簡述矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

1、簡述矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)摘要：論矩形鋼管混凝土柱在成都仁恒置地廣場工程中的應(yīng)用，從施工現(xiàn)場模擬試驗(yàn)、檢測結(jié)果，簡述矩形鋼管混凝土施工關(guān)鍵技術(shù), 為同類建筑工程提供參考。關(guān)鍵詞：制作 焊接 柱腳灌漿 混凝土澆筑 檢測1、工程概況成都仁恒置地廣場工程屬綜合性建筑，位于成都市錦江區(qū)，由兩座塔樓組成，最高頂標(biāo)高180米、39層，總建筑面積2。矩形鋼管混凝土柱全高，矩形鋼管最大截面1200*600、最小截面400*400，上下分32節(jié)施工，累計(jì)施工802棵柱子。 2、矩形鋼管混凝土在仁恒置地廣場工程應(yīng)用仁恒置地廣場工程根據(jù)建筑功能要求、建筑平面布置、施工場地狀況，結(jié)合當(dāng)前建筑技術(shù)、建筑 產(chǎn)業(yè)發(fā)展方

2、向，采用矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，即由鋼框架梁 、矩形鋼管混凝土柱與鋼筋混凝土筒體所組成的共同承受豎向和水平作用的混合結(jié)構(gòu)高層建筑。 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)特征備了鋼管和混凝土兩種材料性質(zhì)的組合結(jié)構(gòu)材料。混凝土填充鋼管柱可以抑制鋼管的局部縱向彎曲，充分發(fā)揮鋼管的力學(xué)性能，同時(shí)，芯部混凝土受到鋼管的強(qiáng)大橫向約束而大幅度提高其強(qiáng)度和剛度。鋼管混凝土的特性鋼管混凝土柱的抗壓和抗剪承載力高，可高于鋼管和混凝土二者之和；鋼管混凝土柱截面比鋼筋混凝土柱可減少 40以上，輪廓尺寸也比鋼柱小，擴(kuò)大了建筑物的使 用空間和面積：柱子截面減小，自重減小，剛度減小，延性好，有利于結(jié)構(gòu)抗震：鋼管壁薄便于選材、制造加工，是施工最為快

3、捷的建筑結(jié)構(gòu)：鋼管砼柱內(nèi)的混凝土可大量吸收熱能，其耐火性優(yōu)于鋼柱，從而比鋼柱可節(jié)省耐火涂料50以上；鋼管混凝土具有的核心混凝土三向受壓特性，利于高強(qiáng)度混凝土安全可靠應(yīng)用。鋼管混凝土的鋼管對核心混凝土有約束作用。矩形截面長寬比越大，鋼管對混凝土約束作用越小。因此，隨著矩形 截面長寬比增大而考慮套箍系數(shù)減小即混凝土工作承擔(dān)系數(shù)減小是合理的?；炷翉?qiáng)度常用 C30C70，強(qiáng)度越高價(jià)格也越高，為此本工程主要采用膨脹砼C70、C60、C55、C50、C45、C40。3、矩形鋼管混凝土關(guān)鍵部位施工要點(diǎn)及施工工藝矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的制作和施工應(yīng)符合矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS159-2004的規(guī)定外，

4、還應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205和混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收GB50204的規(guī)定。3.1.矩形鋼管混凝土柱施工工藝矩形鋼管柱深化設(shè)計(jì)與制作 矩形柱的定位與柱腳預(yù)埋件的固定矩形鋼管柱的安裝柱腳人工灌漿柱腳灌漿檢測 上一節(jié)矩形鋼管柱安裝焊縫檢測矩形鋼管柱內(nèi)砼澆筑矩形鋼管柱內(nèi)混凝土密實(shí)度、混凝土強(qiáng)度、與鋼板粘結(jié)強(qiáng)度等檢查。3.2.矩形鋼管的制作與焊接鋼管柱制作工藝流程 原材料檢驗(yàn)一下料切割坡口一鋼板管的卷制一鋼管焊接一節(jié)點(diǎn)部件焊接一鋼管柱組焊一鋼管柱直縫、環(huán)縫超聲波探傷一防腐防火涂裝制作技術(shù)要點(diǎn)(1)原材料檢驗(yàn)：鋼板表面不得有結(jié)疤、裂紋、折疊及嚴(yán)重銹蝕。出廠時(shí)應(yīng)具有質(zhì)量合格證明或機(jī)械

