廣州珠江新城某高層商住樓的鋼管混凝土施工技術
2008-08-29 00:00
摘要：鋼管混凝土是由混凝土填入薄壁鋼管而形成的一種組合材料。廣州珠江新城某高層商住樓采用逆作法施工，利用大量鋼管柱、鋼構架柱和高強混凝土C60作為結承重構件，通過對施工工藝進行質量控制，適應了逆做法施工中對上下承重結構的要求，解決了大跨度和某些特殊結構的需要，減輕了結構重量，加快了工期；在減少柱截面的同時大幅度提高了混凝土的承載能力，增大了商場的使用面積，取得了良好的經濟效果。
關鍵詞：鋼管柱；鋼構架柱；鋼梁；鋼牛腿；高強混凝土
廣州珠江新城某高層商住樓位于廣州市主將新城，占地約4700平方米，地下3層，地上20層裙樓和1棟48層的塔樓。本工程采用逆做法施工，地下室有和裙樓采用大量的鋼結構，共有40條鋼構架柱和60條鋼管柱，直徑最大￠900mm，最小為600mm，柱內澆筑C60高強混凝土。現將本工程鋼結構和高強混凝土施工技術介紹如下：
1、鋼結構施工
本工程地下室和裙樓的塍重結構采用鋼管柱、鋼構架柱和部分鋼梁的勁性結構，具有結構重量輕、占用空間小及形式靈活的優點。鋼管柱和鋼構架柱在場外加工制作，吊裝于人工挖孔樁樁孔中作為地下室的塍中構件，滿足負一層板完工后上下同時施工的逆作法施工要求，鋼勁性梁主要用于大跨度、懸挑部分和某些特殊結構。
1.1構件加工
⑴鋼管柱:采用18毫米、16毫米厚16MN鋼材經自動卷管機自動開坡口、卷制、燒焊成￠900mm、￠700mm、￠600mm鋼管，鋼管采用螺旋形縫焊接管，要求鋼管外徑偏差控制在±3毫米范圍內，切割成段的鋼管置于專業旋轉架上，進行牛腿組裝，經尺寸檢查、焊縫探傷合格后出廠。
⑵鋼構架柱:18mm厚16MN鋼板經下料、、開坡口成片，在制作車臺上進行拼裝，每一片拼裝時都要對其平直度進行檢驗糾偏，并用夾緊裝置夾緊、電焊固定，然后施焊成形，鋼構架柱中設橫向間距、縱向間距均為250毫米的￠18mm拉桿，經尺寸檢查，焊縫探傷合格后出廠。
⑶鋼梁、鋼牛腿:鋼梁主要為截面形式150C的工字梁，鋼牛腿主要為雙腹板工字鋼，梁高500毫米、700毫米，鋼梁、鋼牛腿的尺寸、平整度及位置偏差要求不超過3毫米，牛腿外伸長度200毫米，待現場加工好再焊接長700毫米，鋼柱在鋼梁、鋼牛腿處社加強墊圈，經尺寸檢查和焊縫探傷合格后出廠。
1.2構件進場和運輸
本工程鋼結構工程量大，構件繁多，現場場地狹窄，無法堆放大量構件，所以由現場吊裝單位按進度安排每天進場構件，滿足第二天吊裝需要，構件由1次和2次吊裝完畢，構件最長18米，均用16米長的大平板車從加工廠按規定的路線運至現場。
1.3現場吊裝
⑴鋼管柱、鋼架柱：鋼管、構架柱采用50頓履帶吊機吊裝人工挖孔樁上，吊裝前已在澆筑好樁芯混凝土安裝定位器，吊裝時吊起鋼柱放入樁孔，套入定位器，然后根據樓面軸線標高，調整鋼柱位置，復核定位后用10號槽鋼臨時固定，再用砂填充鋼柱和樁間隙，并澆筑圈梁混凝土最終固定鋼柱。塔樓鋼構架柱和裙樓的鋼管柱一次吊裝完成，完成工作面標高為負一層板面高1。5米。塔樓鋼柱分2次吊裝完后，及時用20號槽鋼作水平支撐固定。
⑵鋼梁、鋼牛腿：鋼梁、鋼牛腿吊裝先用塔吊雕吊至地下室施工面，需要水平運轉時，用兩臺挖掘機分別在鋼梁兩頭伸臂將鋼梁吊起，離地面20CM高，等速同方向緩慢將鋼梁運至相關位置。在鋼梁或年鋼牛腿對準鋼柱軸線、標高就位后，用鋼板臨時固定在鋼柱或牛腿上，然后再用手拉葫蘆起吊就位、燒焊。拼裝時要有足夠的精度，錯口允許偏差不得超過2毫米。
