四-(六)鋼管砼施工技術(shù)及質(zhì)量保證措施

第500頁（六）、鋼管混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量保證措施1、主塔鋼管混凝土工程概述根據(jù)設(shè)計文件，西塔外筒采用鋼管混凝土斜交網(wǎng)格柱，在進行鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，插入進行鋼管混凝土的施工。鋼管混凝土根據(jù)不同的層段及所處的節(jié)點位置不同而采用不同的強度等級的混凝土填充。為使鋼結(jié)構(gòu)安裝過程按部就班的進行，在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中以完成一定的鋼管柱安裝長度作為鋼結(jié)構(gòu)安裝進度分段控制目標(biāo)，一個分段控制目標(biāo)對應(yīng)一節(jié)構(gòu)件區(qū)及一節(jié)上段節(jié)點區(qū)組成的一個分段安裝控制區(qū)域。具體安裝控制區(qū)域的分節(jié)見下圖：鋼管柱施工控制節(jié)分段大樣由于存在構(gòu)件區(qū)的鋼管混凝土強度低于節(jié)點區(qū)的鋼管混凝土強度等情況，為保障鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中構(gòu)件區(qū)與節(jié)點區(qū)能夠順利對接，在一個安裝控制區(qū)域完成后，分兩次進行鋼管混凝土的灌注施工。鋼管混凝土具體強度等級分段見下圖：鋼管混凝土強度縱向分布圖2、鋼結(jié)構(gòu)一個安裝控制區(qū)域內(nèi)的施工流程上一鋼結(jié)構(gòu)施工控制區(qū)域完成上一鋼結(jié)構(gòu)施工控制區(qū)域完成鋼結(jié)構(gòu)安裝控制線及標(biāo)高引測鋼柱地面拼樁焊接及中心彈線非節(jié)點區(qū)鋼柱吊裝及臨時固定節(jié)點區(qū)鋼柱吊裝及臨時固定節(jié)點區(qū)與非節(jié)點區(qū)鋼柱矯正、焊接鋼柱臨時支撐及節(jié)點鋼梁臨時固定鋼柱臨時支撐及節(jié)點鋼梁臨時固定鋼構(gòu)控制節(jié)矯正、非節(jié)點鋼柱與下部鋼柱焊接跟蹤測量剩余節(jié)點鋼梁臨時固定臨時固定節(jié)點鋼梁矯正、焊接非節(jié)點鋼粱吊裝及臨時固定鋼管混凝土分段澆注施工鋼粱高強螺栓連接及焊接壓型鋼板鋪設(shè)、栓釘焊接及收邊板施工（樓板支模）下一段鋼結(jié)構(gòu)施工控制區(qū)域安裝樓板鋼筋混凝土施工3、施工難點序號施工難點解決方法1施工操作難度：一段鋼柱安裝控制高度約有25m，為“X”形，混凝土澆注高度已經(jīng)遠(yuǎn)大于普通混凝土振動棒的工作長度，且特殊形狀不利振搗。施工所處位置在保證安全的前提下施工操作具有非常大的難度，采用普通高標(biāo)號混凝土很難保證按規(guī)范操作到位，可能影響到鋼管混凝土的施工質(zhì)量；采用高拋混凝土進行鋼管混凝土的澆注，對節(jié)點區(qū)利用高頻振動器進行輔助振搗；2垂直運輸難度：由于鋼管混凝土的澆注位置位于鋼結(jié)構(gòu)的最高處，隨著鋼結(jié)構(gòu)施工高度的增加，鋼管混凝土的灌注高度也相應(yīng)增加，材料的垂直運輸存在較大困難，而且在進行鋼管混凝土施工時，鋼結(jié)構(gòu)安裝控制段樓板還未形成，如果采用泵送混凝土，存在下部混凝土泵管無法正常固定，接管難度大，核心筒布料機又不能滿足全部鋼管柱的混凝土澆注。