5、力學(xué)性能報(bào)告。(2)下料、切割坡口：下料前，先通過試焊確定鋼管對接焊縫收縮余量，在下料時(shí)一并考慮。根據(jù)鋼管展開尺寸在鋼板上劃線，用自動(dòng)氣割機(jī)切割并采用V型坡口。鋼管現(xiàn)場對接端采用外坡口，其余內(nèi)坡口角度60。5。節(jié)點(diǎn)部件要制作樣板，經(jīng)檢驗(yàn)合格后按樣板分塊尺寸劃線下料，所有部件清除割渣并矯正氣割變形。(3)鋼板管的卷制：卷板管加工后的幾何尺寸正確與否，直接影響到安裝與焊接的質(zhì)量，任何壓頭過彎錐形、鼓形、束腰邊緣不變、梭角凹凸都設(shè)及到焊接質(zhì)量，而最終影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。為保證卷過程中的質(zhì)量必須作到：卷制前必須清除干凈鋼板上的雜物，如塊頭、氧化皮、毛刺、焊疤等。保持卷輥上的干凈，特別是焊疤，以防劃傷鋼

6、板表面，及時(shí)清除卷制時(shí)被剝落丟下的氧化雜物。如板材有拼接后再進(jìn)行卷制的鋼板，拼接時(shí)，表層焊縫不易先焊待卷制好后與現(xiàn)有的焊口再一起施焊。(壘)點(diǎn)焊時(shí)焊縫不易過長、過厚，只要保證不開裂就行。加工完畢后的鋼卷板管幾何尺寸應(yīng)符合要求。（4）鋼管柱拼接：柱子拼接中，施焊點(diǎn)應(yīng)與混凝土保持一定的距離，以防消減混凝土強(qiáng)度。制作準(zhǔn)則矩形鋼管柱的制作應(yīng)符合矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS159-2004、氣焊、手工電弧焊以及氣體保護(hù)焊接坡口基本形式和尺寸GB/T985-1988、埋弧焊焊縫坡口形式和尺寸GB/T986-1988、建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程JGJ81-2002以及鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB5020

7、5的規(guī)定。3.3.安裝柱腳預(yù)埋件并固定在預(yù)埋鋼柱螺栓時(shí)，應(yīng)彈出十字中心線和控制線，并對預(yù)埋螺栓的精確度進(jìn)行核實(shí)。在固定螺栓時(shí)采用上下定位模具與螺母進(jìn)行定位，同時(shí)采用斜撐進(jìn)行固定。在吊裝時(shí)柱基礎(chǔ)節(jié)就位后，采用全站儀配合經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀及吊線監(jiān)測方法進(jìn)行三維高效測量定位，從而精確地確定矩形鋼管混凝土柱的水平位置和垂直度。3.3.2固定地腳螺栓：當(dāng)鋼管柱的垂直度滿足要求后，將地腳螺栓提升至法蘭盤孔洞處，接著用扳手將螺帽固定在螺栓頭上。 3.3.3校正微調(diào)垂直度：待砼強(qiáng)度達(dá)到70以上后，3.4.柱腳灌漿型鋼柱腳通常采用埋入式構(gòu)造，但是本工程設(shè)計(jì)采用了預(yù)埋螺栓構(gòu)造形式。柱腳底板與基礎(chǔ)承臺而兩者凈距只有70

