浅析钢管柱自密实混凝土施工技术

浅析钢管柱自密实混凝土施工技术
作者：徐敏
来源：《建筑建材装饰》2015年第02期
摘要：将钢管柱与混凝土进行紧密结合，可以对柱内混凝土形成强有力的包裹，共同承受竖向荷载。

而采用自密实混凝土，可以将混凝土的屈服应力减小到足以被自重抵消，使混凝土流动性增大。

同时，材料又具有足够的塑性耗度，令骨料悬浮于水泥浆中，不出现离析和泌水问题，能自由流淌并充分填充模板内的空间，形成密实且均匀的胶凝结构。

本文就钢管柱自密实混凝土的施工技术进行简要阐述。

关键词：钢管柱；自密实混凝土；施工技术
前言
自密实混凝土是在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好匀质性，并且不需要附加振动的混凝土。

自密实混凝土的应用可以完善钢管混凝土结构的施工工艺，减轻工人的劳动强度，有效地控制混凝土质量，在钢管混凝土结构工程的施工中具有广阔的应用前景。

1工程概况
乌鲁木齐新客站为特大型铁路旅客车站，由主站房和站台雨棚组成，站房总建筑面积99982㎡，站台雨棚投影面积5949㎡；站场规模为16站台面，18条线；本工程承轨层采用钢管混凝土叠合柱顶预应力混凝土框架梁结构体系，高架候车厅采用钢管混凝土柱钢筋混凝土框架梁（部分钢骨梁）结构体系，站台雨棚采用钢管混凝土柱拱形钢梁结构体系。

2自密实混凝土特点
自密实混凝土是高性能混凝土的一种，它的主要性质是混凝土拌合物具有很高的流动性而不离散，不泌水，能靠自重自行填充模板内空间，且对于密集的钢筋和形体复杂的结构都具有良好的填充性，能在不经振捣（或略作插捣）的情况下，形成密实的混凝土结构，并且还具有良好的力学性能和耐久性能。

自密实混凝土对解决或改善密集配筋、薄壁、复杂形体，大体积混凝土施工以及具有特殊要求、振捣困难的混凝土工程施工带来极大的方便。

可避免出现由于振捣不足而造成的质量缺陷，并可消除振捣造成的噪声污染，提高混凝土施工速度。

3施工操作要点
3.1工艺流程
钢管柱地脚螺栓安装→首层钢管柱安装→调直校正→首层梁板钢筋安装→模板安装→钢管柱地脚灌浆→浇筑自密实混凝土→浇筑楼板混凝土→养护→循环施工以上各楼层。

3.2钢管柱加工
3.2.1切割：所有主材采用数控切割，零件等采用半自动切割及剪板机剪切，并采取防弯曲措施。

切割前，应将钢材表面切割区域内的铁锈、油污等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。

3.2.2接料：接料焊缝必须采用埋弧自动焊，焊缝两端需加入引入板和引出板，引入板和引出板的材质、板厚和坡口形式应与焊件相同，焊接完毕用气割切掉并修整平直，不得用锤击落。

3.2.3焊接：箱形柱隔板采用CO2气体保护焊，CO2气体纯度大于99.5%。

其余焊缝采用自动埋弧焊。

箱形柱在进行四条主焊缝自动埋弧焊前，接缝两端装引弧板和熄弧板。

3.3钢管柱安装
3.3.1起吊方法
（1）基础验收合格后，即开始钢柱的吊装。

（2）起吊时钢柱必须垂直，尽量做到回转扶直，根部不拖。

起吊回转过程中应注意避免同其他已吊装好的构件相碰撞，吊索应有一定的有效高度。

（3）第一节钢柱是安装在柱基上的，钢柱安装前应将登高爬梯和挂篮设在钢柱预定位置并绑扎牢固，起吊就位后临时固定地脚螺栓，校正垂直度。

钢柱两侧装有临时固定用的连接板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓固定连接板做临时固定。

（4）钢柱对准轴线，必须等地脚螺栓固定后才能松开吊索。

3.3.2钢柱校正
（1）柱基标高的调整
放上钢柱后，利用柱底板下的螺母或标高调整块控制钢柱的标高，精度可达±1mm。

柱底板下预留的空隙，可以用高强度、微膨胀、无收缩砂浆填实。

（2）柱顶标高调整和其他节框架钢柱标高控制
柱顶标高的调整和其他节框架钢柱标高控制采用相对标高安装。

钢柱吊装就位后，用螺栓固定连接上下钢柱的连接耳板，但不能拧得太紧，通过起重机起吊，撬棍可微调柱间间隙。

量
取上下柱顶预先标定的标高值，符合要求后打入钢楔、点焊，限制钢柱下落。

考虑到焊缝及压缩变形，标高偏差调整至4mm以内。

3.4自密实混凝土配合比设计
为了保证自密实混凝土能够达到设计要求，施工技术人员应该根据相关规范做好配合比设计，排除影响配合比的因素，最终对设计的配合比进行优化，以保证混凝土能够达到高流动性、稳定性等优点。

