淺談型鋼柱柱芯自密實(shí)砼施工工法

聶川

摘要：自密實(shí)混凝土（Self-Compacting Concrete，簡(jiǎn)稱SCC），是指混凝土拌合物主要依靠自重，不需要振搗即可充滿模型和包裹鋼筋，屬于高性能混凝土的一種。自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性好，具有良好的施工性能和填充性能，而且骨料不離析，混凝土硬化后具有良好的力學(xué)性能和耐久性。自密實(shí)高性能混凝土以其特有的性能，引起國(guó)內(nèi)外土木工程界的關(guān)注。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)竟?fàn)幍拇蟪绷飨?，提高工程質(zhì)量，節(jié)約成本，提高工程經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生存的必然之本。

關(guān)鍵詞：型鋼柱；柱芯；自密實(shí)混凝土

中圖分類號(hào)：TU755文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674―3024（2016）07―84―03

1型鋼柱柱芯自密實(shí)砼施工工法的特點(diǎn)

施工方便，混凝土澆筑易于控制，質(zhì)量有保證，由于混凝土材料與鋼材的特性不同，鋼柱內(nèi)澆筑的混凝土由于收縮而與型鋼柱內(nèi)壁產(chǎn)生間隙是難以避免的。采用聚羧酸類外加劑配置的，粗骨料最大粒徑相對(duì)較小的自密實(shí)混凝土，其綜合效果較好。

2適用范圍

鋼混結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu) 、筒體結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)等。

3施工工藝流程及操作要點(diǎn)

由于澆筑部位的特殊性和重要性。故采用自密實(shí)混凝土來(lái)對(duì)柱芯進(jìn)行澆筑。并根據(jù)鋼柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及高空作業(yè)要求，選擇用塔吊加操作平臺(tái)的方式完成整個(gè)澆筑過(guò)程。自密實(shí)混凝土在澆筑時(shí)的最大傾落高度最大不宜超過(guò)9m。故澆筑混凝土?xí)r采用從鋼管頂部向下澆筑的方法，利用混凝土自身高流動(dòng)性來(lái)擠密而無(wú)須振搗。用料斗裝填，在鋼柱的圓孔上方安置一個(gè)漏斗，以方可澆筑。如下圖：

3.1 工藝流程

鋼柱驗(yàn)收→柱頂焊口保護(hù)→混凝土攪拌、運(yùn)輸→質(zhì)量檢驗(yàn)→混凝土澆筑→柱頂清理→養(yǎng)護(hù)

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 用塔吊安裝操作平臺(tái)，用夾具將平臺(tái)底座與鋼柱夾緊、固定。

3.2.2 待鋼柱驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行柱芯混凝土的澆筑，澆筑完畢后對(duì)柱頭進(jìn)行清潔，以保證下節(jié)柱的焊接質(zhì)量。

3.2.3 料斗在吊運(yùn)混凝土前對(duì)其表面進(jìn)行濕潤(rùn)。把料斗口對(duì)準(zhǔn)鋼柱的圓孔上面的漏斗，以便下料通暢。澆筑混凝土的氣體能從四角的放氣孔排走。澆筑時(shí)，應(yīng)控制澆筑速度，如果澆筑過(guò)快，在鋼管底部空氣尚未排除后就完全覆蓋，使得鋼管底部的空氣無(wú)法排除造成空洞。

3.2.4 根據(jù)圖紙計(jì)算，現(xiàn)場(chǎng)確定每根柱澆筑混凝土的用量，以便掌握和控制混凝土的澆筑質(zhì)量（防止混凝土在節(jié)點(diǎn)處堵塞等情況發(fā)生）。

3.2.5 澆筑過(guò)稱中及時(shí)用錘擊實(shí)驗(yàn)推測(cè)實(shí)度，澆筑到柱頂50cm時(shí)停止，不得使混凝土溢出，以免混凝土漿污染鋼柱頭和外表面。

