超高层建筑钢管叠合柱后浇混凝土施工技术

作者:赵东
单位:中交四航局珠海工程有限公司
摘要:钢管混凝土叠合柱具有承载力优良、施工效率高等优势,在现代高层建筑中得到广泛应用。结合某超高层建筑中钢管混凝土叠合柱的应用,提出后浇混凝土施工技术,并根据施工现场实际总结相关质量控制措施。
关键词:超高层建筑 钢管叠合柱 后浇混凝土 质量控制
作者简介: 赵东,工程师,E-mail:52387316@qq.com;

 

0 引言

以钢筋混凝土柱为基础结构,向其中置入钢管混凝土后,可形成稳定性较强的叠合构件,即钢管混凝土叠合柱。与钢管混凝土柱等传统技术不同,钢管混凝土叠合柱的抗压与抗震效果更优,是推动超高层建筑发展的重要施工技术。

1 工程概况

中交集团南方总部基地(A区)总部大厦项目总建筑面积15.4万m2,地下3层、地上43层,高208m。在主楼核心筒区域设置16根钢管叠合柱,截面尺寸为1 400mm×1 400mm~1 000mm×1 000mm。根据设计要求,24层以下钢管叠合柱管外混凝土采用后浇方式,管外施工所用材料主要为C50、C60混凝土。

2 叠合柱混凝土施工

2.1 钢模板施工

1)钢模板规格确定此处使用钢模板规格有2种,分别为1 400mm×1 400mm×1 500mm和1 400mm×1 400mm×300mm;采用焊接手段将角钢稳定置于槽钢上,基于此方式可实现1 400mm×1 400mm与1 150mm×1 150mm钢模的互换。

2)拼装作业标准层钢模支设作业时,要求竖向按1 500倍数选取并完成拼装作业(此方式也适用于首层大堂叠合柱管外钢模),其余部分均按300倍数拼装。与此同时,由于上部与环梁底部会形成接触区域,因此需重点关注该区域下部100~200mm处的钢模,并对其预留圆形浇捣孔,以满足弯钩泵管的安装要求及混凝土浇筑施工的顺利完成。

3)木模板技术要点采取木方与槽钢相组合的方式。与钢模板不同,此处以叠合柱管外截面尺寸为参考完成木模板的加工作业,再处理模板表面,并在水平方向以200mm为间距依次钉好木方。在模板尺寸选择上,可参考钢模板,二者具有一致性。

4)木模拼装与加固将施工所需的模板转移到指定区域加工,在塔式起重机的辅助下将其吊装至待施工区域,安排专员拼装,严格处理模板拼缝,并保证其紧密性。

2.2 操作平台搭设

考虑到钢模板支架要求及提升混凝土浇筑效率,应在设置叠合柱钢模板后,将双排钢管脚手架设置于该结构四周,要求各立杆间距均控制为900mm(水平与垂直向),步距均为1 200mm。

2.3 泵管、钢套管架设

为提升叠合柱管外混凝土的浇筑速度,工程人员可根据叠合柱的实际情况确定处理方案,如通过对称的方式预留方形浇捣孔,且各自规格均为250mm×250mm。实际作业时,以预留孔的位置为参考,在钢管脚手架上设置弯钩泵管,并保证彼此间的稳定连接,将一端与叠合柱模板稳定连接,另一端与预留方形浇捣孔形成稳定连接,从而为下料与泵管的固定创造良好条件。将上端泵管与楼板接触面形成接触区域,且在该处设置木方并顶紧;与此同时,泵管中部使用钢丝绳绑扎。

弯钩泵管架设作业结束后,即可组织人员架设钢套管(为确保套管的稳定性,需使用铁丝将其与管外钢筋骨架稳定连接)。采取钢漏斗连接的方式处理钢套管与弯钩泵管连接区域,使其与叠合柱钢筋笼形成稳定连接。另外,设计钢制漏斗的放置区域时,通过焊接的方式在上部楼板处设置支撑架。

2.4 混凝土浇筑

根据设计要求,叠合柱管外混凝土施工主要使用到两类混凝土:-3~30层为C60,余下楼层为C50。为提升施工效率,通常采用免振自密实混凝土,并在拌制作业时向其中掺入适量微膨胀剂。混凝土实行垂直运输方式,通过主楼1号和2号施工电梯,将拌制所得的混凝土转移到2层楼面,随后安排施工人员利用手推车进一步转移到指定区域,最终将混合料卸入钢漏斗。

具体工艺流程为:通过钢漏斗将混合料导入弯钩泵管中,并再次进入钢漏斗,随后转移至钢套管,通过该处的软管顺利出料,由此展开浇筑作业。施工中使用长粗钢棒可达到有效插捣的效果。

由于环梁底部存在新旧混凝土结合现象,为确保该处的浇筑质量,灵活运用了连通器原理。顶部浇筑结束作业后,该结构面层超出环梁底部的高度应控制在100~200mm。除此之外,该段施工中将振动泵置入了钢制漏斗中,并顺着泵管进一步深入叠合柱管外钢筋骨架,在达到此要求后开始放料,随即运行振动泵,有效振捣该处混凝土。同时,要检验施工情况,以确保混合料高出环梁地面的距离达到100mm;当不出现返浆现象时,即可暂停振捣作业并拔出振动泵。

