钢管混凝土施工技术

钢管混凝土施工技术探析
[摘要]：文章简单介绍钢管混凝土在建筑住宅中的应用，就钢管柱制作与拼接组装，钢管内混凝土的浇筑和钢管混凝土施工的措施对钢管混凝土施工技术做出了全面的分析。

[关键词]：钢管混凝土；施工技术；混凝土浇筑
中图分类号：tu755.9 文献标识码：a
引言
钢管混凝土结构是近几年推广的新技术之一。

钢管混凝土结构即在钢管内填充混凝土，将两种不同性质的材料组合成为整体的复合结构。

钢材的特性是强度高，具有弹塑性，但易失稳；混凝土具有较好的抗压特性，但抗折性能差。

二者结合，钢管保护混凝土，延续了受压时的纵向开裂，混凝土则对薄壁钢管起到局部稳定作用。

钢管内处于侧限受压状态，其抗压强度可成倍提高，同时，由于核心混凝土存在，提高了钢管的刚度，也使结构的承受能力大幅度提高。

由于二者取长补短合理组合，所以可节约钢材30％，降低工程造价20％以上。

1钢管混凝土在建筑住宅中的应用
20世纪60—80年代钢管混凝土开始应用于工业与民用建筑，随着理论研究的深入，设计规程的颁布和其自身具有的优点，钢管混凝土被越来越广泛的应用于单层和多层工业厂房、设备构架柱、各种构架、支架、栈桥柱、地铁站台柱、送变电杆塔、桁架压杆、桩、空间结构，近1 0年又被应用于桥梁结构，高层和超高层建筑中，
特别是近2—3年，它被越来越多地应用于住宅建筑中，并取得了良好的经济效益和建筑效果。

一方面是因为钢结构自身具有科技含量较高，利于环境保护，且可再生利用等优点，另一方面是由于我国钢产量大幅度增加，产量渐趋饱和，钢材价格随之下降，所以近年来我国开始大力推广钢结构，鼓励采用钢结构。

2钢管柱制作与拼接组装要求
1）钢管柱制作
钢管柱要求各部件的制作，焊接尺寸、位置、标高必须准确，为减少现场工作量，保证质量、钢管以及衬管，环形封顶板，抗剪环箍，柱脚定位环板及螺栓配件等制作，组焊集中在工厂内完成，经检验合格后再现场安装。

2）钢管柱的拼接组装
首先是根据运输条件和吊装条件对钢管的长度进行确定，一般不长于12m，其次，在钢管对接时应严格保持焊后肢管的平直，焊接时，除控制几何尺寸外，还应注意焊接变形对肢管的影响，焊接宜采用分段反向顺序，分段施焊应保持对称，焊接前，对小直径钢管可采用点焊定位，对大直径钢管可另用附加钢筋焊，钢管外壁作临时固定，固定点的间距可取300mm左右，且不得小于3点，钢管在焊接过程中如发现点焊定位处的焊缝出现微裂缝，则该微裂缝部位须全部铲除重焊，为确保连接处的焊接质量，可在管内接缝处设置附加衬管，其宽度为20mm，厚度为3mm，与管内壁保持0.5mm的膨胀间隙。

3孔的设置与安装
在钢管混凝土中主要孔的设置和安装有：灌注孔、排渣孔、排气孔等。

其中灌注孔的设置和安装方面，主要是通过采用孔径为125mm的灌注孔并同混凝土输送管等直径，并保持方向向上并与钢管轴线成30°夹角。

其次采用法兰盘使钢管灌注管与混凝土输送管相连接，并设止浆阀以及增设相应的灌注口保持灌注的连续性。

在排渣孔的设置和安装方面，排渣孔设置的目的是为了排除钢管内焊渣以及拱脚混凝土残浆。

排渣孔通常情况下的直径为100mm，是安装在距离拱脚（或隔仓板）0. 2mm 处的拱肋节前下方底部处，且与同类直径的截止阀相连接。

在排气孔的设置与安装方面，根据钢结构的焊缝、板厚等自身强度因素及钢管混凝土自身因素的影响，因此排气孔应每隔一定的距离就对应的设置一个，排气泄压孔尽可能的多设置，且在孔径、方向、孔外露的尺寸等方面应适宜。

从而确保排气孔的设置符合建筑工程施工技术的要求。

4清除管内残渣
在钢管混凝土的灌注过程中钢管内残渣的排除也是一个非常重要的过程。

因此在钢管混凝土的灌注前应采用两台或者多台地泵同时向里面不停的灌注清水，确保残渣通过清水的冲洗从排渣孔阀门中排出来，直至排渣孔中的残渣全部被排出为止可停止泵水，然后将清水放净，并将排渣阀门关闭，从而完成管内残渣的清除工作。

