建筑鋼管混凝土施工工藝初探

丘俊南

（大埔縣第二建筑工程公司，廣東 大埔 514200）

1 鋼管柱制作以及拼接組裝

1.1 鋼管柱制作

鋼管柱要求各部件的制作、焊接尺寸、位置、標(biāo)高必須準(zhǔn)確。為減少現(xiàn)場工作量，保證質(zhì)量，鋼管及內(nèi)襯管、環(huán)形封頂板、抗剪環(huán)箍、柱腳定位環(huán)板及螺栓配件等制作、組焊集中在工廠內(nèi)完成，經(jīng)檢驗(yàn)合格運(yùn)至現(xiàn)場安裝。

1.2 鋼管柱的拼接組裝

首先是根據(jù)運(yùn)輸條件和吊裝條件確定對鋼管的長度進(jìn)行確定，一般以不長于12m。其次，在鋼管對接時(shí)應(yīng)嚴(yán)格保持焊后肢管的平直，焊接時(shí)，除控制幾何尺寸外，還應(yīng)注意焊接變形對肢管的影響，焊接宜采用分段反向順序，分段施焊應(yīng)保持對稱。焊接前，對小直徑鋼管可采用點(diǎn)焊定位，對大直徑鋼管可另用附加鋼筋焊于鋼管外壁作臨時(shí)固定，固定點(diǎn)的間距可取300mm左右，且不得少于3點(diǎn)。鋼管在焊接過程中如發(fā)現(xiàn)點(diǎn)焊定位處的焊縫出現(xiàn)微裂縫，則該微裂縫部位須全部鏟除重焊。為確保連接處的焊接質(zhì)量，可在管內(nèi)接縫處設(shè)置附加襯管，其寬度為20mm,厚度為3mm，與管內(nèi)壁保持0.5mm的膨脹間隙。為減少焊接變形引起的鋼管柱垂直度偏差，采取如下補(bǔ)充措施:（1）每根柱從下至上固定焊工，以明確責(zé)任。（2）對稱施焊，即分段反向?qū)ΨQ順序進(jìn)行施焊。（3）由于應(yīng)力作用，鋼管柱的軸線會發(fā)生一點(diǎn)偏移，每次吊裝鋼管柱前，應(yīng)先進(jìn)行測量，并記錄好鋼管柱的軸線偏移量，鋼管柱校正時(shí)對照前段鋼管柱偏移值，在規(guī)范允許的垂直度偏差范圍內(nèi)反向糾偏，對接前根據(jù)上節(jié)柱安裝偏差值，計(jì)算后在管口實(shí)行機(jī)械打磨，保持焊縫間隙基本一致，以保證鋼管柱的軸線偏差控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

2 鋼管柱的吊裝安裝

2.1 吊裝設(shè)備與方法

現(xiàn)場吊裝用5013塔吊，單根柱最大重量2.2t，塔吊起重量能滿足要求，起吊方法采用鋼絲繩捆綁抗剪環(huán)箍垂直起吊。

2.2 鋼管柱柱腳定位環(huán)板及附件的定位校正及安裝

安裝前先清理預(yù)埋鋼板面，按柱安裝方向(與柱身劃線方向吻合)劃出十字線，在線上標(biāo)出柱半徑，在底板鋼筋鋪設(shè)完成，各軸線及標(biāo)高檢查正確無誤后，用塔吊將定位器吊到安裝位置，并粗定位。在環(huán)形鋼板定位器上彈出縱橫軸線及鋼管柱外邊框線。定位器吊裝就位后，其軸線與地面軸線基本對齊，其高度與安裝標(biāo)高基本對準(zhǔn)后，用螺紋鋼分兩排將3支調(diào)節(jié)螺栓固定，然后用調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)定位器高度，使得筒節(jié)上的標(biāo)高檢驗(yàn)線與預(yù)定標(biāo)高相吻合，再移動(dòng)定位器，待定位器軸線與地面軸線相吻合 (吊線檢驗(yàn))，擰緊螺母將定位器固定，檢驗(yàn)無誤后，用一些短鋼筋將定位器與樁基鋼筋固定，保證定位器在澆筑混凝土?xí)r不會發(fā)生移動(dòng)。

