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1、第1节 型钢混凝土组合结构施工方案1 钢骨柱工程概况主副楼核心筒柱为钢骨柱。钢骨柱型钢截面H形柱和箱形柱。钢骨柱预埋钢柱脚在基础筏板中，办公塔楼钢骨柱高度217.5m，酒店塔楼钢骨柱高度143.2m。部分钢骨柱在高度方向截面变小。钢骨柱混凝土同核心筒混凝土，混凝土强度为C30、C40、C50、C60、C80。钢骨柱采用场内塔吊安装。钢骨柱构件分节、安装过程中的校正、临时固定及变截面处的连接形式详见钢结构施工方案。2 钢骨柱施工流程钢骨柱安装钢筋绑扎模板安装混凝土浇筑。3 钢筋工程3.1 钢骨柱钢筋工程施工时，应采用计算机三维放样技术，钢骨柱臂板同普通钢筋交叉的位置需要准确放样和成孔。3.2 钢
2、柱脚部位底板钢筋绑扎底板底层钢筋绑扎钢骨柱位置测量放线钢柱脚底板定位架焊接钢柱脚底板、预埋锚栓及底板中层钢筋安装钢柱脚安装底板顶层钢筋安装底板顶层钢筋同钢柱脚壁板相遇时，半数钢筋穿壁孔锚固，半数与壁板上焊接的水平钢板焊接锚固。3.3 钢骨柱钢筋绑扎钢柱安装到位已浇筑完接缝面的清理竖向主筋调直套下部几道竖向箍筋机械连接竖向主筋绑扎柱箍筋焊接钢牛腿加塑料垫块、在柱顶和柱脚箍筋上焊接短钢筋头以控制保护层厚度（安装模板）绑扎框架梁钢筋框架梁主筋同牛腿板焊接。钢筋混凝土内主梁遇到钢骨柱腹板时，在腹板相应位置钻孔穿越锚固。其余钢筋绑扎同剪力墙钢筋绑扎。4 混凝土浇筑（1） 混凝土采用混凝土输送泵泵送和布料
3、杆布料。（2） 由于钢骨柱混凝土浇筑高度较高，为保证下料自由高度不大于2m，施工中可以采取在布料杆前端接DN100的长细软管，以确保软管能穿过下料孔下料，同时将混凝土坍落度适当加大，控制在160180mm。（3） 待钢骨柱钢筋绑扎好、模板支设完后，进行混凝土的浇筑。根据本工程整体施工部署，地下室竖向结构同水平结构一起施工。地上结构竖向结构领先水平结构五层。（4） 混凝土浇筑前需保持混凝土接触面湿润，为避免自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳现象，首次投料时将细软管伸入下料口内，使软管离混凝土面高度小于1m。（5） 混凝土采用立式手工浇灌法，分层浇筑，分层振捣，分层厚度控制为0.4m，布料杆软管边下料
4、边提升，同时辅以插入式高频振动棒振捣，上下振动，垂直且缓慢拔棒，插点按梅花型三点振捣，逐点移动，按顺序进行，根据所配混凝土的性能振动时间每点控制在2030s。（6） 为了更好地控制高频振动棒按梅花点位置准确下振，保证振动均匀，操作人员应用拉绳控制振动棒下振点。在浇筑过程必须四周对称均匀下料、分层投料厚度一致、振动棒四周插振，人工辅之对柱中间段模板振拍。（7） 当混凝土浇筑到要求标高处时，改用普通型振动棒振捣，并适当控制振捣时间，使混凝土中石子不完全下沉，呈均匀分布。若表面出现少量浮浆，则可用人工刮除浮浆至完成标高，并将混凝土表面进行拉毛处理。（8） 为防止水分蒸发，在混凝土施工完成后随即用湿阻
5、燃草帘袋覆盖钢骨柱混凝土表面，混凝土终凝前，每半小时用人工淋湿阻燃草帘袋，保证阻燃草帘袋的吸水饱和。混凝土终凝后，表面仍盖阻燃草帘袋并淋水养护，直至上一层混凝土浇筑前。第2节 钢管柱混凝土施工方案1 钢管柱概况部位编号钢管截面（mm）数量单节最大浇筑高度（m）单节最大浇筑量（m3）办公楼KZ1130030-0.100m16.950m813.517.912003016.950m27.450m11002827.450m67.950m10002567.950m135.450m80025135.450m217.450mKZ2130036-0.100m16.950m813.517.812003616.9
