钢管混凝土顶升浇筑工艺在临潼商城的应用

王建胜

摘要：以下工程由陕西生力置业集团有限公司建设，河北冶金建设集团施工的临潼商城在钢结构主体施工中，根据《钢管混凝土结构设计与施工规程》，成功地采用了钢管内顶升浇筑混凝土施工工艺，确保钢管混凝土柱浇筑的质量。

关键词：钢管混凝土；浇筑；工艺；设计；准备；实施

中图分类号： TU528 文献标识码： A 文章编号：

一、工艺方案的设计

1.工程概况：

临潼商城主体由￠426*10钢管柱和H型钢钢梁组成钢框架结构，轴网为8000*8000，钢结构建筑面积为21000㎡。建筑层高为：一、二、三层4.8米，四、五层4.5米；五层总高为23.45米。设计要求钢管柱内由下至上顶升浇筑C35混凝土，以充分保证混凝土浇筑的密实度。

2.方案设计：

由于本方案初次实施，所以在开工前建设单位就让施工单位考虑这个方案，当时施工单位技术人员提出此方案难度太大不想采用，我们请监理给施工单位做工作的同时，通过网上查资料、询问过去的老师和同学、请教设计院有关专家和考察商混站等途径进行施工方案设计。

2.1根据工程实际情况，由于制作的￠426*10钢管柱每根长12米，所以在三层钢梁安装固定好后才能浇筑第一步钢管柱内混凝土。（即顶升高度按12米考虑）

2.2在距钢管底部500高位置，方向同一跨内两柱相对开￠160的洞口。

2.3把连接装置（见下图）与钢管柱和泵送机械连接管连接。

2.4具备条件后，开始顶升浇筑混凝土。

二、方案实施的准备

1.对临潼周围商混站的砂、石、水泥和外加剂进行考察，经过对比分析和筛选，选用细度模数在2.0-2.8之内，含泥量≤1%的水洗中粗砂；5-10㎜石子粒径的占总量的35%，10-20㎜石子粒径占点总量的65%，泥块含量0.5%以内的全破口石；秦岭P.O42.5普通硅酸盐水泥；生力牌泵送缓凝外加剂和减水剂。

2.搅拌混凝土的条件准备

因为钢管内混凝土是无需振捣自密实混凝土，因此要求混凝土有足够的坍落度才有足够的流动性，所以要保证浇筑时的混凝土坍落度在200—220，水灰比为0.45，混凝土的搅拌时间为35-50秒（一般混凝土搅拌时间应在20-25秒即可），才能达到自密实混凝土的效果。

3.泵送机械的选用

因为钢管内混凝土是从钢管底部通过泵送加压顶送到钢管顶部，在选用泵机械时应满足下列要求即可达到泵送能力：

根据混凝土泵送机械的参数表明使用DN125的泵管，每1Mp能确保高度10米、平行10米的泵送能力，根据该工程柱最高度为12米,水平距离150米则需要15Mp泵送机械。而我们现在配制的是，车载式托泵。该泵出压力为30Mp，所以能够确保该工程的泵送。（注；一般托式泵出口压力在10Mp以上的，能保证平行100米、高度300米的泵送；平行200米，高度200；平行300米。高度100米的泵送。）

三、方案的实施

1.工作准备

（1）把买来的泵送混凝土管每1米长的截成两个，在不带卡环的一端各焊接一个法兰盘；准备300*150*6毫米的一块钢板和两块橡皮垫用螺栓连接到一起，此为一套接泵送连接装置。本工程103根柱，计划加工20套连接装置。

（2）准备租赁3米长的泵送混凝土管200米，卡环80个，90度弯头6个。

（3）要求人员30名，每13人为一组，4名专门接长管和配合。

（4）准备8磅大锤两把，梅花扳手12套，钎杆4把，铁锨4把，切割设备2套，焊接设备2套。

（5）在安装好的钢管底部50-80㎝间，开一个直径为16㎝的孔洞，在孔洞上焊接泵送连接装置。

（6）将泵送连接装置与混凝土泵用泵管连接，并用水润湿管道。

2.方案实施

符合要求的商混由混凝土输送车运至工地，先把同砼标号水泥砂浆打入泵管和钢管柱中，然后将混凝土通过管道和连接装置浇筑到管中，顶升至管顶，待顶部气体和水分排出并且混凝土冒出30秒即刻停止泵送。紧接着工人稍微松开法兰连接螺栓，用大锤将止回挡板打下，防止混凝土逆流。一个钢管柱浇筑完，继续用泵管连接其他泵送连接装置，用同样方法浇筑钢管柱混凝土。待2小时后，用切割设备将焊接到钢管上的装置切掉，用钢板焊接。

3.注意事项：

3.1专人负责商混站混凝土骨料及外加剂的比例和质量，严格控制水灰比。

3.2由于天气较热，商混站确保运输车辆数量和降温，保证泵送装置运行正常，必要时备用一套泵送装置。

3.3施工单位派专人检查到场混凝土质量，特别是坍落度和流动性，混凝土试块每班组不少于3组。

3.4接管人员分两组由专人指挥，每次接管大家要齐心协力，速度要快，保证混凝土尽快打入钢管柱中。

3.5每根钢柱混凝土浇筑完立即插入带橡胶皮垫的钢板并拧紧螺栓。

3.6为保证混凝土浇筑密实，专人用手锤敲打正浇筑混凝土的钢管柱，发现铛铛的响声立刻报告技术人员，采取处理措施。

3.7拆管时倒出的混凝土不得再浇筑钢管柱，更不得给混凝土中加水，以免产生离析影响混凝土浇筑质量。

3.8拆管要及时中间不得停留，必要时在管子上盖湿麻袋降温，防止管中的混凝土硬化。

3.9必须保证每次浇筑混凝土的连续，停歇时间不得超过45分钟。

四、方案优化

在工艺方案的实施过程中，我们始终提前想到问题，继而迅速解决问题，指导和督促施工单位实施方案。本方案实施的难度在拆卸和安装泵管，这需要熟练的技术操作工人；每次的接口也是难度很大，我们就想到用高压耐磨泵送软管连接接口，请示公司领导后立即购买3米长的高压耐磨泵送软管，大大缩减了接口的连接时间；一趟管道速度慢，我们就立即租赁泵送钢管及卡环，满足两道钢管泵送交替浇筑的条件，也缩减了钢管柱浇筑的工期。

五、效果

开始平均每1.5小时浇筑一根钢管柱，经方案优化后变为每1小时浇筑1根钢管柱，后来提速为每1小时浇筑1.8根钢管柱，103根钢管柱共用80小时。钢管内顶升浇筑混凝土施工工艺，成功在临潼商城钢结构工程的应用，保证了钢管混凝土柱浇筑的质量，同时为同工艺施工提供借鉴。