2.3 鋼管柱安裝及校正

鋼管柱垂直度的校正，采用吊線法校正，然后用經(jīng)緯儀復(fù)檢的方法同時(shí)進(jìn)行。鋼管柱吊裝就位后，調(diào)柱外皮與柱半徑標(biāo)點(diǎn)重合后，用去除釘帽的鐵釘襯于鋼柱與環(huán)板之間調(diào)節(jié)垂直度，使鋼管柱上下端的十字軸線對齊，調(diào)整柱身劃線與預(yù)埋鋼板劃線重合用鐵尖、鐵碼將上下筒節(jié)壁板調(diào)平且保證2mm的縫隙，用千斤頂調(diào)整鋼管柱的垂直度及標(biāo)高，所有尺寸符合規(guī)范要求后，兩個(gè)焊工對稱沿環(huán)向點(diǎn)焊(8個(gè)點(diǎn))將鋼管固定。報(bào)驗(yàn)合格后，方可施焊。

3 鋼管混凝土柱環(huán)梁鋼筋的制作安裝與施工

鋼管混凝土柱環(huán)梁的施工是結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵，環(huán)梁鋼筋綁扎速度直接影響結(jié)構(gòu)工期。環(huán)梁骨架鋼筋可在施工現(xiàn)場完成，也可在工廠完成，骨架制作前先制作環(huán)筋成型模具.由于環(huán)梁和框架梁鋼筋直徑較大，最粗鋼筋直徑為中 32，框架梁鋼筋在環(huán)梁內(nèi)必須打彎錨固，且每根鋼管混凝土柱同時(shí)連接3根以上的框架梁，環(huán)梁箍筋多而密，給環(huán)梁的鋼筋綁扎帶來了很大的困難，為此采取了以下措施:

3.1 環(huán)梁骨架鋼筋成型

環(huán)梁鋼筋骨架成型時(shí)，為方便環(huán)梁鋼筋的就位和綁扎，采用鋼管搭設(shè)鋼筋加工架，用以確定環(huán)梁鋼筋的立體空間位置。將焊好的己經(jīng)制作成型的環(huán)筋與箍筋分別套在兩個(gè)馬凳和448鋼管搭設(shè)的加工架上，大中小箍筋均勻放置，為便于框架梁帶彎鉤的鋼筋錨入環(huán)梁骨架中，環(huán)梁腰筋暫不綁扎就位，先臨時(shí)吊綁在上層環(huán)筋下。先綁扎上排環(huán)筋，然后綁扎下排環(huán)筋，環(huán)梁腰筋待吊裝就位后將框架主筋穿入時(shí)再綁扎。制作完畢的環(huán)梁鋼筋應(yīng)固定牢固可靠，保證吊裝過程不變形。

3.2 制作環(huán)梁環(huán)形鋼筋尺寸成型模具

環(huán)梁環(huán)形鋼筋尺寸成型模具是在10mm厚鋼板上按實(shí)際尺寸放出環(huán)梁環(huán)形鋼筋大樣，在不同半徑圓環(huán)鋼筋的兩側(cè)焊若干長度約4cm的25短鋼筋。該模具可同時(shí)制作多個(gè)不同半徑的圓環(huán)鋼筋。

3.3 支環(huán)梁及框架梁底模

為方便環(huán)梁鋼筋骨架安裝，以利于框架梁鋼筋錨入環(huán)梁骨架筋中，采用將環(huán)梁及框架梁模板分兩次支設(shè)的方法，即第一次先將環(huán)梁底模和框架梁底模支設(shè)好，第二次待其鋼筋安裝后再支側(cè)模。

3.4 環(huán)梁鋼筋籠的安裝

環(huán)梁處底模支設(shè)完畢后即可進(jìn)行鋼筋籠的吊裝，吊裝時(shí)將兩條鋼絲繩對稱穿在鋼筋籠兩側(cè)，吊裝處箍筋與主筋應(yīng)全部點(diǎn)焊加固，吊裝過程保持鋼筋籠的水平放置，放置穩(wěn)妥后檢查有無松動(dòng)的箍筋及鋼管抗剪筋與環(huán)梁箍筋的間隙尺寸，而后綁扎環(huán)梁腰筋，對每根環(huán)梁上連接的所有框架梁鋼筋，要同時(shí)協(xié)調(diào)進(jìn)行鋼筋排放的綁扎。

