钢管混凝土柱柱脚插入_外包组合施工技术
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特殊部位处理
（１）快易收口网在预留杯口中的使用。根据上述工 艺流程的特点，需在杯口四周做吊模，由于杯口内侧设 有外包柱脚钢筋且较密，若采用木模，拆模困难，经分 析，采用快易收口网进行吊模既操作方便，又克服了拆 模困难的难题。为避免混凝土浆体渗漏，采用双层快易 收口网且支设在外包柱脚外侧确保杯口尺寸。见 图 ３。
广东建材，２００６，（１０）：８０－８２．
图 5 首节柱定位与垂直度偏差统计
参照 ＧＢ ５０２０５—２００１ 《钢结构工程施工质量验收 规范》附录 Ｅ 钢结构安装的允许偏差，２４ 组格构柱安装 均满足规范要求。
结语
实践证明，埋入 ＋ 外包组合施工技术可行，工期、 成本降低效果明显且操作简便，为类似大型钢结构工 程的施工提供了相关的经验和数据，对同类工程具有
□文献标识码：C □文章编号：1008-3197（2010）06-56-03 □收稿日期：2010-10-08 □作者简介：赵聚成/男，1981 年出生，工程师，天津市市政工程
设计研究，从事道路设计工作。
地形、地物等不利条件的综合分析，方案一巧妙利用了 □甄 曦/天津市市政工程设计研究。
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
６００
１ ８００
１ ８００
８ ４００ １ ８００
１ ８００
６００
２ ６５０
２５＠２００
３２＠２００
直径 ６００ ｍｍ
１
承台预留 杯口边线
１
钢管混凝土柱
－０．０５０
－３．７００
２５＠２００
２ １５０
18 天津建设科技 2010·NO.6
图 1 钢管格构柱独立承台基础平面示意
单位：mm
Constructional Engineering 建 筑 工 程
格构柱基础设计方案及施工难点
因为钢管混凝土格构柱首节柱为主体结构主要构 件，是其上部 ４７．８５ ｍ 高结构的唯一支撑部分，其定位 的准确性和可靠性直接影响到整体结构的质量，因此 首节柱安装必须准确，柱脚刚接必须可靠。由于每组首 节钢管格构柱较长，体积较大，吊装、稳固、微调难度较 大，因此，采用何种有效的措施或工艺方法，确保格构 柱首节柱基础可靠连接、定位、垂直度的准确是此工程 钢结构施工质量控制的重点和难点。
（３）方案比较。对两种方案进行综合比较，见表 ２。
服务区匝道交通流量较小的条件，将其做为新立交的 匝道出入口，不但发挥了其原有交通功能，而且大大减 小了立交工程规模，降低了工程造价。因此将方案一， 即半苜蓿叶型互通式立交形式作为推荐方案。
结语
表 2 京沪高速子牙园立交方案综合比较
项目
方案一
方案二
线型指标
（下转第 ５８ 页）
19 天津建设科技 2010·NO.6
市 政 公 用 建 设 Municipal and Public Construction
１０ ｍ 小桥，上跨现有村道。在 Ａ 匝道上设置 １ 处匝道收 费站，规模为 ２ 进 ３ 出，远期预留 ３ 进 ５ 出。
该方案主要特点为需要做辅助车道，对京沪高速 主线进行加宽，对京沪高速公路主线行车影响比较大； 北京—子牙园主流向绕行距离长；路基填土高，桥梁面 积多，工程总体规模较大，施工难度较大。
建 筑 工 程 Constructional Engineering
钢管混凝土柱柱脚插入 + 外包 组合施工技术
□文/隋杰明 张俊鹏 亓立刚 黎佩奇