3 质量控制措施

3.1 垂直度控制

1)控制网布设工程前期,经引测后得到可作为基准的测量控制点坐标。技术人员利用光学经纬仪进一步引测,使其到达建筑外的特定区域,并将该处标记,将其视为首级控制点,以便为地下以及上部结构的测量提供支持。进行地下结构测量工作时,选择光学经纬仪,并为之引入重锤法进行进一步校核。

在此基础上,将轴线引至楼面上,并综合考虑建筑物的实际情况,在平面图上确定合适的控制点(数量为3~4个),通常应在与轴线相距500~800mm的区域。以钢筋为原材料经加工后可得到控制标志,将其埋设在楼面内并辅以加盖措施,以达到有效保护的效果。

2)传递孔设置将规格为200mm×200mm的方孔设置在上投控制点上方区域,设置好孔洞后在周边区域设置防水圈,日常使用中孔洞应盖好盖板。

3)投测投测工作中,需调整激光经纬仪位置,并保证有效对中。随后接通激光电源,使该设备可发出铅直的激光束。除此之外,需在楼板预留孔洞上增设接受靶标(此处具体规格为300mm×300mm,材料均为有机玻璃板,并带有坐标格网)。

激光铅锤仪运行后,会形成激光束投射至靶上并产生光斑。此时,应根据实际情况调整发射器焦距,尽可能缩小激光光斑大小。由于经纬仪自身可能存在缺陷,并对测量精度造成影响。为避免这一问题,必须在投测后将仪器作360°回转。经此处理,靶标上将呈现出圆形轨迹,确定该图形的圆心,该处即是竖向传递点。

4)校核与计算(1)分段垂直度校核每结束1个投测段作业后,需利用1mm钢丝、15kg铅锤获取投点,将其与既有点对比分析;(2)总垂直度校核每结束1个投测段作业后,需架设光学经纬仪(具体位置为首级控制点上),为之引入外投法,在其支持下引出轴线,使其到达最高的结构层,并做进一步校核处理;(3)垂直度偏差分析结束各结构层施工作业后,需分析外筒各柱列轴线与控制轴线的垂距(此环节使用的是钢直尺工具),所得垂距反映的是纵、横偏差,将相关信息记入表格中,以便给各层偏差调整提供指导,若垂直度超出许可值,需参照首级控制点,再次投测。

3.2 混凝土质量控制措施

1)混凝土拌制过程中掺入适量减水剂,严格控制用量,通过试验的方式分析其与水泥等材料的相容性。以设计配合比为指导,确定合适的加料顺序,具体为:(1)精确称量水泥、掺合料、砂、水及减水剂,经充分搅拌后形成砂浆材料;(2)在既有砂浆的基础上掺入适量粗骨料,给予充分搅拌,并以浆液的实际流动情况为准,合理调整减水剂用量。若经上述措施依然无法满足设计要求时,需进一步优化配合比。

2)选取的商品混凝土罐车应在装车前做全面检查,保证罐内不残留积水且中途不可掺水,禁止随意变更水灰比。后续运输作业时,应持续性旋转,以确保混合料的均匀性。

3)模板应满足刚度要求,缝隙宽度不超过2mm,全面检查模板、支撑体系等相关构件,无误后方可浇筑施工。针对较小截面的浇筑作业,需严格控制速度,确保混凝土供应能力,避免出现材料供应中断现象。

3.3 密实度控制

1)振捣作业除内部振捣外,还可辅以外部敲打的方式,以确保混凝土内部的密实性,且经振捣后若混凝土不再出现气泡即可停止。根据混凝土实际情况,当其发生收缩并持续30min且未达到初凝状态前,需安排施工人员使用钢棒在模板外再次敲打,目的在于消除模板表面气泡,提升混凝土的表面密实性。

2)选择超声波检测法进行检测,选取具有代表性的钢管柱,向其中置入3根声测管。严格遵循工艺要求完成浇筑作业,结束后通过敲击钢管的方式初步检验。在此基础上,使用声波仪器沿柱的纵轴方向依次检查各测点,利用发射声波的方式检验,并在综合分析敲击结果及仪器检验后获得声学参数信息,以该信息评定混凝土的施工状况,如完整性、结构连续性等。声波频率的选择对检测结果的精确性影响较大,因此,根据混凝土材料特性及结构规格,要求频率需控制在2.0×104~2.5×105Hz。经检测后,若发现柱身存在缺陷,则需在柱侧开孔并向其中置入适量高强水泥浆,有效解决病害,提升结构完整性。

3)在钢筋选材方面,以韧性、可焊性均较好的钢筋为宜,钢管应选择无缝钢管。材料采购时,供应商要出具质量合格证书,并通过抽检的方式分析质量情况。购进钢板等施工原材料后需对其抽样复检,只有在符合质量要求的前提下方可进一步加工并投入使用。

4 结语

钢管混凝土叠合柱是现代超高层建筑的关键技术形式之一,具备承载力高、稳定性好、施工成本低等优势。但该结构施工难度较大,对技术水平要求较高。因此,需在分析和总结施工技术的基础上提出质量控制措施,从而进一步提升钢管叠合柱的工艺水平。

 

 

参考文献[1]谢朝晖.钢管混凝土叠合柱施工技术应用分析[J].山西建筑,2018,44(23):66-67.

[2]朱其零,黄深红,孔德辅.钢管混凝土叠合柱及梁柱节点施工技术[J].施工技术,2019,48(20):87-90.

[3]肖鹏,吕潮,殷飞.矩形钢管混凝土柱埋入式柱脚设计[J].城市住宅,2019,26(7):143-144.
1242 11 11
文字:     A-     A+     默认 取消