淺談型鋼柱柱芯自密實砼施工工法

聶川

摘要：自密實混凝土（Self-Compacting Concrete，簡稱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。自密實混凝土的流動性好，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性能和耐久性。自密實高性能混凝土以其特有的性能，引起國內外土木工程界的關注。在市場經濟竟爭的大潮流下，提高工程質量，節約成本，提高工程經濟效益是企業生存的必然之本。

關鍵詞：型鋼柱；柱芯；自密實混凝土

中圖分類號：TU755文獻標識碼：A 文章編號：1674―3024（2016）07―84―03

1型鋼柱柱芯自密實砼施工工法的特點

施工方便，混凝土澆筑易于控制，質量有保證，由于混凝土材料與鋼材的特性不同，鋼柱內澆筑的混凝土由于收縮而與型鋼柱內壁產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較小的自密實混凝土，其綜合效果較好。

2適用范圍

鋼混結構、鋼結構、鋼結構廠房結構 、筒體結構、殼體結構等。

3施工工藝流程及操作要點

由于澆筑部位的特殊性和重要性。故采用自密實混凝土來對柱芯進行澆筑。并根據鋼柱的結構特點及高空作業要求，選擇用塔吊加操作平臺的方式完成整個澆筑過程。自密實混凝土在澆筑時的最大傾落高度最大不宜超過9m。故澆筑混凝土時采用從鋼管頂部向下澆筑的方法，利用混凝土自身高流動性來擠密而無須振搗。用料斗裝填，在鋼柱的圓孔上方安置一個漏斗，以方可澆筑。如下圖：

3.1 工藝流程

鋼柱驗收→柱頂焊口保護→混凝土攪拌、運輸→質量檢驗→混凝土澆筑→柱頂清理→養護

3.2 操作要點

3.2.1 用塔吊安裝操作平臺，用夾具將平臺底座與鋼柱夾緊、固定。

3.2.2 待鋼柱驗收合格后，方可進行柱芯混凝土的澆筑，澆筑完畢后對柱頭進行清潔，以保證下節柱的焊接質量。

3.2.3 料斗在吊運混凝土前對其表面進行濕潤。把料斗口對準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，應控制澆筑速度，如果澆筑過快，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法排除造成空洞。

3.2.4 根據圖紙計算，現場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量（防止混凝土在節點處堵塞等情況發生）。

3.2.5 澆筑過稱中及時用錘擊實驗推測實度，澆筑到柱頂50cm時停止，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，應在澆筑混凝土前，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生彈跳現象。

4質量控制

4.1 澆筑方法選擇

4.1.1 鑒于鋼柱內混凝土強度較高，為避免施工冷縫的出現，混凝土灌注必須連續進行，為此必須進行嚴密周詳的施工組織。施工前認真做好各項準備工作，落實施工人員，嚴格進行技術交底；檢查各種施工機具的質量及工作性能是否能夠滿足施工需要；要求混凝土備量應能保證連續灌注，確保混凝土質量。

4.1.2 鋼柱內混凝土澆灌連續進行，必須間歇時，間歇時間不得超過混凝土初凝時間。

4.1.3 澆筑的混凝土應填完鋼柱的各個角落，防止混凝土最大傾落高度大于9m。當大于9m時，采用串筒、溜槽、溜管等的輔助裝置進行澆筑，澆筑完畢30min后，觀察管頂的回落下沉情況，出現下沉時，人工補澆管頂混凝土。產生澆筑不均及表面高度不均，人工用錘在鋼柱外側敲擊。

4.1.4 為了保證鋼柱焊接質量，每節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符合相關規定。施工過程中嚴格控制塌落度、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混凝土，故對各項指標要求較高。混凝土單位水膠比宜在0.25～0.45；擴展度宜在600～700mm。

4.2.3 塌落度宜在250±20mm；擴展度宜在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，要求連續級配，可使石子獲得較小的空隙，石子針狀應≤8%，含泥量≤1%，泥塊含量≤0.5%。

4.2.5 自密實混凝土的砂漿量大，砂率較大，一般選用中砂或粗中砂，細度模數以2.5-3.0為宜，其質量應符合《普通混凝土用啥質量標檢驗辦法》的規定，含泥量不大于3%，砂中所含粒徑小于0.125mm的細粉不低于10%。

4.2.6 自密實混凝土漿體總質量較大，單用水泥會引起混凝土的早期水化熱增大，產生溫度裂縫，同時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、磨細礦渣、硅灰等。

4.3 質量保證措施

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。施工前進行認真的技術交底，做到分工明確到人。

4.3.2 對施工過程進行詳細記錄，對混凝土車號，出場時間，澆筑時間等的做好詳細的記錄。

4.3.3 混凝土車到達工地后嚴禁向車內的混凝土車加水。4.3.4 卸料前攪拌運輸車應高速攪拌20s以上方可卸料。

4.3.5 在混凝土卸料前，如需對混凝土擴展度進行調整時，加入外加劑后混凝土車應高速攪拌2～3min使混凝土均勻一致，經檢驗合格后方可卸料。

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。鋼結構工程一般使用于高層建筑，體形大、質量重，在高空作業中安全尤為重要。