1.4鋼柱及鋼梁、鋼牛腿的焊接
鋼柱、鋼梁及鋼牛腿的焊接均采用E5016型焊條和H08E焊劑，烘干后裝入手提保溫瓶在現場燒焊，焊縫質量要求100%，焊縫厚度為焊接最大板厚，且大于等于8毫米，焊縫長度均為滿焊，不允許出現夾渣、凹坑等現象，最后委托有資質的檢測站進行超聲波焊縫探傷，不合格的要求重新施焊。
1.5構件安裝的質量控制
安裝前構件應全數編號和檢查，并做好記錄；吊裝前檢查定位器的標高、水平位置、垂直度；鋼柱吊裝前事先彈出軸線，吊裝時對準軸線；事先在樁頂上做好軸線標記，安裝時鋼柱軸線與樁頂軸線一致，并檢查鋼柱標高及垂直度；構件的坡口、根部間隙等等影響現場燒焊質量的因素。
2、高性能、高強混凝土施工技術
高性能、高強混凝土施工技術在本工程中得到了廣泛應用，本工程鋼管柱、鋼構架柱柱芯采用高性能、高強C60混凝土，澆灌于柱芯的高強混凝土由于受到鋼柱的水平約束作用，可以大幅度提高混凝土的承載力，減小構件截面，減輕結構重量，節省了空間。為確保混凝土的施工質量重點，對吊裝加固、混凝土制作和現場澆灌進行控制，具體如下：
⑴ 為防止在澆灌混凝土過程中造成已定位準確的鋼管柱偏移，在鋼管柱吊裝后、混凝土澆筑前進行固定，并回填中砂，每隔5000毫米加一道500毫米厚C30混凝土固定層。
⑵嚴格選擇和控制高強混凝土的配合比。依據類似工程經驗和實踐，選擇了有豐富經驗高強混凝土經驗的攪拌站提供混凝土，并根據設計要求安排攪拌站預先對高強混凝土進行配比，然后由設計院核實符合后正式投入生產，混凝土的配合比必須按GB50204為宜，即混凝土的設計強度不低于68。2MPA，混凝土拌合物坍落度到現場應為（22±2）CM。在現場期間混凝土坍落度動態損失，在開始一小時應不超過2CM。
⑶嚴格控制和選擇高強混凝土的組成材料，首先選用525號硅酸鹽水泥，實際強度不低于55。6MPA；選用砂為河砂，細度模數為2。6~3。0，含泥良不大于1%；石采用花崗巖碎石，壓碎指標把大于12%，碎石最大粒徑2CM，含你量不大于0。5%。要求拌制的的混凝土性能高，要有耐久性、強度高、高流動性、低離析、和易性好的特征。
⑷由于鋼管柱混凝土的澆筑高大達16米，按現行常規的方法不容易澆筑密實，根據有關類似工程的施工經和試驗，采用高拋和導入高頻振搗器管內振搗的方法施工。澆柱鋼管柱混凝土時，混凝土攪拌車直接開到井口上或采用吊機將漏斗吊至井口，將混凝土送到井口上的漏斗內，漏斗下連接著導管，導管口離混凝土上澆筑面約2~4米，井下混凝土采用高頻振搗器振搗密實，以邊澆筑，一邊振搗。
⑸加強混凝土的質量控制，由于高強混凝土高拋澆筑方式要求流動性高，因此對每車到達工地現場后混凝土均進行塌落度檢查，保證到達現場塌落度不低于（22±2）CM，符合要求后才能向管內澆柱，每班留置試塊不少于2組，混凝土施工時間應選擇在夜晚氣溫較低時進行。
⑹鋼柱上端混凝土振動密實后挖去150~200毫米深的浮漿，到混凝土初凝后鉤出毛面，隨后浸水養護7天以上。
3、結束語