摘 要：在新一代运载火箭静力分离试验厂房超大空间单层排架结构工程中，钢管混凝土 格构柱为群桩独立承台基础，采用常规的埋入式施工工艺难度较大且不经济；根 据工程现场的实际条件，进行了相关的理论分析，考虑了各种可能的影响因素和 不利情况，详细制定了钢管混凝土柱柱脚“插入 ＋ 外包”组合施工方案。文章对该 方案加以详细介绍。
目前，圆钢管混凝土柱刚接柱脚构造的主要方式 包括插入式、外包式与埋入式。由于本工程为罕见的超 大空间单层钢结构厂房，对钢管格构柱的刚度要求非 常大，因此在设计中，格构柱柱脚采用埋入式与外包式 相结合的刚接方式。见图 ２。
工艺流程
基础垫层施工完毕—绑扎承台及外包柱脚钢筋— 首次浇注混凝土预留杯口—杯口内标高找平—吊装格 构柱首节柱—测量、校正定位、垂直度—浇注混凝土。
图 2 格构柱基础剖面示意
尺寸：mm 高程：m
施工工艺
以 ４．８ ｍ×８．４ ｍ×１．５ ｍ 群桩独立承台为例，介绍 钢管混凝土格构柱首节柱安装、定位、调垂等过程。
工艺原理
依据埋入 ＋ 外包式的结构设计方式，采用基础预 留杯口，先将结构柱体组立固定在设计标高，然后杯口 用细石混凝土灌实的插入式柱脚施工工艺，再结合外 包式柱脚施工方法进行施工。
（上接第 １９ 页）
一定的借鉴和推广作用。
施工效果
□■
待钢管混凝土格构柱首节柱整体全部施工完毕后 对其定位及垂直度进行测量，统计结果见图 ５。
参考文献： ［１］建筑施工手册编写组．建筑施工手册（第四版）［Ｍ］．北京：中
国建筑工业出版社，２００３．
［２］陈允智．钢结构柱脚螺栓预埋安装施工工艺［Ｊ］．中国高新技
关键词：钢管混凝土格构柱；单层排架结构；群桩独立承台；插入 ＋ 外包式柱脚；刚接；内撑
工程概况
新一代运载火箭静力分离试验厂房占地面积约 ８ ０３６ ｍ２，建筑高度 ５５．３５ ｍ，横跨宽 ４５ ｍ，纵向长 １０８ ｍ， 主要功能为中国运载火箭静力分离试验技术研究用 房。场地静止水位埋深 ０．２０～０．５０ ｍ，地下水属于潜水 类型，主要由大气补给，以蒸气形式排放，土质属于典 型软土类型，地面至 －８．０ ｍ 天然土均为粉质粘土或淤 泥质粉质粘土，以下部分主要为粉质粘土或粉土。
术企业，２０１０，（２１）：１７３－１７４．
［３］陈自国，何文跃，杨翔东．大跨度空间轻钢结构厂房的设计及
施工［Ｊ］．新型建筑材料，２００７，（２）：８２－８３．
［４］刘 艳，邓 芃．门式刚架轻型厂房钢柱基础所受内力的分
析［Ｊ］．工程与建设，２００７，（４）：６７－６９．
［５］邓健莹．浅谈钢柱基础及设备基础螺栓预埋的施工方法［Ｊ］．
□中图分类号：TU745.7 □文献标识码：C □文章编号：1008-3197（2010）06-18-02 □收稿日期：2010-10-08 □作者简介：隋杰明/男，1982 年出生，工程师，中国建筑第八工
程 局 有 限 公 司 天 津 分 公 司 ，从 事 工 程 技 术 管 理 工 作。 □张俊鹏、亓立刚、黎佩奇/中国建筑第八工程局有限公司天津分 公司。
单位：尺寸 mm 标高 m
图 3 快易收口网使用示意
（２）预制标准内撑保证杯口尺寸。钢管柱直径 ６００ ｍｍ，栓钉长度 １００ ｍｍ，为确保杯口内外包柱脚钢筋定位 准确，防止钢筋在混凝土浇注过程中错位，保证钢管柱 预埋空间尺寸，采用 ５＃ 角钢预制 ８１０ ｍｍ×８１０ ｍｍ 内撑 支架，在支撑完毕后，混凝土浇注前后对支架定位进行 测量，即内撑定位支架的中间线（４０５ ｍｍ 点）与承台中 间控制线重合，发现不在同一立面上，需进行调整后进 行下道工序。
工程结构形式为单层钢管混凝土排架结构；柱体