6、50m27.450m11003627.450m67.950m10002567.950m135.450m80025135.450m217.450m酒店KZ1100010003232-0.100m18.450m2213.05010.2410001000303018.450m92.750m900900303092.750m150.200m钢管材质为Q345GJ-C。钢管柱里填充混凝土强度等级为C60、C50、C40、C30。2 钢管混凝土浇筑方法选择2.1 方法比选钢管混凝土柱的浇筑方法有泵送顶升法、高抛免振捣法、人工振捣法和高抛振捣法，现将各种施工方法列表比较如下：序号混凝土施工方法钢管混凝土密实
7、度适用范围1泵送顶升法对钢管混凝土的施工性能及浇筑设备要求较高，对混凝土浇筑施工的组织管理水平要求较高。当满足施工要求后，其施工工艺可以保证在复杂节点位置的混凝土密实度。适用于中小管径、钢管高度较高的工程2高位抛落免振法难以保证密实，尤其在钢管加强板处更难以保证密实，混凝土质量不可靠适用于钢管内节点板少，混凝土在下落过程中阻挡物不多的工程3人工振捣法其直观，密实度可信，质量有可靠保证适用于钢管高度低、混凝土浇捣量少的工程4高抛振捣法其直观，密实度可信，质量有可靠保证适用于钢管高度较高、混凝土浇捣量较大的工程2.2 本工程钢管混凝土施工特点（1）钢管单节施工高度在3.8m到7m；直径在900mm
8、到1300mm间，单次浇筑量较大，构件截面较大，混凝土振捣量较大。（2）连接体桁架的框架柱内节点板复杂，其余位置钢管柱内节点板较为简洁。2.3 选择结果根据钢管混凝土施工方法的使用范围及本工程钢管混凝土柱的结构特点，本工程钢管混凝土柱子决定在F16F20层钢管混凝土柱使用泵送顶升法施工工艺，其余钢管柱采用高抛振捣法施工钢管混凝土。高抛振捣法就是在高抛法的同时，对混凝土进行振捣，以保证混凝土的密实。3 钢管混凝土的施工性能要求钢管混凝土结构要求拌和物具有较好的流动性、稳定性，具有较低的粘度。这要求选用合适的外加剂、粗细骨料、掺和物，并进行特殊混凝土配合比设计。为保证钢管混凝土满足施工性能与强度等
9、级要求，应与混凝土搅拌站在实验室进行反复试配，寻找最合适的混凝土配合比，并在现场做试配试件，检测混凝土坍落度经时损失、流动性、离析度，强度值等各项指标，最终形成最优配合比。4 高抛振捣法施工方法4.1 钢管混凝土柱高抛振捣法施工流程钢管混凝土柱高抛振捣法施工流程见下图。钢管混凝土柱高抛振捣法施工流程4.2 高抛振捣法施工要点（1）钢管柱校正、焊接完后，在钢管柱或其附近的钢梁上搭设施工操作架，提供混凝土施工操作面。混凝土利用布料机浇筑。（2）每次浇筑高度控制在距钢管柱上口边200mm。利用混凝土料斗定量计量，专人观察，记录实际灌入混凝土量，并与理论量比较，控制钢管柱内砼浇筑量，以防混凝土从钢管柱
10、内溢出伤人。（3）钢管混凝土施工缝处理施工缝设置在距钢管上端口300mm处，每次浇注混凝土前铺设20mm厚与混凝土等强的砂浆层，混凝土浇至管顶清除浮浆层至坚硬混凝土面加盖养护，可以避免高处自由下落的混凝土产生弹跳现象。（4）采用在布料机头上接90弯管，再接帆布软管伸入柱内，帆布软管分别为9m、4m两种长度。根据混凝土在管内的浇筑高度，更换不同长度的帆布软管。（5）选择用于高架桥桥墩施工的60mm的12m长的超长振动棒，采用分层振捣方法。每次在钢管内分层的高度为3m，每层混凝土浇筑后，插入振动棒振捣40s左右，当第二层混凝土浇罐好后，再对下层混凝土复振一次使混凝土密实。（6）钢管柱内混凝土终凝后
