自密实混凝土专项施工组织设计方案-6.21

钢管柱自密实混凝土专项施工方案

工程名称：大连世界金融中心

编制依据：《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300一2001

《混凝土质量控制标准》CB50164一92

《自密实混凝土应用技术规程》CECS203:2006

《钢管混凝土结构设计与施工规程》CECS 28:90

《矩形钢管混凝土结构技术规程》CECS159:2004

《高强混凝土结构技术规程》CECS 104:99 工程部位：-5层～±0.000

工程概况：本工程地下6层，采用钢管混凝土和剪力墙结构

1. 钢管柱试验

制作典型的钢管柱进行样板柱试验，模拟现场气温、运距及施工条件进行混凝土的泵送施工。来检验混凝土填充的密实度和混凝土的泌水性能等其它性能指标。现场制作标养试件，浇筑28 天后先进行超声波检测，然后割开钢管观察混凝土的密实情况，并钻取芯样检测钢管内混凝土的强度。

样板钢管柱将做如下实验：

1.1 钢管混凝土的检测

1.1.1检测方法的选择

钢管混凝土浇筑完成并待混凝土达到一定强度后，需要对混凝土的浇筑质量进行检测，本工程检测方法采用超声波检测法。

1.1.2超声波检测原理概述

超声波检测钢管混凝土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，经钢管传向钢管外径另一端的接收能器。超声波在传播过程中遇到由各种缺陷时其能量就会在缺陷处衰减，造成超声波到达接收换能器的声时、幅值、频率的相对变化。根据这些相对变化，对钢管混凝土质量进行分析判断。

检测信号的分类及特征

1.2 钢管混凝土检测现场实施

检测工作流程检测工作分两个阶段：一是混凝土初凝后在钢管内部检测；二是混凝土终凝后在钢管外部检测。检测工作流程如下图所示：

1.3 钢管混凝土检测方法概述

钢管混凝土检测采用内部埋设声测管及外部布设检测点的方法，混凝土浇筑前在钢管内埋设3 根测声管，内外检测点均呈等边三角形布置，如下图：

1.3.1钢管砼初凝后的内部检测

以每两根管为一个测试剖面，对每个剖面进行检测。检测时，在两个测声管内分别放进发射换能器R 和接收换能器T，以同样的速度同步移动，每500 检测一次，逐点测读声学参数，检测方式以对测为主。

对上述检测可疑部位进行复测，复测时可采用多种方式进行，如下图：

通过跟无缺陷钢管混凝土的波形比较分析，确认混凝土的振捣质量。

1.3.2钢管混凝土终凝后外部检测措施

由于混凝土达到设计强度后施工作业面与检测作业面高差达3～5 节(约30～50 米)，所以不宜采取常规检测方法。本工程拟采用超声波自动爬行系统进行钢管混凝土外部检测，该系统各技术指标如下表所示：

通过钢管柱混凝土试验，为下面的钢管柱混凝土施工取得经验，根据试验经验及规范要求确定自密实混凝土施工方案。

2. 钢管柱自密实混凝土施工

2.1 混凝土浇筑

本工程地下室钢柱主要尺寸有1500×1500mm、1500×1000mm 等。采有自密实混凝土浇筑，钢管混凝土柱均为竖向直柱，且核心筒中钢管内部有竖向呈十字加劲板，将钢管分为四部分，给施工带来一定的难度。

2.2 施工方法

本工程钢管柱采用高抛自密实法：通过一定的抛落高度，充分利用混凝土坠落时的动能及混凝土自身的优异性能达到振实的效果。

2.3 浇筑过程

（1）对已安装就位的钢柱头加保护盖板，以防雨水、异物落入。钢柱安装完成后进行验收，确保钢柱定位误差和焊接质量满足规范要求。采用塔吊吊混凝土进行浇筑。

（2）自密实砼入模前，应对拌合物的工作性进行抽检。

（3）自密实现场取样制作试块，试块不作任何振捣；分二层注满模具，二次间隔时间30秒；表面抹光，终凝后压光。

（4）控制入模温度在10-30℃范围，钢管局部温度不应超过40℃.

（5）为减少各类气泡在钢管芯内水平隔板下聚集，钢管试验柱（标准节为三个楼层）分三次填充。混凝土液面的高度宜在楼层节点隔板下150-200mm左右位置。在钢柱外侧标注出每次浇筑的高度，浇筑

时锤击管壁，跟踪混凝土液面的高度，以控制每次浇筑的混凝土量。当浇筑到内隔板下时，停止10～15分钟后继续浇筑。采用振捣器振捣，振捣时注意快插慢抽，振点为水平隔板孔周围，振捣时间为15～20秒，并使振捣棒在振捣过程中上下略有抽动，上下混凝土振动均匀，以利于混凝土中的气泡充分上浮消散。