3.2.6 待表面收水后，混凝土終凝前將表面搓平。

3.2.7 有施工縫時(shí)，應(yīng)在澆筑混凝土前，先澆筑一層厚度為100mm與混凝土配合比相同的水泥砂漿，以防自由下落的混凝土骨料產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象。

4質(zhì)量控制

4.1 澆筑方法選擇

4.1.1 鑒于鋼柱內(nèi)混凝土強(qiáng)度較高，為避免施工冷縫的出現(xiàn)，混凝土灌注必須連續(xù)進(jìn)行，為此必須進(jìn)行嚴(yán)密周詳?shù)氖┕そM織。施工前認(rèn)真做好各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，落實(shí)施工人員，嚴(yán)格進(jìn)行技術(shù)交底；檢查各種施工機(jī)具的質(zhì)量及工作性能是否能夠滿足施工需要；要求混凝土備量應(yīng)能保證連續(xù)灌注，確?；炷临|(zhì)量。

4.1.2 鋼柱內(nèi)混凝土澆灌連續(xù)進(jìn)行，必須間歇時(shí)，間歇時(shí)間不得超過(guò)混凝土初凝時(shí)間。

4.1.3 澆筑的混凝土應(yīng)填完鋼柱的各個(gè)角落，防止混凝土最大傾落高度大于9m。當(dāng)大于9m時(shí)，采用串筒、溜槽、溜管等的輔助裝置進(jìn)行澆筑，澆筑完畢30min后，觀察管頂?shù)幕芈湎鲁燎闆r，出現(xiàn)下沉?xí)r，人工補(bǔ)澆管頂混凝土。產(chǎn)生澆筑不均及表面高度不均，人工用錘在鋼柱外側(cè)敲擊。

4.1.4 為了保證鋼柱焊接質(zhì)量，每節(jié)柱澆筑混凝土高度宜低于柱頂50cm左右。

4.2 混凝土主要材料的質(zhì)量控制

為配免振搗混凝土澆筑施工工藝，商品混凝土廠家的混凝土原材料及配合比應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。施工過(guò)程中嚴(yán)格控制塌落度、水灰比、粗骨料粒徑等，保證混凝土的施工性能。

4.2.1 本工法選用的是自密實(shí)混凝土，故對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)要求較高。混凝土單位水膠比宜在0.25～0.45；擴(kuò)展度宜在600～700mm。

4.2.3 塌落度宜在250±20mm；擴(kuò)展度宜在600～700mm。

4.2.4 粗骨料的最大粒徑不宜大于20mm，一般選擇粒徑在5mm-20mm的石子，要求連續(xù)級(jí)配，可使石子獲得較小的空隙，石子針狀應(yīng)≤8%，含泥量≤1%，泥塊含量≤0.5%。

4.2.5 自密實(shí)混凝土的砂漿量大，砂率較大，一般選用中砂或粗中砂，細(xì)度模數(shù)以2.5-3.0為宜，其質(zhì)量應(yīng)符合《普通混凝土用啥質(zhì)量標(biāo)檢驗(yàn)辦法》的規(guī)定，含泥量不大于3%，砂中所含粒徑小于0.125mm的細(xì)粉不低于10%。

4.2.6 自密實(shí)混凝土漿體總質(zhì)量較大，單用水泥會(huì)引起混凝土的早期水化熱增大，產(chǎn)生溫度裂縫，同時(shí)混凝土的收縮也增大，不利于混凝土的體積安定性。摻入適量的活性摻合料，可以減少水泥的用量，減少混凝土的溫差和收縮變形，提高混凝土的耐久性，也可以改善混凝土的工作性能，礦物摻和料主要有粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅灰等。

4.3 質(zhì)量保證措施

4.3.1 管理人員、施工人員定人定崗，安排2組管理人員，三組施工人員。施工前進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)交底，做到分工明確到人。

4.3.2 對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)記錄，對(duì)混凝土車號(hào)，出場(chǎng)時(shí)間，澆筑時(shí)間等的做好詳細(xì)的記錄。

