建筑钢管混凝土施工工艺初探

丘俊南

（大埔县第二建筑工程公司，广东 大埔 514200）

1 钢管柱制作以及拼接组装

1.1 钢管柱制作

钢管柱要求各部件的制作、焊接尺寸、位置、标高必须准确。为减少现场工作量，保证质量，钢管及内衬管、环形封顶板、抗剪环箍、柱脚定位环板及螺栓配件等制作、组焊集中在工厂内完成，经检验合格运至现场安装。

1.2 钢管柱的拼接组装

首先是根据运输条件和吊装条件确定对钢管的长度进行确定，一般以不长于12m。其次，在钢管对接时应严格保持焊后肢管的平直，焊接时，除控制几何尺寸外，还应注意焊接变形对肢管的影响，焊接宜采用分段反向顺序，分段施焊应保持对称。焊接前，对小直径钢管可采用点焊定位，对大直径钢管可另用附加钢筋焊于钢管外壁作临时固定，固定点的间距可取300mm左右，且不得少于3点。钢管在焊接过程中如发现点焊定位处的焊缝出现微裂缝，则该微裂缝部位须全部铲除重焊。为确保连接处的焊接质量，可在管内接缝处设置附加衬管，其宽度为20mm,厚度为3mm，与管内壁保持0.5mm的膨胀间隙。为减少焊接变形引起的钢管柱垂直度偏差，采取如下补充措施:（1）每根柱从下至上固定焊工，以明确责任。（2）对称施焊，即分段反向对称顺序进行施焊。（3）由于应力作用，钢管柱的轴线会发生一点偏移，每次吊装钢管柱前，应先进行测量，并记录好钢管柱的轴线偏移量，钢管柱校正时对照前段钢管柱偏移值，在规范允许的垂直度偏差范围内反向纠偏，对接前根据上节柱安装偏差值，计算后在管口实行机械打磨，保持焊缝间隙基本一致，以保证钢管柱的轴线偏差控制在规范允许的范围内。

2 钢管柱的吊装安装

2.1 吊装设备与方法

现场吊装用5013塔吊，单根柱最大重量2.2t，塔吊起重量能满足要求，起吊方法采用钢丝绳捆绑抗剪环箍垂直起吊。

2.2 钢管柱柱脚定位环板及附件的定位校正及安装

安装前先清理预埋钢板面，按柱安装方向(与柱身划线方向吻合)划出十字线，在线上标出柱半径，在底板钢筋铺设完成，各轴线及标高检查正确无误后，用塔吊将定位器吊到安装位置，并粗定位。在环形钢板定位器上弹出纵横轴线及钢管柱外边框线。定位器吊装就位后，其轴线与地面轴线基本对齐，其高度与安装标高基本对准后，用螺纹钢分两排将3支调节螺栓固定，然后用调节螺栓调节定位器高度，使得筒节上的标高检验线与预定标高相吻合，再移动定位器，待定位器轴线与地面轴线相吻合 (吊线检验)，拧紧螺母将定位器固定，检验无误后，用一些短钢筋将定位器与桩基钢筋固定，保证定位器在浇筑混凝土时不会发生移动。

2.3 钢管柱安装及校正

钢管柱垂直度的校正，采用吊线法校正，然后用经纬仪复检的方法同时进行。钢管柱吊装就位后，调柱外皮与柱半径标点重合后，用去除钉帽的铁钉衬于钢柱与环板之间调节垂直度，使钢管柱上下端的十字轴线对齐，调整柱身划线与预埋钢板划线重合用铁尖、铁码将上下筒节壁板调平且保证2mm的缝隙，用千斤顶调整钢管柱的垂直度及标高，所有尺寸符合规范要求后，两个焊工对称沿环向点焊(8个点)将钢管固定。报验合格后，方可施焊。

3 钢管混凝土柱环梁钢筋的制作安装与施工

钢管混凝土柱环梁的施工是结构施工的关键，环梁钢筋绑扎速度直接影响结构工期。环梁骨架钢筋可在施工现场完成，也可在工厂完成，骨架制作前先制作环筋成型模具.由于环梁和框架梁钢筋直径较大，最粗钢筋直径为中 32，框架梁钢筋在环梁内必须打弯锚固，且每根钢管混凝土柱同时连接3根以上的框架梁，环梁箍筋多而密，给环梁的钢筋绑扎带来了很大的困难，为此采取了以下措施:

