土明显不同，如混凝土坍落度损失相当快、粘聚性降低等特点，在同一柱截面上同时布设数根导管作为浇灌点（见图3）仅移动泵管，以缩短浇筑时间，避免混凝土初凝使振捣困难，造成冷缝。
4.3防止振动器被卡的措施
由于首段柱内第一道拉杆距底面900mm，长度、宽度方向定位器顶部与第一道拉杆有300~600mm的间隙，转角位加劲板造成三角空隙，振动器极易卡入这些间隙，且中间段布满的拉杆亦易卡住振动器，故设计在振动器顶部焊1m长钢管加固。同时为更好地控制准确下振，保证振动均匀，操作人员应用标有长度单位的拉绳控制振动器插入长度，从而保证混凝土质量。
4.4高温条件下的高强混凝土泵送
第一期施工正值夏季，高强混凝土本身水胶比小，在泵管内流动阻力大，坍落度在高温下短时间损失大，管道内混凝土容易吸收大量热量而失水，导致管道堵塞，影响泵送，为此，本工程的异形劲性柱增加了移动泵管的工序，增加了浇筑时间，并采取以下措施：
（1）在水平输送管上覆盖两层湿麻袋，以防直接日照，并不停地洒水湿润。
（2）采用能控制坍落度损失的外加剂。
（3）合理安排搅拌车运输车数量，减少混凝土中断供给的时间，要求混凝土由搅拌站到浇筑完毕延续时间不超过1小时。
（4）正确布设泵送管道!
5施工过程控制
5.1施工准备
（1）在柱内悬挂导管，导管及接料斗需在安装悬挂前在柱外淋水湿润。
（2）在首段柱内混凝土浇筑前须将人工挖孔桩顶的积水抽干，桩顶预留20cm×20cm的凹坑。第二段柱内混凝土浇筑前则须将首段柱内混凝土养护水清理干净。
5.2 劲性柱混凝土浇筑
（1）投料高度确定；首次投料前，不用浇筑水泥砂浆层，为避免自由下落的粗料产生弹跳现象，首次投料时，导管离混凝土面高度小于1m，后面投料高度开始设为2m一段，后经观察，由于导管直径较细，泵送冲力加重力较大，石子离散性很低，为加快浇筑速度，后续施工改为4m一段。
（2）混凝土浇筑过程控制；混凝土分层浇筑，摆动泵管从第1号导管混凝土下料高度达1.6m后移至2号导管，如此逐根移动，两个来回后，混凝土面升高约3.8m，依次提升导管，拆除4m节，继续下料，如此循环提起导管，至距顶部4m全部提出导管，直接泵送混凝土入柱内，浇筑过程用铅锤吊尺控制混凝土面高度。分层振捣器振捣，每隔1.2m插一点， 振捣时快插慢拨，逐点移动，按顺序进行，不漏振，振动时间每点约20~30秒，以混凝土表面呈现浮浆及石子不再沉落，不冒出气泡为观察特征。操作人员同时注意振动器插入位置，以避免振动器被卡，在施工一根/型柱时发现振动器在底部900mm范围转角位被宽度方向定位器卡住，马上停止泵送，按现场被卡位置，准确判断出定位器位置及高度，利用泵机配合，成功抽出振动器，在后续施工前，要求施工员熟悉每根柱定位器安装位置，有针对性地放置振动器。
（3）泵管操作及浇筑速度；在泵管末端配备摆动泵管，配合导管来均匀布料，在导管顶设漏斗及溜槽配合导管施工，减少浇灌点之间移动时间，加快速度，一车6m3, 的混凝土正常送料时间为15分钟，一根60 m3, 的钢构柱浇筑时间约为3小时。
（4）完成面控制% 每次浇筑混凝土完成面低于管面标高300mm，当浇筑混凝土到完成面标高时，改用普通型振动器振捣，混凝土至低于管顶标高200mm时，用人工刮除上面100 mm 混凝土，并将混凝土表面刮花处理。
5.3 混凝土养护
高强混凝土施工时基本不泌水，混凝土浇筑后必须立即采取措施防止水分蒸发造成表面开裂，高强混凝土的配合比中，水胶比低，用水量少，从水泥水化角度看，更需要采取良好的保养手段，因此在混凝土施工完毕后，应进行混凝土蓄水养护，并用铁板封盖管顶，直至上一段钢柱吊装前。
6 混凝土质量检验
(1)根据现场制作的43组试件的检验结果分析，其28d 单轴抗压强度平均值为78.9MPa，最大值为87.5MPa，最小值70.1MPa。
(2) 现场选取两根劲性柱抽芯取样检验,28d检测强度为74.8 MPa、76.1 MPa。
7 施工体会
综上所述，异形劲性钢筋混凝土施工关键在于根据柱的构造特点， 结合高强混凝土特性， 施工前制定针对性的质量控制措施，解决了浇筑过程混凝土的泵送、气泡及振动器被卡等问题， 重点在于施工中各环节工序紧密配合， 控制浇筑时间， 减少泵管在各导管间移动时间， 加快速度，以保证高强混凝土密实度和强度，确保工程质量。
注：文章内的图表及公式请以PDF格式查看