超高层建筑钢管混凝土柱及环梁施工技术

超高层建筑钢管混凝土柱及环梁施工技术

发表时间：2018-09-10T16:04:25.577Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：李建峰马涛[导读] 摘要：在某些建筑工程施工中，使用普通的钢筋混凝土进行结构柱梁施工，不容易满足其体积大小要求和受力荷载要求，为了解决这些问题，施工人员往往会采用钢管混凝土的施工方式进行结构柱梁施工，这种施工方式承载能力强，延性好，抗震性高，施工方便，用时少，耐腐蚀，具有很大的可行性和实用性。

摘要：在某些建筑工程施工中，使用普通的钢筋混凝土进行结构柱梁施工，不容易满足其体积大小要求和受力荷载要求，为了解决这些问题，施工人员往往会采用钢管混凝土的施工方式进行结构柱梁施工，这种施工方式承载能力强，延性好，抗震性高，施工方便，用时少，耐腐蚀，具有很大的可行性和实用性。现本文就主要分析超高层建筑钢管混凝土柱和环梁的施工技术方法。

关键词：超高层建筑；钢管混凝土；吊装；焊接；环梁施工随着人类社会的不断发展，人们为了使得超高层建筑的施工质量和稳定性得到进一步的保障，就将许多新型的施工技术和结构形式应用到其中。其中钢管混凝土由于有着较强的强度、各方面性能比较出色，因此得到了人们的广泛应用。所谓的建筑钢管混凝土，就是指将一定强度等级的混凝土灌入钢管内，经过捣实凝固来使钢管和混凝土形成一个具有很大强度和抗弯能力的建筑构件。钢管混凝土融合了钢筋抗完型强与混凝土强度等级大的优点，避免了钢管强度低，混凝土抗弯性能差的缺点，使用钢管混凝土柱是非常具有优越性的。

一、钢管混凝土柱和环梁的特点

（1）承载力高、延性好，抗震性能强。在钢管混凝土柱和环梁结构施工的过程中，钢管材料主要是在混凝土结构中提高了受压的作用，使得混凝土结构的抗压强度得到进一步的提升，使得整个建筑结构的稳定性得到很好的提升。

（2）施工方便，工期大大缩短。在钢管混凝土柱以及环梁结构施工的过程中，钢管材料主要是采用的劲性骨架结构来对其进行施工处理的，这样就使得混凝土结构的承载能力得到保障，也会对混凝土的质量和性能造成影响。

（3）耐腐蚀性能优于钢结构。在混凝土浇筑浇筑的过程中，钢管材料的应用，还有着良好的耐腐蚀性，这样就使得钢管混凝土材料在使用的过程中，不会受到外界环境因素的影响，而出现质量问题，提升了工程的施工质量和成本。

二、钢管混凝土柱和环梁施工重点及难点

钢管柱吊装方案的选择直接影响钢管混凝土柱的施工进度、安全、质量和成本，对整个工程而言尤为重要。钢管柱现场焊接质量和核心混凝土浇筑是整个钢管混凝土柱施工质量的关键。其施工难点如下：（1）钢管混凝土柱环梁主筋直径大、数量多，箍筋种类多、间距小，特别是两根钢管混凝土柱之间的环梁，钢筋绑扎时操作面小，绑扎困难；（2）钢管混凝土柱核心混凝土设计强度等级为C50，由于混凝土强度高，收缩量大，且混凝土与钢管柱壁之间无任何连接，混凝土与钢管柱间易产生收缩裂缝，难以保证混凝土质量。

三、超高层建筑钢管混凝土柱及环梁施工技术

1、钢管柱的制作与吊装方案设计

钢管柱是由钢铁制造厂直接卷制而成，因为钢管柱过大，为了适应吊装条件和运输条件，我们决定将其进行分节处理，并且要做好相应的接头处环箍焊接、内衬管焊接和吊耳焊接等预处理，以满足施工的吊装需要。在设计吊装方案时，可以吊装钢管混凝土柱和楼层施工同步进行。这种吊装方案能够降低施工成本，且便于后续施工，也更利于保证施工安全。同时，采用同步施工方式，核心混凝土的施工质量更容易得到保证，并且整个施工进度也不会受吊装作业的影响。