8、mm，為保證兩者之間緊密結(jié)合，確保柱上部所有承受設(shè)計(jì)荷載，采用了自流平高強(qiáng)度微膨金剛砂灌漿料進(jìn)行施工，但是施工時(shí)必須高低位進(jìn)行流淌，使需要密實(shí)部位達(dá)到一定壓力。灌漿完畢后。將地腳螺栓與螺母焊牢?；炷恋氖┕?.5.1、混凝土配合比的設(shè)計(jì)是矩形鋼管混凝土柱施工成敗關(guān)鍵之一。開工前必須進(jìn)行多種試配實(shí)驗(yàn)，試配中值得重視是摻入高效膨脹劑的量和型號，否則將會(huì)混凝土強(qiáng)度與混凝土膨脹系數(shù)相對立，造成混凝土強(qiáng)度不足或者膨脹系數(shù)不夠等，所以試配過程中必須保證混凝土的強(qiáng)度、膨脹系數(shù)，穩(wěn)定性、抗腐蝕性，缺一不可。細(xì)骨料含泥量應(yīng)小于1.0，粗骨料515mm連續(xù)粒徑，膨脹劑摻量，控制14天的限制膨脹率值10-410混凝

9、土配制過程嚴(yán)格按混凝土配合比通知單下料，嚴(yán)格控制混凝土的配料順序。投料時(shí)要確保原材料品種使用無誤，計(jì)量允許偏差不得超過下列規(guī)定：水泥、摻合料、為1%；粗細(xì)骨料為2%；外加劑為1%。嚴(yán)格控制水灰比，定時(shí)檢測砂石含水率，每班不少于4次，發(fā)現(xiàn)砂、石含水率變化時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整配合比。3.53.53.5.4、施工順序：現(xiàn)場準(zhǔn)備工作就緒 溜管安裝 澆筑100200 同柱子標(biāo)號混凝土砂漿 一次澆筑10001500混凝土 采用特制超長振搗器振搗混凝土 每次放料高度不大于且振搗 敲擊法檢查混凝土密實(shí)性 換短溜管 第三次放料振搗同上方法澆筑柱頂1000500 封閉柱子頂混凝土澆筑口，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。3.5.5、以12米高柱

10、子澆筑為例，當(dāng)澆筑柱最下段1 3米時(shí)，先安裝9米的溜管，待混凝土澆筑高度至柱最下段4米左右時(shí)，改換3.5.6、混凝土應(yīng)分層澆筑、振搗，分層厚度應(yīng)1500mm振搗采用加長型（15m）振搗棒，棒中標(biāo)有尺度，并要求先插入振搗棒，以確保從源頭上切實(shí)提高鋼管內(nèi)混凝土的密實(shí)度?；炷琳駬v過程中重點(diǎn)振搗梁柱核心區(qū)和加勁板位置，中間段適當(dāng)振搗嚴(yán)禁過振，防止混凝土膠凝體中石子下沉不均。振4、 矩形鋼管混凝土柱的檢測方法4.1、認(rèn)真對矩形鋼管柱的檢查檢測是保證結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的關(guān)鍵，采用傳統(tǒng)的敲擊法進(jìn)行全檢是非常重要的一步。檢查時(shí)敲擊點(diǎn)的間距不宜大于300mm，敲擊時(shí)聲音出現(xiàn)異常的找出缺陷位置，圈出缺陷進(jìn)一步采用超聲

11、波檢測。我們在成都仁恒置地廣場工程中，為了確保工程質(zhì)量同時(shí)為了本工法提供更精確的數(shù)據(jù)，委托工程檢測中心對每節(jié)柱年均采用了超聲波檢測，均能滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。 4.2、如在檢測中出現(xiàn)鋼管混凝土存在不密實(shí)、空洞等缺陷，必須采用局部鉆孔壓力注漿再進(jìn)行復(fù)檢，合格為止。5、模擬試驗(yàn)施工前制作模擬柱子，模擬柱子的構(gòu)造與實(shí)際保持一致，對采用不同型號的混凝土和不同澆筑的方式進(jìn)行破壞性檢查和檢測，為下一步正式施工提供更可靠的數(shù)據(jù)。6、結(jié)束語隨著建筑事業(yè)的發(fā)展和施工技術(shù)的不斷發(fā)展，施工經(jīng)驗(yàn)也在不斷積累。我們通過模擬試驗(yàn)和其他類似工程的施工，以及在成都仁恒置地廣場工程應(yīng)用中，委托工程檢測中心對所有矩形鋼管混凝土柱進(jìn)行全檢，混凝土強(qiáng)度、密實(shí)度等各指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。參考文獻(xiàn)：1. 2007