4.3.3 混凝土車到達(dá)工地后嚴(yán)禁向車內(nèi)的混凝土車加水。4.3.4 卸料前攪拌運(yùn)輸車應(yīng)高速攪拌20s以上方可卸料。

4.3.5 在混凝土卸料前，如需對(duì)混凝土擴(kuò)展度進(jìn)行調(diào)整時(shí)，加入外加劑后混凝土車應(yīng)高速攪拌2～3min使混凝土均勻一致，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可卸料。

5安全措施

5.1 安全管理辦法

5.1.1“安全第一”是我們的一貫宗旨，在建筑施工中，安全是各施工單位重中之重。鋼結(jié)構(gòu)工程一般使用于高層建筑，體形大、質(zhì)量重，在高空作業(yè)中安全尤為重要。

5.1.2 始終如一的堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的安全管理方針，以安全促生產(chǎn)，以安全保目標(biāo)。以項(xiàng)目經(jīng)理為首，由項(xiàng)目副經(jīng)理、安全負(fù)責(zé)人，各專業(yè)分公司等各方面的管理人員組成工程的安全管理組織機(jī)構(gòu)。根據(jù)安全措施和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，各級(jí)管理人員需親自逐級(jí)進(jìn)行書(shū)面交底，特殊工種必須持有上崗操作證，嚴(yán)禁無(wú)證操作。

5.2 安全防護(hù)的重點(diǎn)

5.2.1 工程屬于高空作業(yè)，施工作業(yè)人數(shù)多，交叉作業(yè)多，因此，安全防護(hù)工作的重點(diǎn)是操作平臺(tái)。

5.2.2 操作平臺(tái)由上中下三道橫桿及欄桿柱組成。三桿的距離在0.3～0.4m之間。并在下面鋪木方，要求要鋪平鋪穩(wěn)，鋪板不得有探頭板。平臺(tái)邊緣高度不得小于1.2m，或自制可吊裝式操作平臺(tái)。操作人員必須持證上崗，并經(jīng)有關(guān)單位驗(yàn)后方可使用，且作業(yè)人員必須佩帶安全帶。在使用過(guò)程中，禁止隨意拆除架體的桿件、連接件。確因操作需要臨時(shí)拆除時(shí)，必須經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)管理人員同意，采取相應(yīng)措施，并在作業(yè)完成后，及時(shí)給與恢復(fù)。

6環(huán)保措施

環(huán)境保護(hù)文明施工的程度體現(xiàn)了企業(yè)的綜合管理水平。整潔文明的施工現(xiàn)場(chǎng)、井然有序的平面布置，給人的將是煥然一新的感覺(jué)。因此，以文明施工為突破口，全面抓好施工現(xiàn)場(chǎng)管理。

6.1 成立對(duì)應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機(jī)構(gòu)，在工程施工中嚴(yán)格遵守國(guó)家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)、加強(qiáng)施工中的廢棄物、噪聲的控制，

6.2 對(duì)施工場(chǎng)地合理布置，規(guī)范圍擋、各種標(biāo)識(shí)齊全醒目，保證施工現(xiàn)場(chǎng)文明施工。

6.3 對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地道路進(jìn)行硬化處理，并在晴天對(duì)施工道路進(jìn)行灑水，防止塵土飛揚(yáng)，污染周圍環(huán)境。

6.4 施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)做排水溝，確保雨季施工道路的暢通。

6.5 建立健全控制人為噪音和管理制度，減少人為的大聲喧嘩，對(duì)大聲喧嘩者采取說(shuō)服、教育、罰款、清場(chǎng)的手段，所有物體必須輕取輕放，不得亂扔。

6.6 制定相應(yīng)的高處墜落事故應(yīng)急準(zhǔn)備與相應(yīng)預(yù)案。

6.7 協(xié)調(diào)處理好現(xiàn)場(chǎng)周邊單位和居民的關(guān)系，黨、政、工、團(tuán)要做好宣傳、安撫工作，贏得周邊單位，居民的諒解和支持，減少因施工產(chǎn)生的矛盾和沖突。