而且存在混凝土澆注量少，轉(zhuǎn)接泵管及施工后泵管內(nèi)殘留的混凝土無法使用，易造成大量的混凝土浪費及污染鋼結(jié)構(gòu)等問題；利用鋼結(jié)構(gòu)吊裝間隙，用塔吊吊運料斗進行鋼管混凝土的垂直運輸；3混凝土泌漿問題：普通混凝土在施工過程中存在泌漿問題，如果采用在鋼管壁上開孔排漿的方式進行泌降處理，對鋼構(gòu)件會產(chǎn)生不利影響，且排出的混凝土水泥漿易對鋼結(jié)構(gòu)造成污染，給后期防火涂料施工帶來不利影響，強行清理易破壞鋼結(jié)構(gòu)油漆，增加不額外的費用?；炷翐胶土线x用硅粉，可改善混凝土泌漿問題；4混凝土養(yǎng)護問題：鋼管砼施工位置及所處密閉環(huán)境導(dǎo)致鋼管混凝土幾乎不具備人工養(yǎng)護條件，且鋼管柱內(nèi)壁為光面，在自然養(yǎng)護下砼存在收縮較大，容易造成混凝土與鋼管壁之間出現(xiàn)空鼓等質(zhì)量問題。在混凝土中添加10%～12%的UEA膨脹劑，用于補償收縮；4、鋼管混凝土的施工4.1施工方案的選擇施工方法對比底部頂升法泵管管口澆注法塔吊吊運法施工方法概述在鋼管柱部位開孔，通過泵機將混凝土從鋼管柱腳底部壓入鋼管柱內(nèi)混凝土通過泵機從鋼管柱管口泵入鋼管柱內(nèi)通過塔吊吊運料斗，將料斗內(nèi)的混凝土從管口灌入鋼管柱內(nèi)優(yōu)點施工速度較快施工速度較快，可進行混凝土振搗操作簡單，減少混凝土浪費，可進行混凝土振搗缺點不能解決混凝土振搗問題，需對鋼柱進行開孔，泵管內(nèi)的空氣進入混凝土內(nèi)無法排出，影響混凝土密實性易造成混凝土浪費存在鋼結(jié)構(gòu)架空部分泵管固定問題，易造成混凝土浪費，占用柱頂操作平臺，泵送過程中存在一定危險性占用塔吊時間，施工速度較前兩種方法而言較慢選擇方案可行性較差可行性差可行4.2鋼管混凝土的施工4.2.1機械設(shè)備設(shè)備名稱數(shù)量型號塔吊3M900D高頻振動器6DZ100超聲檢測儀3由設(shè)計文件可知，本工程鋼管混凝土的標(biāo)號有C60、C70、C80、C90四個標(biāo)號，均為高強度混凝土。另外根據(jù)現(xiàn)場施工存在的實際困難，結(jié)合我司多年相似工程施工的實際工作經(jīng)驗，我局?jǐn)M采在鋼管混凝土施工中采用高拋自密實高性能混凝土，從改善混凝土自身性能的基礎(chǔ)上解決施工難度問題。其次，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)安裝工藝特點及該工程自身進度控制上的要求，合理計算鋼結(jié)構(gòu)與內(nèi)筒混凝土施工進度的時間差及鋼結(jié)構(gòu)施工間歇，根據(jù)塔吊最小起重量為23.3T，擬采用特制的6m由于現(xiàn)場共有30根鋼管柱，三臺塔式起重機，鋼結(jié)構(gòu)安裝高度落后核心筒施工進度約9層，可以按照就近施工原則，每臺塔吊負(fù)責(zé)附近區(qū)域內(nèi)的10根鋼管柱混凝土的施工。