为 ４ 根直径 ６００ ｍｍ 的钢管混凝土柱组合构成的格构柱 形式，共 ２４ 组，钢管柱内采用强度等级为 Ｃ４０ 的微膨 胀自密实混凝土；基础形式为柱下群桩独立承台基础， 每个独立承台基础桩由 ２４ 根 ４５０ ｍｍ×４５０ ｍｍ 方桩组 成，桩长 ２８ ｍ，承台结构尺寸共 ３ 种类型，分别为 ５．２ ｍ×９．２ ｍ、４．８ ｍ×８．４ ｍ、５．２ ｍ×７．２ ｍ，基础埋深 ３．７００ ｍ，承台横向间距 １．０～２．０ ｍ，纵向间距 ４５．０ ｍ。钢管格 构柱分 ４ 次吊装，长度分别为 １０．２、１８、１５、１２．８ ｍ，其 中首节柱埋入承台 ７００ ｍｍ，承台上部混凝土外包柱脚 高度为 ２ １５０ ｍｍ。见图 １。
好
较好
京沪高速公路子牙园立交的修建，将使子牙循环 经济产业区经高常路与京沪高速公路直接连通，大大 方便了静海县，尤其是天津子牙循环经济产业区与华
交通功能 道路面积 ／ｍ２
较好 ３６ ８６３
较好 ２０ ４１５
北、华东以及天津港的直接联通，同时对于吸引地方交 通，加强园区与市区、港口的联系，带动区域经济发展
58 天津建设科技 2010·NO.6
桥梁面积 ／ｍ２
１ ０３７．７６
９ ３９４
及完善国家、天津市路网规划都将起到重要作用。
占地面积 ／ｈｍ２ １１．１３
１４．６３
□■
施工难易程度 容易
困难
□中图分类号：U448.17
土方 ／ｍ３
６３ ５１６
２４３ ９３２Байду номын сангаас
收费站
２座
１座
建安费 ／ 万元 ５ ４９８．０２
１１ ００６．７８
由表 ２ 可以看出。通过对京沪高速子牙园立交的
（３）楔形垫块调整 １９ ｔ 柱体垂直度。在钢管格构柱 吊装前，在杯口底板先测量画出格构柱四肢钢管位置 线，然后每肢钢管位置线上放置两组 １５ ｍｍ×１５０ ｍｍ × ２００ ｍｍ 钢板与长 １５０ ｍｍ，宽 ５０ ｍｍ 的楔形垫块，垫块在 钢管柱位置上的标高必须一致，即为柱底板标高；格构 柱就位后定位偏差或垂直度偏差， 采用坐在承台上顶 部支撑点设在格构柱底排缀杆上的 ４ 个顶重 １０ ｔ 千斤 顶及杠杆进行微调。
（１）快易收口网在预留杯口中的使用。根据上述工 艺流程的特点，需在杯口四周做吊模，由于杯口内侧设 有外包柱脚钢筋且较密，若采用木模，拆模困难，经分 析，采用快易收口网进行吊模既操作方便，又克服了拆 模困难的难题。为避免混凝土浆体渗漏，采用双层快易 收口网且支设在外包柱脚外侧确保杯口尺寸。见 图 ３。
广东建材，２００６，（１０）：８０－８２．
图 5 首节柱定位与垂直度偏差统计
参照 ＧＢ ５０２０５—２００１ 《钢结构工程施工质量验收 规范》附录 Ｅ 钢结构安装的允许偏差，２４ 组格构柱安装 均满足规范要求。
结语
实践证明，埋入 ＋ 外包组合施工技术可行，工期、 成本降低效果明显且操作简便，为类似大型钢结构工 程的施工提供了相关的经验和数据，对同类工程具有
□文献标识码：C □文章编号：1008-3197（2010）06-56-03 □收稿日期：2010-10-08 □作者简介：赵聚成/男，1981 年出生，工程师，天津市市政工程
设计研究，从事道路设计工作。
地形、地物等不利条件的综合分析，方案一巧妙利用了 □甄 曦/天津市市政工程设计研究。
□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□
６００
１ ８００
１ ８００
８ ４００ １ ８００
１ ８００
６００
２ ６５０
２５＠２００
３２＠２００
直径 ６００ ｍｍ
１
承台预留 杯口边线
１
钢管混凝土柱
－０．０５０
－３．７００
２５＠２００
２ １５０
18 天津建设科技 2010·NO.6
图 1 钢管格构柱独立承台基础平面示意
单位：mm
Constructional Engineering 建 筑 工 程
