鋼管柱自密實(shí)混凝土施工技術(shù)

中建八局第三建設(shè)有限公司 蘇州 215000

自密實(shí)混凝土（Self Compacting Concrete，簡(jiǎn)稱SCC）是指在自身重力作用下，能夠流動(dòng)、密實(shí)，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板、同時(shí)獲得很好均質(zhì)性并且不需要附加振動(dòng)的混凝土[1]。自密實(shí)混凝土的原理是通過外加劑、膠結(jié)材料和粗細(xì)骨料的選擇和精心的配合比設(shè)計(jì)，將混凝土的屈服應(yīng)力減小到足以被自重抵消，使混凝土流動(dòng)性增大[2]。同時(shí)，材料又具有足夠的塑性黏度，令骨料懸浮于水泥漿中，不出現(xiàn)離析和泌水問題，能自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間，形成密實(shí)且均勻的膠凝結(jié)構(gòu)[3]。

圖1 工程效果圖

1 工程概況

蘇州鳳凰國(guó)際書城項(xiàng)目位于蘇州市金雞湖以西的中央商務(wù)區(qū)，南面蘇華路、東臨星桂街、北靠蘇雅路、西倚星都街。項(xiàng)目總建筑面積約為21 萬(wàn)m2，地下室3 層、裙樓5 層，裙房以上分布2 棟塔樓，東塔樓為高190 m的辦公樓，西塔樓為高140 m的公寓樓。結(jié)構(gòu)類型有框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，框架-核心筒結(jié)構(gòu)，鋼管混凝土柱、H型鋼骨勁性混凝土柱，以及伸臂桁架體系。工程效果圖見圖1。

辦公樓豎向結(jié)構(gòu)為內(nèi)框核心筒+外框19 根圓形鋼管柱，鋼管柱內(nèi)填自密實(shí)混凝土，19 根鋼管混凝土柱所在位置詳見圖2。

辦公樓外框有19 根鋼管混凝土柱，本文以2-5軸線/2-N軸線GKZ1鋼管混凝土柱施工工藝作介紹，GKZ1尺寸及分節(jié)情況見表1所示。

圖2 辦公樓標(biāo)準(zhǔn)層鋼混凝土管柱平面布置

2 施工重難點(diǎn)分析

目前國(guó)內(nèi)比較成熟的鋼管混凝土澆筑方法有泵送頂升法、立式手工澆筑法及高位拋落法。本工程采用高拋法澆筑自密實(shí)混凝土，保證混凝土不產(chǎn)生離析現(xiàn)象是施工重點(diǎn)。其次，鋼管混凝土柱在相鄰2 節(jié)柱接頭部位存在內(nèi)環(huán)板，阻礙自密實(shí)混凝土的流動(dòng)，如圖3所示。如何保證自密實(shí)混凝土高間隙通過性和填充性是難點(diǎn)。最后，還要考慮高、低溫等不同氣候條件下對(duì)自密實(shí)混凝土性能的影響來(lái)調(diào)整混凝土的配比。

表1 GKZ1（2-5/2-N）鋼管混凝土柱構(gòu)件尺寸及分節(jié)情況

圖3 相鄰2 節(jié)柱接頭位置內(nèi)環(huán)板示意

3 鋼管自密實(shí)混凝土施工

3.1 混凝土配比性能要求及材料選用

本工程采用C60、C50高強(qiáng)自密實(shí)無(wú)收縮混凝土，根據(jù)不同的強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行配合比試配，并根據(jù)不同溫度條件隨時(shí)調(diào)整配合比。自密實(shí)混凝土要求具有很好的填充性，確保填滿鋼管內(nèi)的每個(gè)空隙，混凝土要求良好的流動(dòng)性及和易性。

需要從原材料的選擇、配合比設(shè)計(jì)等各個(gè)方面來(lái)保證混凝土的質(zhì)量。在混凝土施工前，進(jìn)行自密實(shí)混凝土的試配工作，通過多次試配，確定合理的配合比，確保坍落度、填充性、和易性、強(qiáng)度等具有能有滿足設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)條件的要求。C60混凝土配合比為水泥∶黃砂∶石子∶水∶外加劑∶膨脹劑∶礦粉∶粉煤灰=397∶795∶889∶111∶7.71∶55∶110∶44，其中水泥為P.O 42.4，石子粒徑為5～16 mm。

3.2 施工流程

技術(shù)準(zhǔn)備→鋼管柱吊裝→滿堂架（操作架）搭設(shè)→鋼管柱混凝土澆筑→轉(zhuǎn)入下一節(jié)鋼管柱施工

3.3 混凝土澆筑方法的選擇

第5節(jié)柱（標(biāo)高10.55 m）以下采用汽車泵泵送澆筑；第6節(jié)柱以上采用固定泵澆筑，塔吊配合。

3.4 混凝土的澆筑、振搗

（a）立式高拋免振搗法：利用混凝土高位下落時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能來(lái)振實(shí)混凝土，該方法適用于管徑大于350 mm、高度大于4 m的情況，一次拋落的混凝土量在0.7 m3左右。用料斗裝填，料斗下口尺寸應(yīng)比鋼管下口尺寸小100～200 mm，以便于混凝土下落時(shí)管內(nèi)空氣能夠排出。

（b）立式手工澆搗法：當(dāng)混凝土下落高度小于4 m時(shí)，混凝土自鋼管上口灌入，用插入式振搗器振搗，每次振搗時(shí)間不少于30 s。

3.5 混凝土施工縫的位置

每節(jié)鋼管柱澆筑1 次混凝土，施工縫留置在鋼管柱接縫以下30 cm位置。裙房以下一次澆筑高度4.85～10.55 m，標(biāo)準(zhǔn)層每3 層1 節(jié)鋼管柱，一次澆筑高度12.6 m。

3.6 自密實(shí)混凝土施工注意事項(xiàng)

（a）現(xiàn)場(chǎng)鋼管柱的焊接質(zhì)量及變形控制符合設(shè)計(jì)要求，焊接后，焊縫要100%采用超聲波檢測(cè)。

（b）進(jìn)行鋼管柱吊裝時(shí)，要防止異物或水進(jìn)入下節(jié)柱中。吊裝后，鋼管的覆蓋保護(hù)必須到位。

（c）澆筑混凝土前，應(yīng)將鋼管柱內(nèi)的雜物和積水清理干凈，并灌入約厚100 mm的同強(qiáng)度等級(jí)的水泥砂漿，以濕潤(rùn)混凝土結(jié)合面，使新舊混凝土更好粘結(jié)，防止骨料產(chǎn)生彈跳離析。

（d）采用立式手工澆搗時(shí)，澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，分層澆筑、分層振搗，分層澆筑厚度不大于500 mm，每次振搗時(shí)間不少于30 s。嚴(yán)禁向混凝土中加水，并密切關(guān)注天氣情況，避免雨天施工。

（e）混凝土澆筑完畢后，在初凝前將浮漿去除，并在混凝土終凝后將混凝土表面剃毛至外露石子，并用鋼板將管口封住，防止異物掉入。

4 結(jié)語(yǔ)

蘇州鳳凰國(guó)際書城項(xiàng)目于2012年4月14日順利封頂，根據(jù)檢測(cè)中心的自密實(shí)混凝土試塊報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)超聲波抽樣檢測(cè)報(bào)告，自密實(shí)混凝土強(qiáng)度及各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求。本工程高拋法施工鋼管自密實(shí)混凝土的順利實(shí)施，為今后的類似工程提供了經(jīng)驗(yàn)，也為進(jìn)一步研究和推廣高拋?zhàn)悦軐?shí)鋼管混凝土提供了參考。