本工程應用鋼管混凝土施工技術，適應了逆作法對上下承中結構的要求，解決了大跨度、大懸臂梁和某些特殊結構的需要，減輕了結構重量，節省了時間，加快了工期，取得了良好的效果；同時大幅度提高混凝土的承載能力，減少柱截面，增大商場使用面積，取得良好的經濟效應。
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關鍵詞：鋼管柱；鋼構架柱；鋼梁；鋼牛腿；高強混凝土
廣州珠江新城某高層商住樓位于廣州市主將新城，占地約4700平方米，地下3層，地上20層裙樓和1棟48層的塔樓。本工程采用逆做法施工，地下室有和裙樓采用大量的鋼結構，共有40條鋼構架柱和60條鋼管柱，直徑最大￠900mm，最小為600mm，柱內澆筑C60高強混凝土。現將本工程鋼結構和高強混凝土施工技術介紹如下：
1、鋼結構施工
本工程地下室和裙樓的塍重結構采用鋼管柱、鋼構架柱和部分鋼梁的勁性結構，具有結構重量輕、占用空間小及形式靈活的優點。鋼管柱和鋼構架柱在場外加工制作，吊裝于人工挖孔樁樁孔中作為地下室的塍中構件，滿足負一層板完工后上下同時施工的逆作法施工要求，鋼勁性梁主要用于大跨度、懸挑部分和某些特殊結構。
1.1構件加工
⑴鋼管柱:采用18毫米、16毫米厚16MN鋼材經自動卷管機自動開坡口、卷制、燒焊成￠900mm、￠700mm、￠600mm鋼管，鋼管采用螺旋形縫焊接管，要求鋼管外徑偏差控制在±3毫米范圍內，切割成段的鋼管置于專業旋轉架上，進行牛腿組裝，經尺寸檢查、焊縫探傷合格后出廠。
⑵鋼構架柱:18mm厚16MN鋼板經下料、、開坡口成片，在制作車臺上進行拼裝，每一片拼裝時都要對其平直度進行檢驗糾偏，并用夾緊裝置夾緊、電焊固定，然后施焊成形，鋼構架柱中設橫向間距、縱向間距均為250毫米的￠18mm拉桿，經尺寸檢查，焊縫探傷合格后出廠。
⑶鋼梁、鋼牛腿:鋼梁主要為截面形式150C的工字梁，鋼牛腿主要為雙腹板工字鋼，梁高500毫米、700毫米，鋼梁、鋼牛腿的尺寸、平整度及位置偏差要求不超過3毫米，牛腿外伸長度200毫米，待現場加工好再焊接長700毫米，鋼柱在鋼梁、鋼牛腿處社加強墊圈，經尺寸檢查和焊縫探傷合格后出廠。
1.2構件進場和運輸
本工程鋼結構工程量大，構件繁多，現場場地狹窄，無法堆放大量構件，所以由現場吊裝單位按進度安排每天進場構件，滿足第二天吊裝需要，構件由1次和2次吊裝完畢，構件最長18米，均用16米長的大平板車從加工廠按規定的路線運至現場。
1.3現場吊裝
⑴鋼管柱、鋼架柱：鋼管、構架柱采用50頓履帶吊機吊裝人工挖孔樁上，吊裝前已在澆筑好樁芯混凝土安裝定位器，吊裝時吊起鋼柱放入樁孔，套入定位器，然后根據樓面軸線標高，調整鋼柱位置，復核定位后用10號槽鋼臨時固定，再用砂填充鋼柱和樁間隙，并澆筑圈梁混凝土最終固定鋼柱。塔樓鋼構架柱和裙樓的鋼管柱一次吊裝完成，完成工作面標高為負一層板面高1。5米。塔樓鋼柱分2次吊裝完后，及時用20號槽鋼作水平支撐固定。
⑵鋼梁、鋼牛腿：鋼梁、鋼牛腿吊裝先用塔吊雕吊至地下室施工面，需要水平運轉時，用兩臺挖掘機分別在鋼梁兩頭伸臂將鋼梁吊起，離地面20CM高，等速同方向緩慢將鋼梁運至相關位置。在鋼梁或年鋼牛腿對準鋼柱軸線、標高就位后，用鋼板臨時固定在鋼柱或牛腿上，然后再用手拉葫蘆起吊就位、燒焊。拼裝時要有足夠的精度，錯口允許偏差不得超過2毫米。
1.4鋼柱及鋼梁、鋼牛腿的焊接
