劲性钢筋混凝土结构柱中的混凝土施工技术

龙绍章 赵红霞 韩 宇

中国华西企业有限公司 广东 深圳 518034

1 工程概况

1.1 项目概况

基金大厦位于深圳市福田CBD金融中心区，地下4层，地上42层，总高度208.5 m。

1.2 型钢混凝土（SRC）柱概况

塔楼区框架柱主要为16根圆柱（图1），其中型钢混凝土（SRC）圆管柱位于塔楼区地下1层至地上4层（标高－6.10～16.75 m）。SRC柱截面2 100 mm，钢管外径1 400 mm，壁厚80 mm，其中钢管外包厚350 mm钢筋混凝土C60，管内为C60混凝土。钢管柱中设计有水平加劲内隔环板，间距约1 000 mm，内隔环板中心直径600 mm，环板上预留了4个φ35 mm排气孔（图2）。

图1 塔楼区SRC柱分布

图2 圆管钢柱剖面

裙房区钢结构主要为18根外包混凝土的箱型钢柱（图3），柱外径截面尺寸700 mm×700 mm，壁厚50 mm。柱外包厚150 mm钢筋混凝土C60，柱内为C60混凝土。

图3 裙房区钢柱分布

2 难点分析

因钢骨内外均需灌实混凝土，塔楼区SRC柱内隔环板宽400～600 mm，纵向间距较小，同时裙楼SRC柱外包混凝土厚度为150 mm、塔楼SRC柱外包厚度为350 mm，且柱外纵筋及箍筋绑扎密集，空间较小，混凝土浇筑难度大。为保证混凝土施工质量及混凝土强度，结合本工程设计特点，钢管柱内采用C60微膨胀自密实混凝土施工，保证灌入混凝土的密实度，钢管柱外采用C60普通混凝土。

3 SRC柱混凝土施工

3.1 自密实混凝土配比

3.1.1 确定自密实混凝土配合比

SRC柱混凝土采用自密实混凝土，混凝土坍落度一般为（240±20） mm，混凝土扩展度不小于650 mm，保证流动性能，使混凝土可以充盈到柱内各个角落，利用水平加劲板上的排气孔排出空气，使板下的柱角容易充满混凝土，并掺入适量膨胀剂，从而消除凝结硬化过程中产生的收缩，使钢管与混凝土的结合更密实。试验前经搅拌站试配，初步确定C60自密实混凝土配合比如下：采用中材亨达P.O 52.5水泥；采用9%左右深圳妈湾产的F类Ⅱ级粉煤灰；就近取用当地碎石，最大公称直径不大于18 mm，连续级配，含泥量不大于1.0%；采用就近的惠州产地Ⅱ级区中砂，满足C60混凝土配制性能，含泥量控制在2.0%以内；采用深圳五山产的高效缓凝型减水剂，与水泥相容性良好；采用HEA微膨胀剂，掺量6%。其中，水泥∶砂∶石子∶水∶外加剂∶粉煤灰∶矿粉=1∶1.55∶1.55∶0.31∶0.02∶0.122∶0.268 3，且配制的混凝土强度，一般不应低于设计强度的1.15倍。

3.1.2 配比前准备工作

1）确定配比后，应在浇筑前，给混凝土厂家预留充分的时间准备原材料，以满足浇筑供应需求。

2）按配比配制的SRC柱内微膨胀混凝土，对于超高层结构施工，除满足基本强度要求外，值得关注的是混凝土坍落度的设计，坍落度需控制在220～260 mm间，扩展度不小于650 mm，混凝土配合比及坍落度选择根据试验试配确定，施工前报监理、业主确认。自密实混凝土进场后需进行现场坍落度及扩展度检测。