11、，在其表面凿毛，处理干净。上节钢管柱吊装完后，在其上口覆盖，以免杂物进入钢管柱内。（7）一次投料振捣高度不超过1.5m，用混凝土体积控制高度，振捣时间以混凝土表面无气泡泛出为准，设专人监控。（8）钢管内混凝土的浇筑应连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间，需要留水平施工缝时，应将柱端管口封盖，以防止杂物、雨水等落入钢管内。5 泵送顶升法施工方法在钢管混凝土柱底部适当位置开孔并焊接带单向阀的混凝土输送管，利用混凝土泵的压力将自密实混凝土自下而上挤压顶升灌入钢管内，直至注满整根钢管混凝土柱。5.1 钢管混凝土柱泵送顶升法施工流程钢管混凝土柱泵送顶升法施工流程见下图。钢管混凝土泵送顶
12、升法施工流程5.2 施工方法（1）现场制作单向阀及截止阀。在距离钢管混凝土柱底部300mm500mm开一145mm圆孔，以清除柱内积水、杂物及焊接单向阀。（2）焊接单向阀，单向阀伸进钢管混凝土柱内。单向阀的盖板与水平方向的夹角宜为6070，可通过伸出铰链背后的钢板调节固定。用套箍连接截止阀，在截止阀与混凝土泵间布置混凝土输送管。若单向阀在浇筑完毕后能正常启闭，可重复利用截止阀。（3）浇筑前，要计算好单根柱混凝土量，待所需混凝土运送到施工现场后方可进行顶升（从混凝土拌合至开始顶升的时间应控制在混凝土初凝前），防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断。同时，及时做好混凝土坍落度及扩展度的检测。（4）
13、在混凝土输送管与截止阀连接前，泵送砂浆用以润滑输送管道，并把该部分砂浆清除干净后再进行柱内混凝土的浇筑。（5）混凝土顶升至柱顶后，应及时停泵，并进行数次回抽，若柱顶混凝土面无明显回落，方可拆除混凝土输送管。（6）在拆除混凝土输送管过程中，随时做好关闭截止阀的准备，并应注意拆管顺序，必须先拆除截止阀后靠近混凝土泵端的输送管，再拆除截止阀前的套箍及截止阀。若拆管过程中混凝土有涌出现象，应立即关闭截止阀，待混凝土终凝后再拆除截止阀。（7）浇筑完毕30min后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉，则用人工补浇柱顶混凝土。少量混凝土使用吊斗配合塔吊浇筑。（8） 混凝土养护7天后，将柱底单向阀外露部分割
14、去，并焊接封口钢板。6 钢管混凝土质量保证措施钢管混凝土柱是由钢管和混凝土共同作用的受力构件，要求混凝土具有很好的填充性能，确保充满钢管内的每个部位，混凝土要有良好的流动性、体积稳定性，加上钢管不象木模板一样有一定的吸水性，所以混凝土还要有良好的保水性能，不得有离析、泌水现象。我单位拟采取下列措施确保钢管混凝土的施工质量：序 号项 目质量保证措施1原材料的质量控制控制粗细骨料的级配、粒径、粒形、强度、含泥量、杂质等指标，特别是骨料中的泥块含量，含泥量大不仅影响混凝土的强度，还使混凝土的自身收缩增大，容易产生裂缝。还要控制粗骨料的空隙率，粗骨料的空隙率小不仅可以节约水泥，减少混凝土的自身收缩及混
15、凝土的水化热，还可以提高混凝土的流动性，减少混凝土拌合物的泌水。对进场的原材料严格按规范规定的检验批次进行检验，不合格材料严禁进场。2双掺技术在混凝土中掺加矿物掺合料不但可以提高混凝土的密实度、强度，还可以改善混凝土的流动性、可泵性，提高混凝土的耐久性。此外加入矿物掺合料还可以降低配合比中的水泥用量，减少混凝土的水化温升，降低混凝土的内外温差，防止出现温度裂缝，同时混凝土单方水泥用量减少使混凝土的自身收缩减小，也可防止裂缝的产生。此外加入掺合料还可以降低拌合物中的C3A的浓度和碱的浓度，减少混凝土拌合物的泌水现象和坍落度损失，抑制混凝土中的碱-骨料反应。3膨胀剂在混凝土中掺加一定量的膨胀剂来补