在鋼管砼柱灌注階段，采用連續(xù)、輪班施工，盡可能利用夜間施工，在一天一夜的時間內(nèi)完成灌注。鋼管柱混凝土塔吊施工區(qū)域劃分平面布置圖鋼管混凝土施工必須具備在鋼管柱焊接完畢，內(nèi)外筒之間連接鋼梁及鋼管柱間鋼梁完全安裝矯正、固定后才能進行，以防鋼管混凝土施工后造成鋼柱偏移、變形，影響鋼梁安裝就位，防止安裝應(yīng)力等對結(jié)構(gòu)受力不利因素的影響。根據(jù)設(shè)計圖紙，一個鋼結(jié)構(gòu)控制區(qū)域的長度約為27m，其中構(gòu)件區(qū)約為15m，節(jié)點區(qū)約為12m，上下段鋼管柱的混凝土的強度相差20MPa。進行鋼管混凝土灌注時，將非節(jié)點區(qū)與節(jié)點區(qū)的鋼管混凝土分兩次灌注，采用超聲波檢測儀方法確定澆注完成面的位置及鋼管砼柱的抽檢。如圖：超聲波檢測儀由于施工中存在一個控制區(qū)域進行兩次鋼管混凝土澆注問題，在進行下段鋼管混凝土澆注時，混凝土在下落過程中，混凝土流過節(jié)點區(qū)鋼柱且有大的轉(zhuǎn)彎，水泥漿粘附上段管壁，構(gòu)件區(qū)混凝土凝固進行節(jié)點區(qū)混凝土澆注時，粘附在節(jié)點區(qū)的混凝土與鋼管壁之間形成隔離面，影響鋼管壁與節(jié)點區(qū)混凝土之間的黏結(jié)，容易形成鋼管混凝土空鼓等質(zhì)量問題。進行構(gòu)件區(qū)混凝土澆注時，必須從漏斗下方節(jié)一條約11m長在進行鋼管混凝土施工前，特制3個6m3的混凝土料斗，專用于鋼管混凝土的灌注，料斗的焊接焊縫及選材應(yīng)進行驗算。鋼管混凝土施工過程中，可以與鋼結(jié)構(gòu)施工合用一個操作平臺。操作平臺在鋼管混凝土柱端口下6方料斗裝料示意圖鋼管柱混凝土澆注施工示意圖2.1鋼管混凝土的質(zhì)量要求要求鋼管混凝土在終凝后不能出現(xiàn)蜂窩、空洞、疏松、裂縫、連接部位缺陷等質(zhì)量問題。2.2鋼管混凝土攪拌站的選擇選擇幾家實力較為雄厚的混凝土攪拌站，并對混凝土攪拌站進行現(xiàn)場實地考察，了解其混凝土供應(yīng)能力，機械設(shè)備運轉(zhuǎn)情況及所處位置，運輸能力等是否能滿足混凝土施工的供應(yīng)。由于鋼管混凝土為高性能混凝土，對攪拌站使用原材料的質(zhì)量，混凝土試驗水平以及以往混凝土配制經(jīng)驗進行作重考察，以保證配制的鋼管混凝土具有可靠的性能。同時在確定廠家前需各攪拌站提供試配后混凝土的各項技術(shù)指標(biāo)，單價等。從中擇優(yōu)選擇混凝土質(zhì)量好，價格合理的廠家。5、鋼管混凝土的質(zhì)量保證措施1、施工前的質(zhì)量控制1.1高拋混凝土原材料的選擇針對混凝土出現(xiàn)破壞的機理，對于高拋混凝土有高強度、高性能等要求，首先在配料的選擇上更應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，以取得較好的級配，同時選用較大粒徑的粗骨料達到減小粗骨料的表面的目的，以減小裂隙出現(xiàn)的概率。對高拋混凝土的含氣量、保水性、粘聚性、流動性進行著重控制，在滿足強度要求下，最大限度的滿足現(xiàn)場施工的需要。摻合料宜優(yōu)先選用硅粉，在提高混凝土的強度的同時減小其泌水性。通過合理的配比使混凝土具備自密實、高強度、收縮補償?shù)刃阅堋２牧线x料要求見下表：選料要求水泥盡量選擇高標(biāo)號的低水化熱的水泥。