3）施工方及监理方，应派专人全程监督混凝土搅拌厂投料全过程，以配制成与模拟试验配比一致的混凝土。

4）浇筑前，SRC柱内部积水和垃圾应清理干净，经监理验收合格后方可浇筑。

5）混凝土进场时，坍落度、扩展度等指标检测合格后方可浇筑，有条件的尚应准备混凝土填充性能检测工具。

3.2 浇筑方法

钢骨内外均需灌实混凝土，应按钢柱分节高度，待钢结构焊接等检测合格后，首先完成钢柱内混凝土浇筑，然后进行柱外钢筋绑扎、支模，浇筑外包的钢筋混凝土。

3.2.1 柱内混凝土浇筑

SRC柱混凝土采用固定料斗高位卸料方式，自由倾落高度应结合分节柱体高度，一般不大于3 m，并采取可靠的排气措施。施工中采取如下浇筑方法：采用塔吊吊起料斗，向SRC柱柱中已固定好的漏斗中加入混凝土，料斗下口接长卸料管串筒，串筒应按SRC柱内隔板内径合理选择，串筒直径应小于内径100～200 mm，以便混凝土下落时管内空气能够排出。安装料斗时，料斗孔径对准SRC柱柱中心，以确保混凝土顺利通过内隔板。混凝土应分层浇筑、分层下料、分层振捣（辅助微幅振捣）、逐层停歇，沉实复振后，再浇上一层混凝土，分层厚度400～500 mm。混凝土必须控制在初凝时间前入柱，浇灌管内混凝土作业时应连续进行，中间不留施工缝，当有不可避免的间歇时间时，应严格控制间歇时间不得超过混凝土初凝时间，应提前编制浇筑时间计划。在节点板上、下30 cm范围内微幅振动，时间以无气泡泛出、混凝土面不再明显下降为准。管内混凝土浇筑应密实，无脱粘、离析现象。分段浇筑的混凝土，应在距钢管上口连接部位以下的500 mm处停止浇筑，以免焊接高温影响混凝土质量。

3.2.2 柱外包混凝土浇筑

钢管柱外包混凝土浇筑采取塔吊吊运料斗，出料口加溜槽的方法，本项目首层挑空高度达18 m，故需分节浇筑混凝土，每节浇筑高度控制在3 m以内，直至浇筑至楼层设计标高处。在有梁柱楼层，钢管外包混凝土先浇筑至梁底下100 mm处，停歇2 h后再进行梁高范围的柱混凝土浇筑施工，以防已浇筑混凝土收缩造成梁柱节点处沉降影响。

3.3 混凝土养护

柱内混凝土采用管内灌水养护，柱外混凝土采用塑料薄膜包裹养护。

4 SRC柱C60混凝土检测

4.1 检测方式

SRC柱内混凝土质量采用超声波法进行检测，SRC柱外包混凝土采用结构实体回弹检测。其超声波检测由业主委托的第三方检测单位进行。

4.2 超声波检测

4.2.1 检测准备

各段声测管宜用外加套管连接或为满焊焊接接长。每根SRC柱内均需埋设声测管，在混凝土浇筑前，于内隔板内侧埋设，圆柱内均匀分布埋设3根、方柱内按对角线埋设2根声测管。声测管应与SRC柱焊接牢固，固定间距不超过2 m。管的埋设深度与柱底齐平，管底部50 mm处用端头板封死底管，管的上端应高于SRC柱柱顶表面300～500 mm，同一根柱的声测管外露高度应相同。声测管上端做好套头封堵措施，防止混凝土进入管内引起堵塞。

4.2.2 检测方法

本工程SRC柱内检测数量，按专家论证的方案指导意见执行，本工程对所有钢管柱全数检查，每根柱每完成一层，均做超声波检测，检测由具备检测资质的第三方进行。SRC柱混凝土检测时间宜在浇筑完成后7 d左右，即推算混凝土强度达到设计强度75%（即45 MPa）以上时进行检测。

在检测工作完成后，应将测管采用高一强度等级的微膨胀细石混凝土封堵灌实，确保声测管内灌实水泥浆，保证密实度。

4.3 混凝土强度评定

钢柱内混凝土，按每层每柱留置1组标养试块，钢柱外包混凝土按浇筑方量留置试块，作为混凝土评定依据。

5 结语

通过本工程实践，SRC柱混凝土施工质量良好，从相关检测部门的检测结果可知，质量均能达到设计要求，验证了调配的自密实混凝土施工的可靠性。