16、偿混凝土的自身收缩，以补偿因温差和干缩产生的内应力，还可以降低混凝土的水化热，避免产生冷缝，确保混凝土在钢管中填充密实及和钢管壁之间的粘结。为了防止膨胀剂掺量过大引起过度膨胀，模拟混凝土在钢管中的条件测定不同掺量下混凝土的各项性能及变形值，通过膨胀剂掺量的变化引起混凝土变形的变化来确定一个膨胀剂的最佳掺量。4配合比的优化设计钢管混凝土要求混凝土拌合物有很好的自密实性能，要平衡混凝土的流动性和抗离析的关系，浆骨比要适当，砂浆量太小，影响混凝土的流动性；砂浆量过大，混凝土的自身收缩大，同时由于粗骨料体积比例小，混凝土的弹性模量降低，混凝土的受压变形增大。5拌合物的质量控制混凝土倒锥法试验流出时间在
17、8至15秒之间，压力泌水比小于40%。泵送混凝土坍落度200mm20，非泵送混凝土坍落度140mm20，混凝土的初凝时间不小于8小时，终凝时间不大于12小时，坍落度经时损失1小时小于20mm，2小时小于40mm。6混凝土拌合物生产控制混凝土搅拌站要严格按配合比进行生产，生产前对搅拌楼的计量设备进行校定，确保原材料的计量准确。混凝土要求有足够的搅拌时间，搅拌时间要求控制在3分钟，确保拌合物搅拌均匀，气温变化及砂石含水率变化时应对施工配合比及时调整，确保入泵混凝土坍落度的稳定，严格控制单方混凝土的用水量，炎热天气时采取相应措施降低混凝土的入模温度，搅拌站及现场应加强对混凝土的抽检力度，不合格混凝土
18、严禁使用。搅拌车在装车前应排除罐体内的洗车水，在运输过程中要保持旋转状态，卸料前高速旋转1分钟，保证混凝土拌和均匀。并保持泵送的连续性。7施工现场的质量控制现场要合理安排调度混凝土运输车辆及混凝土浇筑的人员，防止混凝土运输车在现场等待时间过长，影响混凝土的质量。确保入模混凝土的坍落度一致。严禁在现场对混凝土拌合物加水。严格执行混凝土进场交货检验制度，由搅拌站人员向现场检验人员逐车交验，交验的内容有：目测混凝土有无泌水离析现象，试验员对每车的坍落度进行取样试验，对于坍落度不符合要求的混凝土严禁使用。混凝土每车必检，检查必须有记录和检查人员签字。8现场拟做样板钢管柱实验制作典型的钢管柱进行样板柱试
19、验，模拟现场气温及施工条件进行混凝土的泵送施工。来检验混凝土填充的密实度和混凝土的泌水性能等其它性能指标。现场制作标养试件，浇筑28天后先进行超声波检测，然后割开钢管观察混凝土的密实情况，并钻取心样检测钢管内混凝土的强度。现场拟制作直径1300mm，高度4000mm的节点样板钢管柱，如下图所示：钢管柱现场样板试验测温点测声管样板钢管柱将做如下实验：项目入模坍落度标养试件同条件试件弹性模量试件自由收缩试件密实度（超声波）心样试件1160mm6组6组2组4组6组2组2200mm6组6组2组4组6组2组3120mm6组6组2组4组6组2组7 钢管混凝土的检测7.1 检测方法的选择钢管混凝土浇筑完成并
20、待混凝土达到一定强度后，需要对混凝土的浇筑质量进行检测，一般的检测方法有手敲法和超声波检测法，现将这两种方法选择如下：序号方法名称方法概述特 点1手敲法小锤敲击管壁，听声判别精度不高，人为因素太大，壁厚较大时不易进行2超声波检测利用超声波首波声时比较，判别混凝土缺陷精度高，但对检测设备和检测过程要求较高综上，本工程拟采用超声波检测方法进行钢管混凝土浇筑质量的检测控制。7.2 超声波检测原理概述超声波检测钢管混凝土的基本原理是在钢管外径的一端利用发射换能器产生高频振动，经钢管传向钢管外径另一端的接收能器。超声波在传播过程中遇到由各种缺陷时其能量就会在缺陷处衰减，造成超声波到达接收换能器的声时、幅