7效益分析

由于澆筑部位的特殊性和重要性，采用自密實(shí)混凝土來(lái)對(duì)柱芯進(jìn)行澆筑，并根據(jù)鋼柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及高空作業(yè)要求，選擇用塔吊加操作平臺(tái)的方式完成整個(gè)澆筑過(guò)程。自密實(shí)混凝土與普通混凝土相比具有下述優(yōu)點(diǎn)：形成的混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的力學(xué)性能，避免漏振、過(guò)振等施工中的人為因素對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的影響，提高混凝土的密實(shí)性和耐久性，從而保證其工程質(zhì)量；可實(shí)現(xiàn)施工自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，縮短工期，節(jié)省電力能源；大幅降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省人工數(shù)量；消除混凝土振搗產(chǎn)生的噪聲污染；不需要振搗，可以澆筑成型形狀復(fù)雜、薄壁和密集配筋等難以澆筑甚至無(wú)法澆筑的結(jié)構(gòu)，增加了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的自由度；能夠逼真呈現(xiàn)模板表面的紋理或造型，為建筑外觀設(shè)計(jì)提供一種新的選擇；能大量利用工業(yè)廢料做摻合料，有利于環(huán)境保護(hù)，能降低混凝土水化熱，在施工過(guò)程中，應(yīng)用于施工中的材料能達(dá)到工具化，施工環(huán)境整潔。

8應(yīng)用實(shí)例

8.1 成都置信·麗都框架-核心筒結(jié)構(gòu)商業(yè)辦公樓工程

建設(shè)地點(diǎn)：成都市

建設(shè)單位：成都置信實(shí)業(yè)（集團(tuán)）有限公司

建筑類別及耐火等級(jí)：一類高層建筑，耐火等級(jí)一級(jí)

抗震設(shè)防烈度：七度

建筑耐久等級(jí)：一級(jí)

主要結(jié)構(gòu)類型：鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)

建筑層數(shù)：地下兩層，地上16層

建筑層高：長(zhǎng)37.8m，寬30.7m，建筑高度56.8m；

8.2四川出版?zhèn)髅街行墓こ?/p>

建設(shè)地點(diǎn)：成都市鹽道街3號(hào)

建設(shè)單位：四川出版集團(tuán)

四川出版?zhèn)髅街行氖撬拇ㄊ　笆濉币?guī)劃的重點(diǎn)文化產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，占地面積7806.3平方米（約11.78畝），預(yù)計(jì)總投資約7億元，建筑高度為176米，建筑高度176米，總建筑面積88500平方米，其中：地上建筑面積66940平方米，地下建筑面積21560平方米。塔樓結(jié)構(gòu)形式為框筒結(jié)構(gòu)體系；群樓結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)體系。

9結(jié)束語(yǔ)

由于自密實(shí)混凝土諸多的優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用前景非常廣闊，它具有普通混凝土無(wú)法比擬的優(yōu)良性能，我們應(yīng)該將它與環(huán)境保護(hù)、生態(tài)保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來(lái)考察其綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，盡快推動(dòng)自密實(shí)混凝土在我國(guó)的廣泛應(yīng)用。對(duì)于自密實(shí)混凝土，希望在將來(lái)有一天，國(guó)內(nèi)建筑所有混凝土都能變成自密實(shí)混凝土，這一天是否會(huì)到來(lái)或什么時(shí)候到來(lái)，目前還難以回答，但是有一點(diǎn)可以肯定，自密實(shí)混凝土適用于大多混凝土結(jié)構(gòu)和施工條件，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]CECS203-2006自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S]

[2] 廖德祥.自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（04）

[3] 張文豐.自密實(shí)混凝土技術(shù)要求及施工質(zhì)量控制[J].福建建筑，2009（12）

[4]劉小潔，余志武.自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用綜述[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006（02）

[5]堯國(guó)皇，孫素文，李秀明.軸心受壓型鋼-鋼管混凝土柱力學(xué)性能的研究[J].建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2007（06）