格构柱基础设计方案及施工难点
因为钢管混凝土格构柱首节柱为主体结构主要构 件，是其上部 ４７．８５ ｍ 高结构的唯一支撑部分，其定位 的准确性和可靠性直接影响到整体结构的质量，因此 首节柱安装必须准确，柱脚刚接必须可靠。由于每组首 节钢管格构柱较长，体积较大，吊装、稳固、微调难度较 大，因此，采用何种有效的措施或工艺方法，确保格构 柱首节柱基础可靠连接、定位、垂直度的准确是此工程 钢结构施工质量控制的重点和难点。
（３）方案比较。对两种方案进行综合比较，见表 ２。
服务区匝道交通流量较小的条件，将其做为新立交的 匝道出入口，不但发挥了其原有交通功能，而且大大减 小了立交工程规模，降低了工程造价。因此将方案一， 即半苜蓿叶型互通式立交形式作为推荐方案。
结语
表 2 京沪高速子牙园立交方案综合比较
项目
方案一
方案二
线型指标
（下转第 ５８ 页）
19 天津建设科技 2010·NO.6
市 政 公 用 建 设 Municipal and Public Construction
１０ ｍ 小桥，上跨现有村道。在 Ａ 匝道上设置 １ 处匝道收 费站，规模为 ２ 进 ３ 出，远期预留 ３ 进 ５ 出。
该方案主要特点为需要做辅助车道，对京沪高速 主线进行加宽，对京沪高速公路主线行车影响比较大； 北京—子牙园主流向绕行距离长；路基填土高，桥梁面 积多，工程总体规模较大，施工难度较大。
建 筑 工 程 Constructional Engineering
钢管混凝土柱柱脚插入 + 外包 组合施工技术
□文/隋杰明 张俊鹏 亓立刚 黎佩奇
摘 要：在新一代运载火箭静力分离试验厂房超大空间单层排架结构工程中，钢管混凝土 格构柱为群桩独立承台基础，采用常规的埋入式施工工艺难度较大且不经济；根 据工程现场的实际条件，进行了相关的理论分析，考虑了各种可能的影响因素和 不利情况，详细制定了钢管混凝土柱柱脚“插入 ＋ 外包”组合施工方案。文章对该 方案加以详细介绍。
目前，圆钢管混凝土柱刚接柱脚构造的主要方式 包括插入式、外包式与埋入式。由于本工程为罕见的超 大空间单层钢结构厂房，对钢管格构柱的刚度要求非 常大，因此在设计中，格构柱柱脚采用埋入式与外包式 相结合的刚接方式。见图 ２。
工艺流程
基础垫层施工完毕—绑扎承台及外包柱脚钢筋— 首次浇注混凝土预留杯口—杯口内标高找平—吊装格 构柱首节柱—测量、校正定位、垂直度—浇注混凝土。
图 2 格构柱基础剖面示意
尺寸：mm 高程：m
施工工艺
以 ４．８ ｍ×８．４ ｍ×１．５ ｍ 群桩独立承台为例，介绍 钢管混凝土格构柱首节柱安装、定位、调垂等过程。
工艺原理
依据埋入 ＋ 外包式的结构设计方式，采用基础预 留杯口，先将结构柱体组立固定在设计标高，然后杯口 用细石混凝土灌实的插入式柱脚施工工艺，再结合外 包式柱脚施工方法进行施工。
（上接第 １９ 页）
一定的借鉴和推广作用。
施工效果
□■
待钢管混凝土格构柱首节柱整体全部施工完毕后 对其定位及垂直度进行测量，统计结果见图 ５。
参考文献： ［１］建筑施工手册编写组．建筑施工手册（第四版）［Ｍ］．北京：中
国建筑工业出版社，２００３．
［２］陈允智．钢结构柱脚螺栓预埋安装施工工艺［Ｊ］．中国高新技
关键词：钢管混凝土格构柱；单层排架结构；群桩独立承台；插入 ＋ 外包式柱脚；刚接；内撑
工程概况
新一代运载火箭静力分离试验厂房占地面积约 ８ ０３６ ｍ２，建筑高度 ５５．３５ ｍ，横跨宽 ４５ ｍ，纵向长 １０８ ｍ， 主要功能为中国运载火箭静力分离试验技术研究用 房。场地静止水位埋深 ０．２０～０．５０ ｍ，地下水属于潜水 类型，主要由大气补给，以蒸气形式排放，土质属于典 型软土类型，地面至 －８．０ ｍ 天然土均为粉质粘土或淤 泥质粉质粘土，以下部分主要为粉质粘土或粉土。