2、吊装施工

（1）钢管柱校正固定。为方便钢管柱的吊装并提高塔吊吊装效率，钢管柱接头采用内衬管，同时利用吊耳焊接在钢管柱内壁作为临时定位导向板。每根钢管柱吊装就位并对中后即可松钩。钢管柱的垂直度校正采用在接头上下各焊接1块水平钢板，用千斤顶进行校正。

（2）钢管柱焊接前校正测量。钢管柱两侧在互成90度的两个弧面上用白漆标明垂直度控制点，并在两个互成90度方向上用经纬仪测量控制点，根据测量人员指令调整钢管柱安装的垂直度。

（3）标高测量。在混凝土结构上设置4个标高控制点作为标高控制网，然后通过高层传递，测量柱顶标高，记录焊后测量数据，作为调整钢管柱长度及下节钢管柱制作依据。

3、现场焊接及探伤检查

由于焊接量较大、焊接周期要求短的特点，可以采用焊接效率高的CO2气体保护半自动焊接工艺。（1）施焊前应清除焊缝坡口附近铁锈、油污、灰尘、水分等。（2）不允许在母材上引弧损伤母材，施焊时应注意焊道的起弧、收弧接头处不产生焊缝缺陷，多层多道焊时接头应错开。（3）CO2气体纯度不得低于99.5%，使用前应做放水处理，当气瓶内的压力低于1.0MPa时应停止使用。（4）焊接时要采取防风防雨措施。（5）焊缝同一部位的返修次数不得超过两次，当超过两次时应按返修工艺处理。（6）焊接完毕，焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝外观质量，并做好焊接记录。（7）焊接完成24h后，方可进行焊缝探伤检验。根据设计要求，焊缝质量应按二级焊缝质量要求进行超声波探伤检查，探伤比例为20%。

4、钢管混凝土柱环梁施工

钢管混凝土柱与框架梁之间通过钢筋混凝土环梁连接。钢管混凝土柱环梁的施工是主体结构施工的关键，环梁的钢筋绑扎速度直接影响主体结构工期。由于环梁和框架梁钢筋直径较大，最粗钢筋为32，框架梁钢筋在环梁内必须打弯锚固，且每根钢管混凝土柱同时连接3根以上的框架梁，环梁箍筋多而密，给环梁的钢筋绑扎带来了很大的困难，特别是两根钢管混凝土柱间的框架梁，由于钢筋在绑扎过程中作业面小，使框架梁的钢筋绑扎更加困难。环梁钢筋绑扎过程中采用以下措施：（1）采用数控机床加工环梁圆弧钢筋，提高环形钢筋加工尺寸的准确性，外侧圆弧钢筋等分两段加工，内侧圆弧等分三段加工，为方便环梁钢筋的就位和绑扎提供条件。（2）在场外用脚手架搭设临时平台，进行环梁预制绑扎，分段圆弧钢筋接头位置采用10d单面焊接，内侧三段圆弧钢筋外移固定，暂不焊接，防止吊装过程与钢管柱栓钉和耳板碰撞。绑扎过程中在环梁内设置斜向钢筋作为临时支撑防止环梁钢筋扭曲变形。（3）对框架梁高度大于等于800mm，框架梁主筋直径大于等于25mm以上环梁采用下料U形箍筋现场绑扎，待框架梁主筋就位后再封闭箍筋。（4）环梁模板支设完成后，将绑扎成型的环梁钢筋，采用塔吊整体吊装至钢管柱上，调整方向下落就位。（5）将内弧钢筋向内移动就位，接头采用搭接焊连接（6）与环梁连接的框梁纵筋端头采用直螺纹锚固板工艺，伸入环梁内侧，满足锚固要求。

5、钢管柱核心混凝土施工