一般選用P.Ⅱ，62.5R普通硅酸鹽水泥，水化熱較低。對水泥的細(xì)度進行測定，在滿足國家規(guī)范的前提下優(yōu)先選用細(xì)度模數(shù)小，活性高的水泥品牌。粗骨料為了獲得良好的級配和較小的表面積，選用級配為5～20mm的花崗石碎石，要求碎石含泥量不大于1%，對于C60以上標(biāo)號的混凝土要求巖石50×50×50立方體單軸抗壓強度≥80MPa且高于混凝土強度20MPa上，以保證粗骨料有充分強度儲備。在進行實際配置時，要求該粗骨料從原材料的碎石中進行篩選，以保證混凝土質(zhì)量細(xì)骨料為了減小水泥用量，降低水化熱，且達到較好的填充效果，細(xì)骨料采用中砂，Ⅱ區(qū)級配，顆粒堅實，含泥量不大于3.0%。同時應(yīng)嚴(yán)格控制砂中的雜質(zhì)含量，以防發(fā)生堿骨料反應(yīng)。摻合料配置鋼管混凝土?xí)r，為減小水化熱，提高混凝土強度、和易性，一般應(yīng)摻入一定量摻合料代替水泥用量。在該工程中，由于鋼管混凝土對泌水性要求較高，摻合料優(yōu)先選用硅粉，在提高混凝土強度，減少水泥用量的同時提高混凝土保水性和粘聚性，為實現(xiàn)高拋打下基礎(chǔ)。對于礦渣和硅粉等在滿足國家規(guī)定的細(xì)度要求時，盡量采用細(xì)度模數(shù)小的材料，以求獲得較高的活性。外加劑混凝土配置時可摻入適量高效減水劑及10%～12%的UEA膨脹劑，外加劑的選用不但要求可大量減少水的用量，同時使混凝土獲得較好的流動性，減少混凝土的含氣量，達到較好的自密實效果，同時對混凝土在自然養(yǎng)護下的收縮有較好的補償效果。鋼管混凝土施工（說明：添加硅粉的高拋砼能較好的解決泌水問題）1.2鋼管混凝土的性能要求為了使高拋混凝土在施工過程中有較好的適用性，對高拋混凝土提出如下性能要求：高拋砼性能要求具體要求內(nèi)容初凝時間為了在高溫天氣條件下獲得充足的施工時間，鋼管混凝土初凝時間控制在8～10小時塌落度為了獲得混凝土較好的流動性，以實現(xiàn)混凝土的自密實要求，將混凝土的塌落度控制在240±20mm范圍內(nèi)含氣量為了達到較好的自密實效果，對高拋混凝土的含氣量進行了嚴(yán)格控制，一般混凝土的含氣量為2～3%，而高拋混凝土的含氣量宜控制在1～1.5%，含氣量為普通混凝土的一半，以防混凝土在澆注后出現(xiàn)大的下沉，對提高混凝土的密實度較為有利。安全儲備為保證混凝土有較高的安全儲備，高拋混凝土在灌滿標(biāo)準(zhǔn)試模且未振搗的情況下進行28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，在達到齡期時混凝土的立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值高于標(biāo)準(zhǔn)強度的兩個等級，且混凝土基本無孔洞。1.3高拋混凝土的現(xiàn)場實驗為了驗證高拋混凝土的質(zhì)量有較高的可靠性，對高拋混凝土應(yīng)進行現(xiàn)場實驗，在充分模擬施工最不利條件下，進行取樣驗證。1.3.1和易性驗證驗證鋼管混凝土的和易性時，應(yīng)對實驗混凝土進行現(xiàn)場取樣，取樣應(yīng)取攪拌車中間1/3部分的混凝土，并保證取樣工具潔凈，以保證混凝土的樣品與實際性能未受到影響。