（1）粗集料的选择过程中，应该保证最大粒径不得超过25mm，并且粗集料的体积不得超过36%，单位含量不得超过950kg/m3；细集料占集料总量的40%～50%。

（2）因为在自密实混凝土中添加了高效减水剂，因此在混凝土配制过程中保证水量控制在150kg/m3～170kg/m3。

水胶比控制在0.28～0.35。

3.5自密实混凝土浇注
每节钢管柱混凝土只需浇筑至离钢管顶端50cm处（除最后一节钢管柱外），应清除掉上面的浮浆，待混凝土初凝后灌水养护，用塑料布将管口封住，以防止异物掉入，安装上一节钢柱前应将管内的积水、浮浆、松动的石子及杂物清除干净。

当混凝土浇筑至柱顶时，应将进行超灌，直至混凝土溢出，再用振动棒将顶部混凝土振捣密实。

当混凝土浇筑至加劲环处时应控制浇筑速度，通过混凝土的流动排出加劲环下的空气，以防加劲环下出现空隙。

每个楼层的钢管混凝土柱均应沿柱身反对称设置4个直径为20mm的排气孔，其位置位于柱和楼板相交位置上方及下方100mm，以便将混凝土内部气泡顺利排出。

当混凝土浇注高度至管口4m左右时，由于此时高抛效果不明显，不能仅利用混凝土的动能将混凝土砸实，普通混凝土振动棒的长度为9m左右，该段范围应可用普通振动棒进行辅助振捣。

振捣棒垂直插入混凝土内，辅助振捣时间控制在10秒内，以防混凝土出现离析。

在浇注混凝土前2小时充分湿润混凝土的接触面。

对钢管柱的连接部位，应先进行凿毛。

在高抛混凝土的施工过程中，应将出料口直接对准加劲环中心，使混凝土直接落入柱底，以防混凝土从出料口卸料后，撞击钢管壁，导致出现砂石分离现象。

同时防止混凝土扩散后堵塞上层加劲板上的排气孔，造成加劲环下出现空隙。

浇筑时管内不得有杂物和积水，先浇一层100～200mm厚与混凝土强度等级相同水泥砂浆，以防止自由落下的混凝土粗骨料产生弹跳。

当抛落的高度不足4m时，用插入式振捣棒密插短振，逐层振捣。

浇筑过程中，由专人对混凝土的质量进行监控，及时作好塌落度检测，对有和易性、塌落度不达标等现象的混凝土不得使用。

3.6混凝土检测
（1）可以通过敲击法来初步判断管内混凝土是否密实，用质检专用的木锤进行敲击检查，每层每根钢管柱进行全检，7天、28天天共两次（敲击时间不宜过早，以免影响混凝土与钢管壁的粘结）。

检查方法为沿柱周边取等距离若干个点，从柱底敲至柱顶，正常情况下，由于钢管混凝土柱两端固定的原因，振幅不同，柱中间与柱两端的敲击声响不一致。

如出现第三种声音，则视为异常。

（2）可通过超声波检测法，其检测钢管柱的基本原理是在钢管外径的一端，利用发射换能器产生高频振动，经钢管圆心传向钢管外径另一端的接收换能器。

超声波在传播过程中遇到由各种缺陷形成的界面时，就会改变传播方向和路径，其能量就会在缺陷处被衰减，造成超声波到达接收换能器的声时、幅值、频率的相对变化。

3.7混凝土养护
当自密实混凝土浇筑完成以后，应该及时用薄膜覆盖，防止表面水分散失，出现干缩裂缝，应该在其终凝前想表面洒水湿润，当混凝土达到设计强度后方可拆除模板，拆模后应该在混凝土表面涂刷养护剂进行保护。

4结语
综上所述，自密实混凝土具有许多振动密实混凝土所不具备的优点，有良好的发展前景。

但其对施工技术高求较高，对自密实混凝土的质量控制也很严格，为保证结构的使用安全，要严格选择钢管柱自密实混凝土施工方案，确保施工质量，从而充分发挥自密实混凝土的作用。

参考文献：
[1]陈明.高性能自密实饰面混凝土的配制与应用[J].山西建筑，2011（14）。