5.1.2 始終如一的堅持“安全第一、預防為主”的安全管理方針，以安全促生產，以安全保目標。以項目經理為首，由項目副經理、安全負責人，各專業分公司等各方面的管理人員組成工程的安全管理組織機構。根據安全措施和現場實際情況，各級管理人員需親自逐級進行書面交底，特殊工種必須持有上崗操作證，嚴禁無證操作。

5.2 安全防護的重點

5.2.1 工程屬于高空作業，施工作業人數多，交叉作業多，因此，安全防護工作的重點是操作平臺。

5.2.2 操作平臺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，鋪板不得有探頭板。平臺邊緣高度不得小于1.2m，或自制可吊裝式操作平臺。操作人員必須持證上崗，并經有關單位驗后方可使用，且作業人員必須佩帶安全帶。在使用過程中，禁止隨意拆除架體的桿件、連接件。確因操作需要臨時拆除時，必須經現場管理人員同意，采取相應措施，并在作業完成后，及時給與恢復。

6環保措施

環境保護文明施工的程度體現了企業的綜合管理水平。整潔文明的施工現場、井然有序的平面布置，給人的將是煥然一新的感覺。因此，以文明施工為突破口，全面抓好施工現場管理。

6.1 成立對應的施工環境衛生管理機構，在工程施工中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規、加強施工中的廢棄物、噪聲的控制，

6.2 對施工場地合理布置，規范圍擋、各種標識齊全醒目，保證施工現場文明施工。

6.3 對施工現場場地道路進行硬化處理，并在晴天對施工道路進行灑水，防止塵土飛揚，污染周圍環境。

6.4 施工現場應做排水溝，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，對大聲喧嘩者采取說服、教育、罰款、清場的手段，所有物體必須輕取輕放，不得亂扔。

6.6 制定相應的高處墜落事故應急準備與相應預案。

6.7 協調處理好現場周邊單位和居民的關系，黨、政、工、團要做好宣傳、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，采用自密實混凝土來對柱芯進行澆筑，并根據鋼柱的結構特點及高空作業要求，選擇用塔吊加操作平臺的方式完成整個澆筑過程。自密實混凝土與普通混凝土相比具有下述優點：形成的混凝土結構具有良好的力學性能，避免漏振、過振等施工中的人為因素對混凝土結構質量的影響，提高混凝土的密實性和耐久性，從而保證其工程質量；可實現施工自動化，提高生產效率，縮短工期，節省電力能源；大幅降低工人勞動強度，節省人工數量；消除混凝土振搗產生的噪聲污染；不需要振搗，可以澆筑成型形狀復雜、薄壁和密集配筋等難以澆筑甚至無法澆筑的結構，增加了結構設計的自由度；能夠逼真呈現模板表面的紋理或造型，為建筑外觀設計提供一種新的選擇；能大量利用工業廢料做摻合料，有利于環境保護，能降低混凝土水化熱，在施工過程中，應用于施工中的材料能達到工具化，施工環境整潔。

8應用實例

8.1 成都置信·麗都框架-核心筒結構商業辦公樓工程

建設地點：成都市

建設單位：成都置信實業（集團）有限公司

建筑類別及耐火等級：一類高層建筑，耐火等級一級

抗震設防烈度：七度

建筑耐久等級：一級

主要結構類型：鋼筋混凝土框架-核心筒結構

建筑層數：地下兩層，地上16層

建筑層高：長37.8m，寬30.7m，建筑高度56.8m；

8.2四川出版傳媒中心工程

建設地點：成都市鹽道街3號

建設單位：四川出版集團

四川出版傳媒中心是四川省“十二五”規劃的重點文化產業項目，占地面積7806.3平方米（約11.78畝），預計總投資約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。塔樓結構形式為框筒結構體系；群樓結構形式為框架結構體系。

9結束語

由于自密實混凝土諸多的優點，其應用前景非常廣闊，它具有普通混凝土無法比擬的優良性能，我們應該將它與環境保護、生態保護和可持續發展結合起來考察其綜合經濟指標，盡快推動自密實混凝土在我國的廣泛應用。對于自密實混凝土，希望在將來有一天，國內建筑所有混凝土都能變成自密實混凝土，這一天是否會到來或什么時候到來，目前還難以回答，但是有一點可以肯定，自密實混凝土適用于大多混凝土結構和施工條件，具有非常廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]CECS203-2006自密實混凝土應用技術規程[S]

[2] 廖德祥.自密實混凝土施工質量控制要點[J].中國高新技術企業，2009（04）

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

[4]劉小潔，余志武.自密實混凝土的研究與應用綜述[J].鐵道科學與工程學報，2006（02）

[5]堯國皇，孫素文，李秀明.軸心受壓型鋼-鋼管混凝土柱力學性能的研究[J].建筑鋼結構進展，2007（06）