3.1 环梁骨架钢筋成型

环梁钢筋骨架成型时，为方便环梁钢筋的就位和绑扎，采用钢管搭设钢筋加工架，用以确定环梁钢筋的立体空间位置。将焊好的己经制作成型的环筋与箍筋分别套在两个马凳和448钢管搭设的加工架上，大中小箍筋均匀放置，为便于框架梁带弯钩的钢筋锚入环梁骨架中，环梁腰筋暂不绑扎就位，先临时吊绑在上层环筋下。先绑扎上排环筋，然后绑扎下排环筋，环梁腰筋待吊装就位后将框架主筋穿入时再绑扎。制作完毕的环梁钢筋应固定牢固可靠，保证吊装过程不变形。

3.2 制作环梁环形钢筋尺寸成型模具

环梁环形钢筋尺寸成型模具是在10mm厚钢板上按实际尺寸放出环梁环形钢筋大样，在不同半径圆环钢筋的两侧焊若干长度约4cm的25短钢筋。该模具可同时制作多个不同半径的圆环钢筋。

3.3 支环梁及框架梁底模

为方便环梁钢筋骨架安装，以利于框架梁钢筋锚入环梁骨架筋中，采用将环梁及框架梁模板分两次支设的方法，即第一次先将环梁底模和框架梁底模支设好，第二次待其钢筋安装后再支侧模。

3.4 环梁钢筋笼的安装

环梁处底模支设完毕后即可进行钢筋笼的吊装，吊装时将两条钢丝绳对称穿在钢筋笼两侧，吊装处箍筋与主筋应全部点焊加固，吊装过程保持钢筋笼的水平放置，放置稳妥后检查有无松动的箍筋及钢管抗剪筋与环梁箍筋的间隙尺寸，而后绑扎环梁腰筋，对每根环梁上连接的所有框架梁钢筋，要同时协调进行钢筋排放的绑扎。

3.5 环梁钢筋骨架安装

用塔吊将环梁骨架分别套入每根钢管柱上，并放在环梁底模上，随即在底模上垫好钢筋保护层垫块。为控制抗剪筋与环梁箍筋之间有20mm的空隙，采用4个木楔均开打入钢管柱与环梁之间。

4 钢管内混凝土的浇筑

钢管混凝土的特点之一就是它的钢管就是模板，具有很好的整体性和密闭性，不漏浆、耐侧压。在一般情况下，钢管内部无钢筋骨架和穿心部件，钢管断面又为圆形，因此，在钢管内进行立式浇筑混凝土就比一般钢筋混凝土容易。但是，对管内混凝土的浇筑质量无法进行直观检查，其浇筑质量必须依靠严密的施工组织、明确的岗位责任制和操作人员的责任心。研究表明，影响钢管柱核心混凝土粘结强度的主要因素为柱截面形式、棍凝土龄期和强度、钢管径厚比、长细比以及混凝土的浇筑质量等，其中以混凝土浇筑质量影响较为明显。

混凝土自钢管上口灌入，用振捣器捣实。管径大于350mm时，采用内部振捣器(振捣棒或锅底形振捣器等)。每次振捣时间不少于30s，一次浇筑高度不宜大于2m。当管径小于350mm时，可采用附着在钢管上的外部振捣器进行振捣。外部振捣器的位置应随混凝土浇筑的进展加以调整。外部振捣器的工作范围，以钢管横向振幅为不小于0.3mm为有效。振幅可用百分表实测。振捣时间不少于1 min。一次浇筑的高度不应大于振捣器的有效工作范围的2m-3m柱长。此法所用混凝土的坍落度宜为20mm-40mm,水灰比不大于0.4，粗骨料粒径为l0mm-40mm。

混凝土的配合比至关重要，除需满足强度指标外，尚应注意混凝土坍落度的选择。混凝土配合比应根据棍凝土设计等级计算，并通过试验后确定。钢管内的混凝土浇筑工作，宜连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。需留施工缝时，应将管口封闭，防止水、油和异物等落入。

每次浇筑混凝土前(包括施工缝)，应先浇筑一层厚度为100mm-200mm的与混凝土等级相同的水泥砂浆，以免自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳现象。当混凝土浇筑到钢管顶端时，可以使混凝土稍溢出后，再将留有排气孔的层间隔板或封顶板紧压在管端，随即进行点焊，待混凝土强度达到设计值的50%后，再将横隔板或封顶板按设计要求进行补焊。有时也可将混凝土浇筑到稍低于钢管的位置，待混凝土强度达到设计值的50%后，再用相同等级的水泥砂浆补填至管口，并按上述方法将横隔板或封顶板一次封焊到位。管内混凝土的浇筑质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，则应用超声波检测。对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊牢固。

[1]张佩生，钢-混凝土组合结构住宅建筑体系成套技术研究与应用，上海钢结构住宅研讨会，上海钢结构协会，2002

[2]程宝坪，管混凝土结构的特性和研究现状，安徽建筑，2003

[3]蔡绍怀，现代钢管混凝土结构，人民交通出版社，2003