淮河模型试验大厅钢管柱高抛自密实混凝土施工质量控制

金鑫陈宁

淮河模型试验大厅钢管柱高抛自密实混凝土施工质量控制

金鑫陈宁

一、工程概况

淮河防洪除涝减灾实体模型基地模型试验大厅位于合肥市三十岗乡，建筑面积 23619m2，长 314.8m，宽 92m，为檐口高度 22.00m、跨度 58.96～73.86+16.98m的单层大跨度钢结构建筑，跨中设置摇摆柱。工程结构形式为排架柱+三肢管桁架结构。排架柱为矩形钢管内灌混凝土，共58根，柱高12～22m，沿柱高每隔1.5m内设钢板加筋肋。柱内混凝土采用高抛自密实方式浇筑，混凝土强度等级为C40。

二、浇筑工艺介绍

目前，国内相对成熟的钢管柱混凝土浇筑工艺主要有泵送顶升法、立式手工浇筑法以及高位抛落法。该工程采用的高位抛落法是通过混凝土下落时的动能来达到其自身振实的目的。

自密实混凝土是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土，其特点是具有很高的流动性而不离析、不泌水，可不经振捣或者少振捣而自动流平而达到密实，可有效地解决钢管混凝土振捣的难题，保证施工质量。工作性能指标：坍落度≥240mm，扩展度≥650mm，填充性H≤5mm，流动性≥700mm，抗离析性≤7%，保塑性在90min内。

三、浇筑流程

钢管柱安装、校正、验收→商品混凝土厂家拌制→罐车运至现场→现场混凝土塌落扩展度检查→混凝土泵送浇筑。

四、施工质量控制

1.混凝土供应质量控制

（1）为保证混凝土顺利浇筑和浇筑质量，施工前商品混凝土厂家对自密实混凝土的配合比进行试验，确定符合设计要求的合理参数。

（2）考虑到混凝土和钢管壁之间的空隙，应在混凝土中添加膨胀剂，比例控制在5%～10%范围内。

（3）为尽量降低混凝土的水化热，选用中低水化热的水泥，在满足混凝土质量要求和泵送的条件下，尽量减少水泥的用量。石子选用级配较好的碎石，粒径为5～20mm，含泥量不得大于1%，且不得含有机杂质。砂子选用级配较好的中粗砂，细度模数大于2.6，含泥量不得超过2%，通过0.315mm筛孔的砂不得少于15%。

（4）商品混凝土厂家必须对每一批次的混凝土进行塌落扩展度检测，检测合格后才能发料，并且保证使用同一批次的原材料。

（5）由于混凝土粘性强，容易堵管，因此，混凝土供应必须保持连续，其在泵管中的停滞时间不得超过15min。

2.现场施工质量控制

（1）现场钢管柱的焊接质量及变形控制符合设计要求。焊缝要100%采用超声波检测。

（2）在钢管柱吊装前，要将柱内的异物或积水清除干净。吊装完成后，要立即将钢管柱柱顶的下料口封堵严实，保证异物或水不能进入柱内。

（3）在混凝土浇筑前几天，安排专人关注天气情况，以避免雨天浇筑混凝土。在混凝土浇筑过程中，安排专人对每车混凝土的质量进行监控，及时做好坍落扩展度性能检测，不符合要求的禁止使用。

（4）根据规范要求，每100m3混凝土取样不少于2组试块，用以检验混凝土的质量。

（5）采用混凝土汽车泵输送、下料斗下料的浇筑方式，即由汽车泵将混凝土送至柱顶下料斗内，由下料斗将混凝土自由抛落至柱内。下料斗用3mm厚铁皮制作，角钢加固。

（6）钢管柱混凝土浇筑前才能将下料口密封打开。每根钢管柱浇筑混凝土前，应先浇灌一层10～20cm厚与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，以防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳离析。

（7）在混凝土浇筑过程中，利用测绳测量液面高度，待混凝土液面升至整节钢管柱高度的1/2处或柱内隔板以下20～50cm位置（以实际隔板位置为准）时稍作暂停，让气泡能够充分溢出，5min后再将混凝土浇筑至柱项。每节钢管柱根据实际情况最多分3次浇筑完成。钢管柱内混凝土浇筑宜连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。

（8）混凝土浇筑高度超过柱顶排气孔，并在柱顶上部进行适当振捣，排除空气。待混凝土达到强度后，清除高出料口的混凝土，并将料口清理干净及时焊好料口盖板。

（9）钢管内混凝土的浇筑质量，可采用敲击法进行初步检查，如有异常，则应用超声波进行检测。对于混凝土浇筑不密实的部位，可采用局部钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。

五、结语

该工程于2012年10月初完成钢管柱柱芯混凝土的浇筑。根据质量检测站的自密实混凝土试块报告及现场初步检查，混凝土强度及各项性能指标满足设计要求。上述钢管混凝土施工方案的顺利实施，尤其是通过采取有效的施工质量控制措施，确保了自密实混凝土钢管柱的施工质量，也为进一步研究和推广应用高性能混凝土提供了参考

淮委综合事业发展中心 233001 沂河水利管理局 276005）