21、值、频率的相对变化。根据这些相对变化，对钢管混凝土的质量进行分析判断。7.3 检测信号的分类和特征超声波检测信号分类表序 号分 类特 征1声时短、幅值大、频率高信号这种情况表明超声波穿过的钢管混凝土密实均匀，没有缺陷。2声时长、幅值小、频率低信号这种情况表明钢管混凝土中存在着缺陷，而且缺陷的位置是在有效接收声场的中心轴线上即收发换能器的连线。3声时短、幅值小、频率低信号钢管混凝土中的缺陷不在有效接收声场的中心轴线上，而是在有效接收声场覆盖的空间内；钢管混凝土本身并没有缺陷，但是由于换能器与钢管外壁耦合不良，也会造成幅值变小、频率下降而声时变化很小的现象。7.4 钢管混凝土检测现场实施7.4.1
22、 检测工作流程检测工作分两个阶段：一是混凝土初凝后在钢管内部检测；二是混凝土终凝后在钢管外部检测。检测工作流程如下图所示：7.4.2 钢管混凝土检测方法概述钢管混凝土检测采用内部埋设声测管及外部布设检测点的方法，混凝土浇筑前在钢管内埋设3根测声管，内外检测点均呈等边三角形布置，如下图：钢管混凝土内外检测点布置图7.4.3 钢管混凝土初凝后内部检测以每两根管为一个测试剖面，对每个剖面进行检测。检测时，在两个测声管内分别放进发射换能器R和接收换能器T，以同样的速度同步移动，每500检测一次，逐点测读声学参数，检测方式以对测为主。对上述检测可疑部位进行复测，复测时可采用多种方式进行，如下图：钢管混凝
23、土内部检测示意图通过跟无缺陷钢管混凝土的波形比较分析，确认混凝土的振捣质量。7.4.4 钢管混凝土终凝后外部检测措施本工程拟采用超声波自动爬行系统进行钢管混凝土外部检测，该系统各技术指标如下表所示：项 目技术指标图 例几何尺寸385222102mm净重4.75Kg附着力由仪器中的强磁性材料钕铁硼提供推力13.6Kg驱动4个独立的12V直流电机爬行轮用特制的防滑合成橡胶制成爬行速度25mm/s连接电缆长50米，重6Kg传感器用RO-CEE橡胶的干耦合轮子，5MHZ双晶探头电源30Ah酸性电池密封胶体包装工作时间8小时工作特点Scorpion DCP磁性遥控爬行器与传统的超声波耦合方式不同，它使用
24、的是干耦合轮型探头。该爬行器不仅能够垂直爬行和平行爬行，而且能够倒退。通过50米同轴电缆，可以与任何超声波系统连接。供电系统为Sitemaster 30 型蓄电池，充一次电可使仪器运行8个小时。超声波检测是由一个独特的干耦合轮传感器提供的，这种特制的橡胶轮有像水一样的声学电阻，配置标准频率为2.5MHz，5MHz或10MHz的单晶或双晶超声波传感器。7.4.5 检测工作现场实施要点序 号项 目实施要点1制作试件开工制作混凝土浇筑质量良好的钢管混凝土节点模型（包括筒身部位和各种加劲板部位）。2超声波实验在模型上进行超声波检测实验，并记录好实验数据测定在施工可能遇到的各种条件下混凝土内声的波形。3数据分析分析上述实验数据，得出各种模型内的波形参数。4检测管布置三跟测声管按照等边三角形布置，竖向管与钢管内水平加劲固定，各测声管之间一定要保证平行。5现场检测先由下至上进行普测，然后对可疑部位进行复测。6数据分析与前期波形参数进行对比分析，得出结论。钢管混凝土现场检测时工作人员的操作平台及各种超声波分析仪器仪表设在每根钢管柱相应的钢结构安装操作平台上，遥控爬行器由工作人员控制从环形平台下沿钢管柱往下爬行实施检测。