3.5 環(huán)梁鋼筋骨架安裝

用塔吊將環(huán)梁骨架分別套入每根鋼管柱上，并放在環(huán)梁底模上，隨即在底模上墊好鋼筋保護(hù)層墊塊。為控制抗剪筋與環(huán)梁箍筋之間有20mm的空隙，采用4個(gè)木楔均開打入鋼管柱與環(huán)梁之間。

4 鋼管內(nèi)混凝土的澆筑

鋼管混凝土的特點(diǎn)之一就是它的鋼管就是模板，具有很好的整體性和密閉性，不漏漿、耐側(cè)壓。在一般情況下，鋼管內(nèi)部無鋼筋骨架和穿心部件，鋼管斷面又為圓形，因此，在鋼管內(nèi)進(jìn)行立式澆筑混凝土就比一般鋼筋混凝土容易。但是，對管內(nèi)混凝土的澆筑質(zhì)量無法進(jìn)行直觀檢查，其澆筑質(zhì)量必須依靠嚴(yán)密的施工組織、明確的崗位責(zé)任制和操作人員的責(zé)任心。研究表明，影響鋼管柱核心混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素為柱截面形式、棍凝土齡期和強(qiáng)度、鋼管徑厚比、長細(xì)比以及混凝土的澆筑質(zhì)量等，其中以混凝土澆筑質(zhì)量影響較為明顯。

混凝土自鋼管上口灌入，用振搗器搗實(shí)。管徑大于350mm時(shí)，采用內(nèi)部振搗器(振搗棒或鍋底形振搗器等)。每次振搗時(shí)間不少于30s，一次澆筑高度不宜大于2m。當(dāng)管徑小于350mm時(shí)，可采用附著在鋼管上的外部振搗器進(jìn)行振搗。外部振搗器的位置應(yīng)隨混凝土澆筑的進(jìn)展加以調(diào)整。外部振搗器的工作范圍，以鋼管橫向振幅為不小于0.3mm為有效。振幅可用百分表實(shí)測。振搗時(shí)間不少于1 min。一次澆筑的高度不應(yīng)大于振搗器的有效工作范圍的2m-3m柱長。此法所用混凝土的坍落度宜為20mm-40mm,水灰比不大于0.4，粗骨料粒徑為l0mm-40mm。

混凝土的配合比至關(guān)重要，除需滿足強(qiáng)度指標(biāo)外，尚應(yīng)注意混凝土坍落度的選擇。混凝土配合比應(yīng)根據(jù)棍凝土設(shè)計(jì)等級計(jì)算，并通過試驗(yàn)后確定。鋼管內(nèi)的混凝土澆筑工作，宜連續(xù)進(jìn)行，必須間歇時(shí)，間歇時(shí)間不應(yīng)超過混凝土的終凝時(shí)間。需留施工縫時(shí)，應(yīng)將管口封閉，防止水、油和異物等落入。

每次澆筑混凝土前(包括施工縫)，應(yīng)先澆筑一層厚度為100mm-200mm的與混凝土等級相同的水泥砂漿，以免自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象。當(dāng)混凝土澆筑到鋼管頂端時(shí)，可以使混凝土稍溢出后，再將留有排氣孔的層間隔板或封頂板緊壓在管端，隨即進(jìn)行點(diǎn)焊，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的50%后，再將橫隔板或封頂板按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行補(bǔ)焊。有時(shí)也可將混凝土澆筑到稍低于鋼管的位置，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的50%后，再用相同等級的水泥砂漿補(bǔ)填至管口，并按上述方法將橫隔板或封頂板一次封焊到位。管內(nèi)混凝土的澆筑質(zhì)量，可用敲擊鋼管的方法進(jìn)行初步檢查，如有異常，則應(yīng)用超聲波檢測。對不密實(shí)的部位，應(yīng)采用鉆孔壓漿法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，然后將鉆孔補(bǔ)焊牢固。

[1]張佩生，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)住宅建筑體系成套技術(shù)研究與應(yīng)用，上海鋼結(jié)構(gòu)住宅研討會，上海鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會，2002

[2]程寶坪，管混凝土結(jié)構(gòu)的特性和研究現(xiàn)狀，安徽建筑，2003

[3]蔡紹懷，現(xiàn)代鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，人民交通出版社，2003