术企业，２０１０，（２１）：１７３－１７４．
［３］陈自国，何文跃，杨翔东．大跨度空间轻钢结构厂房的设计及
施工［Ｊ］．新型建筑材料，２００７，（２）：８２－８３．
［４］刘 艳，邓 芃．门式刚架轻型厂房钢柱基础所受内力的分
析［Ｊ］．工程与建设，２００７，（４）：６７－６９．
［５］邓健莹．浅谈钢柱基础及设备基础螺栓预埋的施工方法［Ｊ］．
□中图分类号：TU745.7 □文献标识码：C □文章编号：1008-3197（2010）06-18-02 □收稿日期：2010-10-08 □作者简介：隋杰明/男，1982 年出生，工程师，中国建筑第八工
程 局 有 限 公 司 天 津 分 公 司 ，从 事 工 程 技 术 管 理 工 作。 □张俊鹏、亓立刚、黎佩奇/中国建筑第八工程局有限公司天津分 公司。
单位：尺寸 mm 标高 m
图 3 快易收口网使用示意
（２）预制标准内撑保证杯口尺寸。钢管柱直径 ６００ ｍｍ，栓钉长度 １００ ｍｍ，为确保杯口内外包柱脚钢筋定位 准确，防止钢筋在混凝土浇注过程中错位，保证钢管柱 预埋空间尺寸，采用 ５＃ 角钢预制 ８１０ ｍｍ×８１０ ｍｍ 内撑 支架，在支撑完毕后，混凝土浇注前后对支架定位进行 测量，即内撑定位支架的中间线（４０５ ｍｍ 点）与承台中 间控制线重合，发现不在同一立面上，需进行调整后进 行下道工序。
工程结构形式为单层钢管混凝土排架结构；柱体
为 ４ 根直径 ６００ ｍｍ 的钢管混凝土柱组合构成的格构柱 形式，共 ２４ 组，钢管柱内采用强度等级为 Ｃ４０ 的微膨 胀自密实混凝土；基础形式为柱下群桩独立承台基础， 每个独立承台基础桩由 ２４ 根 ４５０ ｍｍ×４５０ ｍｍ 方桩组 成，桩长 ２８ ｍ，承台结构尺寸共 ３ 种类型，分别为 ５．２ ｍ×９．２ ｍ、４．８ ｍ×８．４ ｍ、５．２ ｍ×７．２ ｍ，基础埋深 ３．７００ ｍ，承台横向间距 １．０～２．０ ｍ，纵向间距 ４５．０ ｍ。钢管格 构柱分 ４ 次吊装，长度分别为 １０．２、１８、１５、１２．８ ｍ，其 中首节柱埋入承台 ７００ ｍｍ，承台上部混凝土外包柱脚 高度为 ２ １５０ ｍｍ。见图 １。
好
较好
京沪高速公路子牙园立交的修建，将使子牙循环 经济产业区经高常路与京沪高速公路直接连通，大大 方便了静海县，尤其是天津子牙循环经济产业区与华
交通功能 道路面积 ／ｍ２
较好 ３６ ８６３
较好 ２０ ４１５
北、华东以及天津港的直接联通，同时对于吸引地方交 通，加强园区与市区、港口的联系，带动区域经济发展
58 天津建设科技 2010·NO.6
桥梁面积 ／ｍ２
１ ０３７．７６
９ ３９４
及完善国家、天津市路网规划都将起到重要作用。
占地面积 ／ｈｍ２ １１．１３
１４．６３
□■
施工难易程度 容易
困难
□中图分类号：U448.17
土方 ／ｍ３
６３ ５１６
２４３ ９３２Байду номын сангаас
收费站
２座
１座
建安费 ／ 万元 ５ ４９８．０２
１１ ００６．７８
由表 ２ 可以看出。通过对京沪高速子牙园立交的
（３）楔形垫块调整 １９ ｔ 柱体垂直度。在钢管格构柱 吊装前，在杯口底板先测量画出格构柱四肢钢管位置 线，然后每肢钢管位置线上放置两组 １５ ｍｍ×１５０ ｍｍ × ２００ ｍｍ 钢板与长 １５０ ｍｍ，宽 ５０ ｍｍ 的楔形垫块，垫块在 钢管柱位置上的标高必须一致，即为柱底板标高；格构 柱就位后定位偏差或垂直度偏差， 采用坐在承台上顶 部支撑点设在格构柱底排缀杆上的 ４ 个顶重 １０ ｔ 千斤 顶及杠杆进行微调。