鋼柱、鋼梁及鋼牛腿的焊接均采用E5016型焊條和H08E焊劑，烘干后裝入手提保溫瓶在現場燒焊，焊縫質量要求100%，焊縫厚度為焊接最大板厚，且大于等于8毫米，焊縫長度均為滿焊，不允許出現夾渣、凹坑等現象，最后委托有資質的檢測站進行超聲波焊縫探傷，不合格的要求重新施焊。
1.5構件安裝的質量控制
安裝前構件應全數編號和檢查，并做好記錄；吊裝前檢查定位器的標高、水平位置、垂直度；鋼柱吊裝前事先彈出軸線，吊裝時對準軸線；事先在樁頂上做好軸線標記，安裝時鋼柱軸線與樁頂軸線一致，并檢查鋼柱標高及垂直度；構件的坡口、根部間隙等等影響現場燒焊質量的因素。
2、高性能、高強混凝土施工技術
高性能、高強混凝土施工技術在本工程中得到了廣泛應用，本工程鋼管柱、鋼構架柱柱芯采用高性能、高強C60混凝土，澆灌于柱芯的高強混凝土由于受到鋼柱的水平約束作用，可以大幅度提高混凝土的承載力，減小構件截面，減輕結構重量，節省了空間。為確保混凝土的施工質量重點，對吊裝加固、混凝土制作和現場澆灌進行控制，具體如下：
⑴ 為防止在澆灌混凝土過程中造成已定位準確的鋼管柱偏移，在鋼管柱吊裝后、混凝土澆筑前進行固定，并回填中砂，每隔5000毫米加一道500毫米厚C30混凝土固定層。
⑵嚴格選擇和控制高強混凝土的配合比。依據類似工程經驗和實踐，選擇了有豐富經驗高強混凝土經驗的攪拌站提供混凝土，并根據設計要求安排攪拌站預先對高強混凝土進行配比，然后由設計院核實符合后正式投入生產，混凝土的配合比必須按GB50204為宜，即混凝土的設計強度不低于68。2MPA，混凝土拌合物坍落度到現場應為（22±2）CM。在現場期間混凝土坍落度動態損失，在開始一小時應不超過2CM。
⑶嚴格控制和選擇高強混凝土的組成材料，首先選用525號硅酸鹽水泥，實際強度不低于55。6MPA；選用砂為河砂，細度模數為2。6~3。0，含泥良不大于1%；石采用花崗巖碎石，壓碎指標把大于12%，碎石最大粒徑2CM，含你量不大于0。5%。要求拌制的的混凝土性能高，要有耐久性、強度高、高流動性、低離析、和易性好的特征。
⑷由于鋼管柱混凝土的澆筑高大達16米，按現行常規的方法不容易澆筑密實，根據有關類似工程的施工經和試驗，采用高拋和導入高頻振搗器管內振搗的方法施工。澆柱鋼管柱混凝土時，混凝土攪拌車直接開到井口上或采用吊機將漏斗吊至井口，將混凝土送到井口上的漏斗內，漏斗下連接著導管，導管口離混凝土上澆筑面約2~4米，井下混凝土采用高頻振搗器振搗密實，以邊澆筑，一邊振搗。
⑸加強混凝土的質量控制，由于高強混凝土高拋澆筑方式要求流動性高，因此對每車到達工地現場后混凝土均進行塌落度檢查，保證到達現場塌落度不低于（22±2）CM，符合要求后才能向管內澆柱，每班留置試塊不少于2組，混凝土施工時間應選擇在夜晚氣溫較低時進行。
⑹鋼柱上端混凝土振動密實后挖去150~200毫米深的浮漿，到混凝土初凝后鉤出毛面，隨后浸水養護7天以上。
3、結束語
本工程應用鋼管混凝土施工技術，適應了逆作法對上下承中結構的要求，解決了大跨度、大懸臂梁和某些特殊結構的需要，減輕了結構重量，節省了時間，加快了工期，取得了良好的效果；同時大幅度提高混凝土的承載能力，減少柱截面，增大商場使用面積，取得良好的經濟效應。
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