5钢管内混凝土的浇筑
混凝土自侧管上口灌入，用振捣器捣实。

管径大于350mm时，
采用内部振捣器。

每次振捣时间不少于30s。

一次浇筑高度不宜大于2m。

当管径小于350mm时，可采用附着在钢管上的外部振捣器进行振捣。

外部振捣器的位置应随着混凝土浇筑的进展加以调整。

外部振捣器的工作范围，以钢管横向振幅为不小于0.3mm为有效。

振幅可用百分表实测，振捣时间不少于1min，一次浇筑的高度不应大于振捣器的有效工作范围的2m— 3m长度。

此法所用混凝土的坍落度宜为20 ~40mm，水灰比不大于0.4，粗骨料粒径为10—40mm。

混凝土的配合比至关重要，除需满足强度指标外，尚应注意混凝土坍落度的选择。

混凝土配合比应根据混凝土设计等级计算，并通过试验后确定，钢管内的混凝土浇筑工作，宜连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。

需留施工缝时，应将管口封闭，防止水、油和异物等落入。

每次浇筑混凝土前，应先浇筑一层厚度为100mm-200mm的与混凝土等级相同的水泥砂浆。

以免自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳现象。

当混凝土浇筑到钢管顶端时，可以使混凝土粗骨料产生弹跳现象。

当混凝土浇筑到钢管顶端时，可以使混凝土稍溢出后，再将留有排气孔的层间隔板或封顶板紧压在管端，随即进行点焊，待混凝土强度达到设计值的50％后，再将横隔板或封顶板按设计要求进行补焊。

有时也可将混凝土浇筑到低于钢管的位置，待混凝土强度达到设计值50％后，再用相同等级的水泥砂浆补填至管口，并按上述方法将横隔板或封顶板一次封焊到位，管内混凝土的浇筑质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，则应用超声波检测，
对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔也补焊牢固。

应做好以下工作：
1)在防火设计方面，要简化钢管混凝上防火极限的设计方法，制定钢结构住宅建筑的防火设计规范，只有这样，才能有助于推广钢管混凝土在住宅建筑中的应用。

2)加强钢结构住宅建筑在火灾后的残余力学性能评估与灾后的维修，加固措施的研究。

3)钢结构住宅的关键在于外墙板的价格、质量、防水、耐久性及接缝的处理等。

目前虽然有的墙板各个方面性能比较好，但价格较高，开发商和住户无法接受，所以暂时还无法大力推广，因此，我们应该大力开发价廉物美，轻质高强且具有耐久性的外墙板下相应的配套构件。

4)结合实际工作，进一步完善钢结构住宅建筑的设计理论，不同类型结构设计规范和施工规程，尽快编制各类构件的配套图集。

5)此外，钢结构住宅对施工队伍的施工技术要求比较高，而国内大部地区主要进行混凝土结构的施工建设，因此应加强对钢结构专业施工队伍的培训，进一步促进钢管混凝上在住宅中的发展与应用。

6钢管混凝土施工的措施
1）钢管混凝土施工质量的控制措施。

钢管混凝土施工质量对于建筑工程的施工过程至关重要。

因此在钢管混凝土的施工过程中要按照相关的施工规范对所有进场的原材料进行验收，检验合格后才
可使用。

在钢管混凝土的输送过程中输送管应尽可能的减少和避免使用弯管，节省材料的同时，提高施工的质量。

混凝土灌注前，应及时的检查和发现混凝土输送泵和输送管的各种状况。

2）钢管混凝土施工技术的措施。

钢管混凝土在施工的过程中应对各个零部件进行仔细的检查，尤其是混凝土灌注前输送泵的性能和状况，确保输送泵在工作过程中灌注的连续性及机器运行良好，必要时或者在条件允许的情况下可以提前备用多台输送泵，防止机械运行出现故障时候可以替用。

在输送管的布设过程中尽可能的避免和减少输送管的弯道，保持输送管的紧密性防止漏气、漏浆的现象出现。

在输送泵泵送之前需用清水和水泥砂浆按照1：1 的比例对管道进行润滑，后采用输送泵向钢管内泵送混凝土。

注意润滑用的水和水泥砂浆不能泵入钢管内。

对于施工过程中钢管内混凝土的泵送应进行相应的质量和技术检测，其中主要包括：含砂率、坍落度、和易性检验等方面，确保混凝土质量各个方面良好。

结束语
通过对钢管混凝土的各个施工工艺进行了讨论，探讨了钢管混凝土施工技术在未来建筑工程项目中发展的施工质量和技术措施，对未来钢管混凝土的成熟和发展意义重大。

参考文献：
[1]钟善桐．钢管混凝土结构[m]．北京：清华大学出版社，2003．
[2]韩林海．现代钢管混凝土技术[m]．北京：中国建筑工业出版社，2004．
[3]王元丰．钢管混凝土徐变[m]．北京：科学出版社，2006．。