和易性示例圖片1：高拋混凝土實驗筒的填充和易性示例圖片2：高拋混凝土準(zhǔn)備和易性實驗和易性示例圖片3：高拋混凝土塌落度實驗和易性示例圖片4：高拋混凝土擴展度實驗1.3.2含氣量實驗混凝土含氣量對混凝土的密實度、強度有較大影響。對高拋混凝土含氣量高低的測定可間接反映高拋混凝土的自密實性能。含氣量示例圖片1：高拋混凝土填充儀器含氣量示例圖片2：高拋混凝土含氣量測定1.3.3自密實性、強度驗證根據(jù)招標(biāo)文件要求，需對節(jié)點區(qū)混凝土作模擬實驗，取節(jié)點區(qū)高度為12m，具體實驗如下：高拋混凝土節(jié)點模擬實驗在混凝土試樣自然養(yǎng)護達到28天強度后，對混凝土試樣分高度進行鉆孔抽芯。對抽芯試樣送檢，保證鋼管混凝土的實驗強度標(biāo)準(zhǔn)值高于強度等級兩個標(biāo)號以上。并取同批混凝土制作三組試件，在自密實條件下，進行標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護，分別取得3天、7天、28天增長強度，以作參考。高拋混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件2.高拋混凝土的施工過程中的質(zhì)量控制由于高拋混凝土具有較好的性能，所以施工時較普通混凝土施工簡便，按本段“2）鋼管混凝土的施工”中的方案施工即可，但施工還需注意以下幾個方面的問題：2.1為保證鋼管混凝土在接頭部位的質(zhì)量，在進行鋼管柱施工過程中，應(yīng)避免建筑垃圾吊入鋼管柱內(nèi)。下班后，應(yīng)用彩條布封閉柱頂，并用繩子扎緊，避免鋼管柱內(nèi)集水。對于鋼管柱內(nèi)的積水，在混凝土澆注前應(yīng)基本排除干凈，可采用自吸泵或潛水泵等吸出積水，以保證混凝土澆注入鋼管柱后不會因為落入水中出現(xiàn)水泥漿與砂石分離的現(xiàn)象，以免影響混凝土強度。對于施工難度較大的部位，無法用機械抽水時，可在鋼管柱底部鉆一小孔，待水排干后補焊封閉，不得已的情況下不要采用這種方法進行排水，以免影響構(gòu)件質(zhì)量。2.2每次進行混凝土灌注時，應(yīng)同混凝土公司的技術(shù)人員從現(xiàn)場的混凝土攪拌車中隨機抽取混凝土試樣，抽取試樣時應(yīng)抽取中間1/3部分混凝土的試樣進行試件的制作。同時現(xiàn)場應(yīng)進行塌落度、擴展度及倒流速度的試驗。當(dāng)發(fā)現(xiàn)和易性等性能不良時，應(yīng)立即告知混凝土攪拌站作好調(diào)整。由于鋼管混凝土出現(xiàn)質(zhì)量問題時的處理難度較大，施工現(xiàn)場應(yīng)嚴(yán)格進行檢測，把好質(zhì)量關(guān)。2.3在進行混凝土澆注前，向鋼管柱內(nèi)灌入少量配合比同混凝土的砂漿，在混凝土澆注中以起到緩沖作用，以防混凝土在高速下落時撞擊鋼管柱底部出現(xiàn)砂石分離的質(zhì)量問題2.4當(dāng)混凝土澆注過程中應(yīng)控制澆注速度，特別是節(jié)點區(qū)的混凝土澆注，以防澆注速度過快，導(dǎo)致空氣封閉在鋼管柱內(nèi)形成空洞及蜂窩等質(zhì)量問題。2.5由于高拋混凝土粘性非常好，完成鋼管混凝土灌注后，應(yīng)將鋼管外壁上的混凝土沖洗干凈