（6）混凝土应保持匀速、连续自由下落。浇筑过程中，混凝土要保持垂直从内隔板孔中自由穿过。

（7）钢管砼浇筑终止后将原有保护罩盖好，避免雨水及杂物进入。

2.4 钢管混凝土施工注意事项

3. 钢管混凝土质量保证措施

钢管混凝土柱是由钢管和混凝土共同作用的受力构件，要求混凝土具有很好的填充性能，确保充满钢管内的每个部位，混凝土要有良好的流动性、体积稳定性，加上钢管不象木模板一样有一定的吸水性，所以混凝土还要有良好的保水性能，不得有离析、泌水现象。

我们将采取下列措施确保钢管混凝土的质量：

3.1 原材料的质量控制

控制粗细骨料的级配、粒径、粒形、强度、含泥量、杂质等指标，特别是骨料中的泥块含量，含泥量不仅影响混凝土的强度，还使混凝土的自身收缩增，容易产生裂缝。还要控制粗骨料的空隙率，粗骨料的空隙率小不仅可以节约水泥，减少混凝土的自身收缩及混凝土的水化热，还可以提高混凝土的流动性，减少混凝对进场的原材料严格按规范规定的检验批次进行检验，不合格材料严禁进场。

3.2 双掺技术

在混凝土中掺加矿物掺合料不但可以提高混凝土的密实度、强度，还可以改善混凝土的流动性、可泵性，提高混凝土的耐久性。此外加入矿物掺合料还可以降低配合比中的水泥用量，减少混凝土的水化温升，降低混凝土的内外温差，防止出现温度裂缝，同时混凝土单方水泥用量减少使混凝土的自身收缩减小，也可防止裂缝的产生。此外加入掺合料还可以降低拌合物中的C3A 的浓度和碱的浓度，减少混凝土拌合物的泌水现象和坍落度损失，抑制混凝土中的碱-骨料反应。

3.3 膨胀剂

在混凝土中掺加一定量的膨胀剂来补偿混凝土的自身收缩，以补偿因温差和干缩产生的内应力，还可以降低混凝土的水化热，避免产生冷缝，确保混凝土在钢管中填充密实及和钢管壁之间的粘结。为了防止膨胀剂掺量过引起过度膨胀，模拟混凝土在钢管中的条件测定不同掺量下混凝土的各项性能及变形值，通过膨胀剂掺量的变化引起混凝土变形的变化来确定一个膨胀剂的最佳掺量。

3.4 配合比的优化设计

钢管混凝土要求混凝土拌合物有很好的自密实性能，要平衡混凝土的流动性和抗离析的关系，浆骨比要适当，砂浆量太小，影响混凝土的流动性；砂浆量过大，混凝土的自身收缩大，同时由于粗骨料体积比例小，混凝土的弹性模量降低，混凝土的受压变形增大。

3.5 拌合物的质量控制

混凝土倒锥法试验流出时间在8 至15 秒之间，压力泌水比小于40%。泵送混凝土坍落度200mm±20，非泵送混凝土坍落度140mm±20，混凝土的初凝时间不小于8 小时，终凝时间不大于12 小时，坍落度经时损失1 小时小于20mm，2 小时小于40mm。

3.6 砼拌合物生产控制

混凝土搅拌站要严格按配合比进行生产，生产前对搅拌楼的计量设备进行校定，确保原材料的计量准确。高强高流动性混凝土要求有足够的搅拌时间，搅拌时间要求控制在3 分钟，确保拌合物搅拌均匀，气温变化及砂石含水率变化时应对施工配合比及时调整，确保入泵混凝土坍落度的稳定，严格控制单方混凝土的用水量，炎热天气时

采取相应措施降低混凝土的入模温度，搅拌站及现场应加强对混凝土的抽检力度，不合格混凝土严禁使用。搅拌车在装车前应排除罐体内的洗车水，在运输过程中要保持旋转状态，卸料前高速旋转1 分钟，保证混凝土拌和均匀。并保持泵送的连续性。运输过程中，严禁向车内的混凝土加水。混凝土的运输时间应符合规定，未作规定时，宜在90min内卸料完毕。当最高气温低于25摄氏度时，运送时间可延长30min。混凝土的初凝时间应根据运输时间和现场情况加以控制，当需延长运送时间时，应采用相应技术措施，并应通过试验验证。混凝土在运输过程中应避免遗撒。

3.7 施工现场的质量控制

现场要合理安排调度混凝土运输车辆及混凝土浇筑的人员，防止混凝土运输车在现场等待时间过长，影响混凝土的质量。确保入模混凝土的坍落度一致，严禁在现场对混凝土拌合物加水，严格执行混凝土进场交货检验制度，由搅拌站人员向现场检验人员逐车交验，交验的内容有：目测混凝土有无泌水离析现象，试验员对每车的扩展度进行取样试验，扩展度必须保证在700～750mm之间，对于扩展度不符合要求的混凝土严禁使用。混凝土每车必检，检查必须有记录和检查人员签字。