超高变径一次顶升钢管柱混凝土施工工法

中建总公司级工法申报资料

(2013年度)

工法名称超高钢管混凝土柱混凝土一次

泵送顶升施工工法

类别房屋建筑工程

专业分类主体结构

申报单位中建六局第三建筑工程有限公司推荐单位中国建筑第六工程局有限公司

二0一三年四月三十日

2013年度中建总公司级工法申报材料说明

1、《2013年度中建总公司级工法申报表》

2、工法正文

3、企业级工法批准文件复印件

4、企业级工法评审委员会的评审意见复印件

5、工程应用证明

6、经济效益证明

7、关键技术专利证书复印件

8、科技查新报告复印件

中建总公司级工法申报表

(2013年度)

工法名称超高钢管混凝土柱混凝土一次

泵送顶升施工工法

类别房屋建筑工程

专业分类主体结构

申报单位中建六局第三建筑工程有限公司

推荐单位中国建筑第六工程局有限公司

中建总公司科技与设计管理部制

超高钢管混凝土柱混凝土一次泵送顶升施工工法

完成单位名称：中建六局第三建筑工程有限公司

主要完成人：郭颖、杨太洲、王晓东、窦卫、闻珊华

1.前言

钢管混凝土柱混凝土顶升施工工艺是利用混凝土输送泵的泵送压力将混凝土从钢管柱底部灌入，直至注满整根钢管柱的一种混凝土免振捣施工方法。目前，国内钢管柱内混凝土顶升施工一般高度均在30米以下，少数高度在30米以上的超高钢管柱内混凝土顶升施工多采用分段顶升法，一次性顶升的成功率不高；并且在顶升混凝土时，连接钢管柱和进料管之间的焊缝有时会被撕裂从而造成顶升失败。本工法所涉及的苏州电科院项目工程为国内单层钢结构实验室厂房高度之最，主体钢结构由四肢管桁架格构柱组成，单根钢管柱高度达66米；同时钢管柱中间存在3段内衬加劲连接管件，阻力成倍递增，并需采用一次性顶升施工方法。针对以上所述技术难点，我们进行了技术攻关，解决了难题，并成功地对该项目共计96根钢管柱内混凝土进行顶升施工，一次性成功率100%，并申请了6项专利。超高变径钢管柱混凝土一次顶升施工工法通过该工程及其他多项工程对其工艺研究及施工实践，经过总结形成的，并且打破了房建领域钢管柱混凝土一次顶升高度局限，并为该领域提供不可多得借鉴资料。此工法具有良好的发展前景，这些优势便于在行业中进行普及。

2.工法特点

2.1．本工法基本特点：

2.1.1本工艺能一次性将钢管混凝土柱内的混凝土顶升至所需高度，可减少工序环节，降低劳动强度，加快施工进度。

2.1.2 本工艺与高位抛落免振捣法相比，可有效避免钢管柱内混凝土不密实、离析等缺陷，确保混凝土质量符合设计要求。

2.1.3采用顶升施工工艺,可减少或避免在砼浇注时水泥浆对钢结构的污染,有利于成品保护。

2.2.本工法关键特点：

钢管柱通过内衬加劲连接管件进行有效连接，并在常规钢管柱混凝土顶升前增加2选一项工艺步骤，加之使用自主发明的3项顶升装置及新型止流阀，能够克服较大的顶升阻力，一次完成超高变径钢管柱内全部混凝土的顶升。

2.2.1通过采用先顶升水或水泥砂浆在前面开道的方法，润滑了钢管柱的内表面，较大程度地减小了混凝土与钢管柱内表面的摩擦阻力，使紧随在水泥砂浆后面的混凝土能够顺畅地被

顶升，因此，该方法能够实现超高变径钢管柱内混凝土的一次顶升，施工效率高，工程质量容易保证。

施工过程中的关键点：顶升混凝土时候混凝土车辆必须全部到位或者不能有间断，泵车打压过程中千万不能中断，必须连续顶升混凝土至最顶端方可停止。

2.2.2施工方法通过顶升装置实现，通过采用在泵管的下面设置稳定支架的结构，减小了整个装置因进料引起的震动。通过采用在进料管与钢管柱之间焊接加强筋板的结构，来加强进料管与钢管柱之间的连接，能够避免进料管与钢管柱之间的焊缝撕裂，保证施工安全，通过在进料管和泵管之间加装混凝土泵输送高压胶管，能够对进入钢管柱的混凝土进行缓冲，起到减振的作用。实现超高变径钢管柱内混凝土的一次性成功顶升。

2.2.3新型的止流阀改变以往的插板式结构，采用限位闸板。在泵送混凝土的作用下，泵管震动，不会因泵管的震动会直接导致闸板的松动，从而使止流阀漏气，使用时，对外呈封闭状态，不漏气，施工方便，安全可靠；采用接头与混凝土输送泵管连接，使用方便；能够重复循环使用，成本较低。

3.适用范围

本工法适用于混凝土强度等级C50以下、顶升高度65m以下、直径Φ800以下钢管柱的一次泵送顶升。

4.工艺原理

钢管柱是分段吊装，并通过内衬加劲连接管件（如图4-1）进行有效连接，吊装完成后，纵向水平垂直支撑安装到位后方可进行钢管柱内混凝土浇筑。在钢管柱的下部管壁上开一个比输送管略大3mm的注入口，用高压输送泵管将混凝土输送泵的出口与注入口相连，采用类似超高钢管柱混凝土的顶升法，不同的是在顶升混凝土前增加泵送顶升水或水泥砂浆两选一项步骤，以启到润滑钢管内壁，较大程度的减小混凝土与钢管柱及法兰盘的摩擦阻力的作用。上述步骤后混凝土靠泵压通过输送管被连续注入钢管柱内，依靠顶升原理，砼由钢管柱内下端直至管内上端注满混凝土。钢管柱顶部设置溢流排气孔，以减少泵送压力。在钢管柱下部接口连接管上，采用设置止流阀的方法，防止混凝土倒流。钢管柱的混凝土顶升完毕后，质量检测方法采用钢管混凝土“四维质量检测法”即：一、敲击法：通过小锤敲击听声音的方法来判断是否存在管内混凝土与钢管内侧空鼓的情况；二、试验法：强度等级测定是否符合要求；三、超声波检测法：由超声波通过时的声速、振幅和波形等超声参数的变化判断混凝土内部的密实度、均匀性

和局部缺陷，检测频率一般选择40~100kHz范围内；四、局部钻孔法：可以直观检测实际混凝土强度和状态，但属于破坏性检测，需要压浆补强和补焊封固。

图4-1

5.施工工艺流程及操作要点

5.1．工艺流程(见图5.1-1)。