超高层建筑钢管混凝土柱及环梁施工技术李文斌

超高层建筑钢管混凝土柱及环梁施工技术李文斌

李文斌

牡丹江建工集团有限公司

摘要:所谓的建筑钢管混凝土，就是指将一定强度等级的混凝土灌入钢管内，经过捣实凝固来使钢管和混凝土形成一个具有很大强度和抗弯能力的建筑构件。钢管混凝土融合了钢筋抗完型强与混凝土强度等级大的优点，避免了钢管强度低，混凝土抗弯性能差的缺点，因此在一些对建筑结构要求较高的施工中，使用钢管混凝土柱是非常具有优越性的。以下本文就中以某超高层建筑的施工为例，来探讨钢管混凝土柱和环梁的施工技术。

关键词:超高层建筑；钢管混凝土；吊装；焊接；环梁施工

在某些建筑工程施工中，使用普通的钢筋混凝土进行结构柱梁施工，不容易满足其体积大小要求和受力荷载要求，为了解决这些问题，施工人员往往会采用钢管混凝土的施工方式进行结构柱梁施工，经过多次实践，证明这种施工方式承载能力强，延性好，抗震性高，施工方便，用时少，耐腐蚀，具有很大的可行性和实用性。现本文就主要以某超高层建筑的具体施工为例，来分析钢管混凝土柱和环梁的施工技术方法。

1、工程概况

某大厦为一栋混合结构的超高层建筑，其中包括3层地下室，8层裙楼以及2栋42层的弧形塔楼和1栋23层的副塔楼组成,总建筑面积19万m2。本工程结构形式为框筒结构,其中主塔楼周边的30根框架柱为钢管混凝土柱。钢管混凝土柱与框架梁间通过钢筋混凝土环梁连接,钢管柱内填充C60高强混凝土。

2、钢管混凝土柱的施工重点与施工难点

在本工程施工中，采用钢管混凝土柱的施工方式进行施工需要用到较大的吊装机械设备，其中吊装方案设计是其中的施工重点之一，吊装系统的运行质量好坏关系着钢管混凝土柱的施工质量好坏，并且对其施工进度、施工安全与造价大小都起到很大影响作用。除了吊装系统，钢管混凝土柱的焊接质量与混凝土的浇筑质量也都是影响整体施工质量的重点因素，必须要认真对待这几方面施工问题。具体来讲，施工难点主要有：钢管混凝土柱与环梁的主筋直径较大，数量很多，结构种类也很多，且相互之间的间距很小，使得在对钢筋进行绑扎处理时很难有开阔的操作面，绑扎起来较为困难。再者，本工程中所使用的钢管混凝土柱为钢管高强混凝土，因此混凝土的强度等级较大，施工中所产生的收缩量也相对较大，极易形成收缩裂缝，使钢管混凝土的强度大打折扣，必须要采取措施进行有效的防裂控制，以保证钢管混凝土的强度。

3、钢管柱的制作与吊装方案设计

在本工程中所使用的钢管柱是由钢铁制造厂直接卷制而成，因为钢管柱过大，为了适应吊装条件和运输条件，我们决定将其进行分节处理，并且要做好相应的接头处环箍焊接、内衬管焊接和吊耳焊接等预处理，以满足施工的吊装需要。在设计吊装方案时，我们首先设计了两种吊装方案，一种为利用大吨位塔吊一次性吊装3-5层的钢管混凝土柱，人后再进行楼层结构施工；一种是吊装钢管混凝土柱和楼层施工同步进行。在对两者的优缺点进行一定对比后，我们最终选择了后者。这是出于多方面考虑后得出的决定。采用第二种吊装方案能够降低施工成本，且便于后续施工，也更利于保证施工安全。同时，采用同步施工方式，核心混凝土的施工质量更容易得到保证，并且整个施工进度也不会受吊装作业的影响。

4、吊装施工

4.1钢管柱校正固定

为方便钢管柱的吊装并提高塔吊吊装效率,钢管柱接头采用内衬管,同时利用吊耳焊接在钢管柱内壁作为临时定位导向板。每根钢管柱吊装就位并对中后即可松钩。钢管柱的垂直度校正采用在接头上下各焊接1块水平钢板,用千斤顶进行校正。

4.2钢管柱焊接前校正测量

钢管柱两侧在互成90°的两个弧面上用白漆标明垂直度控制点,并在两个互成90°(或接近90°)方向上用经纬仪测量控制点,根据测量人员指令调整钢管柱安装的垂直度。

4.3标高测量

在混凝土结构上设置4个标高控制点作为标高控制网,然后通过高层传递,测量柱顶标高,记录焊后测量数据,作为调整钢管柱长度及下节钢管柱制作依据。

5、现场焊接及探伤检查

针对本工程焊接量较大、焊接周期要求短的特点,采用焊接效率高的CO2气体保护半自动焊接工艺。焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量,并做好焊接记录。

6、钢管混凝土柱环梁施工

钢管混凝土柱与框架梁之间通过钢筋混凝土环梁连接。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,特别是两根钢管混凝土柱间的框架梁,由于钢筋在绑扎过程中作业面小,使框架梁的钢筋绑扎更加困难。环梁钢筋绑扎过程中采用以下措施。

6.1制作环梁环形主筋加工平台和加工模型,提高环形钢筋加工尺寸的准确性,为方便环梁钢筋的就位和绑扎提供条件。

6.2合理安排环梁和框架梁钢筋排放及绑扎顺序:排放环梁箍筋v排放环梁底筋v排放框架梁箍筋v排放框架梁底筋v协调排放框架梁腰筋和环梁腰筋v排放框架梁面筋v排放环梁面筋v临时固定框架梁和环梁钢筋v检查框架梁和环梁钢筋数量和排放位置v绑扎框架梁和环梁钢筋。

6.3对框架梁高度大于等于800mm,框架梁主筋直径大于等于25mm以上环梁采用下料U形箍筋现场绑扎,待框架梁主筋就位后再封闭箍筋。

6.4对框架梁高度小于800mm,框架梁主筋直径小于25mm的环梁钢筋骨架可预先绑扎,在与框架梁主筋连接部分的环梁箍筋先只套入,待框架梁主筋就位后再绑扎。

6.5框架梁和环梁钢筋绑扎与梁模板支设协调进行,其顺序为梁底模支设v梁钢筋绑扎v梁侧模支设。

7、钢管柱核心混凝土施工

在钢管柱核心混凝土的施工中，我们采取了降低混凝土水灰比的措施方法来控制混凝土的水热化程度和其坍落度大小。注并采用塔吊的吊运方式进行混凝土浇筑，在配制混凝土时加入了一定的减水剂和微膨胀剂。采用分层浇筑的方式，以确保每层都振捣均匀，保证混凝土的连续浇筑。采用覆盖法与柱头蓄水法进行混凝土养护。

8、结语

通过采取本文上述的施工技术方法，本工程的钢管混凝土柱与环梁工程施工中取得了较好的施工效果，经过质量检测，所有的钢管混凝土柱和环梁都达到了质量检测要求，证明本工程所采用的施工技术方法是非常可行的。并且从整体来讲，本工程施工的周期较短，成本较低，值得其他同类的建筑施工借鉴应用。

参考文献:

[1]玄永利,李辉.高层建筑钢管混凝土柱安装工艺[J].建筑技术.2004(10)

[2]梁麟茜.浅谈钢管混凝土柱施工方法[J].科学之友.2010(16)