鋼管混凝土柱柱腳插入+外包組合施工技術

□文/隋杰明 張俊鵬 亓立剛 黎佩奇

□張俊鵬、亓立剛、黎佩奇/中國建筑第八工程局有限公司天津分公司。

鋼管混凝土柱柱腳插入+外包組合施工技術

□文/隋杰明 張俊鵬 亓立剛 黎佩奇

在新一代運載火箭靜力分離試驗廠房超大空間單層排架結構工程中，鋼管混凝土格構柱為群樁獨立承臺基礎，采用常規的埋入式施工工藝難度較大且不經濟；根據工程現場的實際條件，進行了相關的理論分析，考慮了各種可能的影響因素和不利情況，詳細制定了鋼管混凝土柱柱腳“插入+外包”組合施工方案。文章對該方案加以詳細介紹。

鋼管混凝土格構柱；單層排架結構；群樁獨立承臺；插入+外包式柱腳；剛接；內撐

工程概況

新一代運載火箭靜力分離試驗廠房占地面積約8036m2，建筑高度 55.35m，橫跨寬 45m，縱向長 108m，主要功能為中國運載火箭靜力分離試驗技術研究用房。場地靜止水位埋深0.20～0.50m，地下水屬于潛水類型，主要由大氣補給，以蒸氣形式排放，土質屬于典型軟土類型，地面至-8.0m天然土均為粉質粘土或淤泥質粉質粘土，以下部分主要為粉質粘土或粉土。

工程結構形式為單層鋼管混凝土排架結構；柱體為4根直徑600mm的鋼管混凝土柱組合構成的格構柱形式，共24組，鋼管柱內采用強度等級為C40的微膨脹自密實混凝土；基礎形式為柱下群樁獨立承臺基礎，每個獨立承臺基礎樁由24根450mm×450mm方樁組成，樁長28m，承臺結構尺寸共3種類型，分別為5.2 m×9.2m、4.8m×8.4m、5.2m×7.2m，基礎埋深 3.700 m，承臺橫向間距1.0～2.0m，縱向間距45.0m。鋼管格構柱分 4次吊裝，長度分別為 10.2、18、15、12.8m，其中首節柱埋入承臺700mm，承臺上部混凝土外包柱腳高度為2150mm。見圖1。

格構柱基礎設計方案及施工難點

因為鋼管混凝土格構柱首節柱為主體結構主要構件，是其上部47.85m高結構的唯一支撐部分，其定位的準確性和可靠性直接影響到整體結構的質量，因此首節柱安裝必須準確，柱腳剛接必須可靠。由于每組首節鋼管格構柱較長，體積較大，吊裝、穩固、微調難度較大，因此，采用何種有效的措施或工藝方法，確保格構柱首節柱基礎可靠連接、定位、垂直度的準確是此工程鋼結構施工質量控制的重點和難點。

目前，圓鋼管混凝土柱剛接柱腳構造的主要方式包括插入式、外包式與埋入式。由于本工程為罕見的超大空間單層鋼結構廠房，對鋼管格構柱的剛度要求非常大，因此在設計中，格構柱柱腳采用埋入式與外包式相結合的剛接方式。見圖2。

施工工藝

以4.8m×8.4m×1.5m群樁獨立承臺為例，介紹鋼管混凝土格構柱首節柱安裝、定位、調垂等過程。

工藝原理

依據埋入+外包式的結構設計方式，采用基礎預留杯口，先將結構柱體組立固定在設計標高，然后杯口用細石混凝土灌實的插入式柱腳施工工藝，再結合外包式柱腳施工方法進行施工。

工藝流程

基礎墊層施工完畢—綁扎承臺及外包柱腳鋼筋—首次澆注混凝土預留杯口—杯口內標高找平—吊裝格構柱首節柱—測量、校正定位、垂直度—澆注混凝土。

特殊部位處理

（1）快易收口網在預留杯口中的使用。根據上述工藝流程的特點，需在杯口四周做吊模，由于杯口內側設有外包柱腳鋼筋且較密，若采用木模，拆模困難，經分析，采用快易收口網進行吊模既操作方便，又克服了拆模困難的難題。為避免混凝土漿體滲漏，采用雙層快易收口網且支設在外包柱腳外側確保杯口尺寸。見圖3。

（2）預制標準內撐保證杯口尺寸。鋼管柱直徑600 mm，栓釘長度100mm，為確保杯口內外包柱腳鋼筋定位準確，防止鋼筋在混凝土澆注過程中錯位，保證鋼管柱預埋空間尺寸，采用5#角鋼預制810mm×810mm內撐支架，在支撐完畢后，混凝土澆注前后對支架定位進行測量，即內撐定位支架的中間線（405mm點）與承臺中間控制線重合，發現不在同一立面上，需進行調整后進行下道工序。

（3）楔形墊塊調整19t柱體垂直度。在鋼管格構柱吊裝前，在杯口底板先測量畫出格構柱四肢鋼管位置線，然后每肢鋼管位置線上放置兩組15mm×150mm×200mm鋼板與長150mm，寬50mm的楔形墊塊，墊塊在鋼管柱位置上的標高必須一致，即為柱底板標高；格構柱就位后定位偏差或垂直度偏差,采用坐在承臺上頂部支撐點設在格構柱底排綴桿上的4個頂重10t千斤頂及杠桿進行微調。

施工效果

待鋼管混凝土格構柱首節柱整體全部施工完畢后對其定位及垂直度進行測量，統計結果見圖5。

參照GB50205—2001《鋼結構工程施工質量驗收規范》附錄E鋼結構安裝的允許偏差，24組格構柱安裝均滿足規范要求。

結語

實踐證明，埋入+外包組合施工技術可行，工期、成本降低效果明顯且操作簡便，為類似大型鋼結構工程的施工提供了相關的經驗和數據，對同類工程具有一定的借鑒和推廣作用。

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TU745.7

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1008-3197（2010）06-18-02

2010-10-08

隋杰明/男，1982年出生，工程師，中國建筑第八工程局有限公司天津分公司，從事工程技術管理工作。

□張俊鵬、亓立剛、黎佩奇/中國建筑第八工程局有限公司天津分公司。