高层建筑钢管混凝土柱施工技术探讨

高层建筑钢管混凝土柱施工技术探讨

昆明建设咨询监理有限公司650100

摘要:在圆形钢管内浇灌混凝土形成了钢管混凝土柱,其主要特点是抗压性和钢管韧性以及塑性强,利益这些特点能使管内混凝土受三向约束,混凝土作用发挥至最佳,增强了结构构件的承载与抗震能力。文章分析钢管混凝土的设计相关要求和对钢管吊装、梁板支模、钢筋绑扎、混凝土浇筑等工序交叉同步施工以及选用的质量控制对策,并给予解析。

关键词:钢管混凝土柱;施工技术

引言

近几年,研究应用多元化结构很多,钢管混凝土柱是形式之一,而研究成功的应用也被建筑界专家有所关注。它使用梁钢筋和钢牛腿与节点环板的传力方法,并且配以双向密肋梁模壳楼盖和肋型楼盖,变成了钢管混凝土板柱结构,提现出钢管柱的优点,所以在建筑工程中逐渐被应用起来。

1、工程概况

某大厦位于市区的十字路口,地上35层,其中裙楼6层,地下2层,工程为钢框架一核心筒混凝土结构,本大厦外围柱选用16根1100film壁厚16mm的钢管柱,将C60高强度混凝土往钢管柱里填充,选用C35的混凝土在钢管柱外侧进行外包,有效的保护钢管柱,柱大小为1.2mx1.2m,核心筒选用500mm厚的钢筋混凝土剪力墙结构。

3、钢管混凝土的设计要求

3.1与普通钢筋混凝土柱连接措施

a.钢管不插入下部钢筋混凝土柱内。而采用设置附加插筋的方式;

b.钢筋端部配置密封环形板,环形板和下部预埋的钢板进行焊接;

c.在预埋钢板下设置局部抗压钢筋网;

d.控制密封环形板内径,尽可能确保钢管内的混凝土和下部融汇(见图1)

3.2梁柱节点处的构造措施

在梁柱节点的地方选用由上下增强环,与在梁宽范畴内配置的腹板联合组成的"托盘"传达梁端剪力。为了确保"托盘"范畴内混凝土浇捣密实,有意识的减少上下强化环外径。同时,在梁端剪力作用下腹板及上加强环达到防备"撕裂"现象的发生。要求上下强化环和腹板均嵌入钢管内5em,通过钢筋贯穿形式传达弯矩,相关手法如下:

a..梁端面直接采取粗直径高强钢筋贯穿钢管,并且在钢管制作时预留穿插钢筋的孔洞。

b.为防止因同一排贯穿钢筋过多而损坏钢管。将把已被贯穿钢筋分成上下两排安放,且钢筋的数少于3根(间距>lOOmm)。

c.根据设计要求仅部分梁底纵筋贯穿钢管。其余纵筋均在钢管柱边截断(见图2)。

3.3与转换厚板的连接措施

a.为不切断钢筋混凝土转换厚板板底设置的双向四层钢筋网。钢管混凝土柱仅嵌入转换厚板内100mm。

b.在钢管混凝土柱顶端设置封I21环形板。并与转换厚板板底纵筋焊接,起加强嵌固作用(见图3)。

4.1钢管柱吊装施工

钢管柱标准层每层高3.5m,裙楼层高5m,采用每层吊装一次,吊装焊接点预留在楼层以上1.5m处,钢管柱标准层吊重2.75t,裙楼吊重3.93t,采用QTZ160t·m的塔吊吊装,吊装在每层混凝土浇筑完成后插入进行,16根钢管柱吊装分两批进行,每次吊装8根,每次吊装时间半天。

4.2钢管柱的吊装定位

柱定位选用外侧垂线和内部轴线控制网相互组合的方式实行控制,内部轴线控制网使用垂准仪投点测绘,并且放出柱的方圆边线以及钢管柱吊装定位轴线点,在第一层是内部轴线网点。外侧每层采用垂线,每层的垂线控制点在下一层的钢管柱上,同时每隔5层进行一次外侧轴线点的复核,辅以经纬仪进行。当出现外侧轴线点与内部轴网控制偏差1mm时应进行轴线的复核,找出原因,进行纠偏。

4.3钢管柱的焊接

钢管柱的焊接采用气弧焊,焊接完成后先进行超声波检测自检,自检合格后邀请第三方检测单位进行检测。

4.4钢管柱高强度混凝土的浇筑

钢管柱内高强度C60混凝土采用塔吊吊运的方式在钢管柱焊接检测合格后进行,同时在柱内预埋检测混凝土密实度的超声波管。

a.高强度混凝土的质量原材料控制

水泥:选用强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥。

掺合料:选择1级粉煤灰,I级粉煤灰的活性较硅灰小,但对混凝土的后期强度提高有特殊的作用。

减水剂:在减水剂选择时,适合高强混凝土的生产。

碎石:选用5~31.5mm碎石,该种碎石立方体抗压强度高,满足高强混凝土的使用要求。

河砂:选用东江中粗砂,该砂细度模数在2.8-3.2之间,颗粒级配好,砂源干净,砂的含泥量及泥块含量少,不含氯离子。

b.混凝土配合比设计C60混凝土配合比设计28d平均抗压强度应达到72MPa,保证混凝土有足够的富余强度,弥补生产及施工过程中一些不确定因素对混凝土强度的影响。

c.混凝土的浇筑振捣

钢管柱用插入式振捣棒密插短振,逐层振捣。振捣棒垂直插入混凝土内,要快插慢拔,振捣棒应插入下一层混凝土中5~10cm。振捣棒插点按梅花形均匀布置,逐点移动,按顺序进行,不得漏振,每点振捣时间不少于60S。管外配合人工木槌敲击,根据声音判断混凝土是否密实,每层振捣至混凝土表面平齐不再明显下降,不再出现气泡,表面泛出灰浆为止。

钢管柱混凝土超声波检测,每几层进行一次,在混凝土强度达到100%后进行。

4.5钢管柱外包混凝土施工

钢筋绑扎和钢管柱模板施工,钢管柱外包混凝土采用和梁板混凝土一起浇筑的方式进行。

4.6标准层钢管柱与结构梁板模板的交叉配合施工

1d:钢管柱吊装与核心筒柱墙钢筋同时进行,一天之内完成钢管柱的吊装;

2d~3d:同一时间实行钢管柱焊接及梁板模板支撑体系交叉,另外钢管柱的焊接和检测以及结构梁板模板同一时间完成。焊接过程中在钢管柱外围采用彩条布封闭围护;

4d-5d:在钢管柱内混凝土完成浇筑的同时,也对梁板钢筋的绑扎和钢管外包柱的钢筋绑扎以及模板支设,实行三道工序交叉;

6d:对钢管柱外包与结构梁板柱混凝土进行浇筑。

5、结束语

在钢管混凝土柱施工中,钢管柱与基础底板的连接,钢管柱的分节长度及吊装方法,异径钢管的连接,混凝土浇筑工艺等均存在多种可选择的方法。钢管混凝土柱在保留钢材用量、承载力雷同情形下,构件的横截面面积较钢筋混凝土柱可减二分之一,不但减轻整个建筑物的重量,也在建筑物不增加高度的情况下,增大了建筑面积,因而具有广阔的推广前景。

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