钢管柱混凝土顶升施工技术

钢管柱混凝土顶升施工技术

陈浩 ,姜明明,单泳胜

中国建筑第八工程局有限公司　　山东烟台　　264000

摘要：随着我国建筑行业的发展，我国对高层钢结构建筑的需求量也在不断增加。施工现场钢管柱内混凝土的施工多采用高抛法，不仅钢管柱内混凝土的施工质量无法保证，而且施工过程中涉及到高处作业，施工安全也存在较大隐患。为提高钢管柱混凝土浇筑质量，采用顶升法浇筑施工，可有效解决传统高抛带来的泥浆污染及混凝土成型质量等问题。

关键词：钢管柱；混凝土；顶升；止流阀

0引言

公共标志性建筑一般都采用大型钢结构，在建设过程中，所使用的钢管柱混凝土运输方法为天泵高抛的浇筑方式，这种浇筑方式简单方便，但是容易造成泥浆污染，混凝土下落过程中容易离析，振捣不密实，混凝土成型质量差，还存在一定的安全隐患。因此现阶段钢管柱混凝土浇筑方式采用顶升法浇筑。

1钢管柱设计概况

烟台蓬莱国际机场二期T2航站楼工程地上4层，地下1层，为柱下独立基础；D区大厅屋盖钢柱下部支承于钢管混凝土柱上，钢管混凝土柱有Y型分叉柱、竖直柱和摇摆柱三种形式，共计88根。

钢管柱混凝土设计为C50微膨胀自密实混凝土。具有高流动度、不离析、均匀性和稳定性，浇注时依靠其自重流动而达到密实的混凝土。拟定配合比见下表：

2施工工艺流程

钢管柱支撑及开孔→短管焊接→止流阀安装→地泵管安装及加固→顶升混凝土→关闭止流阀→泵管拆除→终凝后短管割除→钢管柱圆孔补焊→进入下一循环。

3操作要点

（1）钢管柱混凝土浇筑

钢管柱混凝土采用顶升法浇筑：在钢管柱的底部（距柱脚板0.8m为宜）钢柱上开一个浇注孔（孔径稍大于泵管外径，约137mm），将出料短管插入浇注口中焊接牢固，采用地泵进行泵送顶升直至柱顶。

地泵管依次与混凝土泵输送高压软管、止流阀、出料管相连，出料管一端与止流阀用管卡连接，另一端接入钢管柱内，并焊接牢固。顶部预留50mm的排气孔，并加焊倒U型钢管，排气的同时用以确认浇筑进度，防止混凝土浆四处喷溅造成污染。

止流阀采用新型下压杠杆式止流阀，主要由前后接头、前后挡板、8字板、下压杠杆以及螺栓组成，其中8字板与下压杠杆为一体装置。连接顺序为进料管—前接头—前挡板—8字板—后挡板—后接头—出料口，8字板与前后挡板通过螺栓连接。通过切换8字板上的导通孔与封闭板以达到防回流的目的。装置接头内径125mm，外径148mm，将带有下压杠杆的8字板与30cm×26cm宽钢挡板利用五颗螺栓连接；前后接头通过管卡与进出料口牢固连接；上部两颗螺栓同时起到限位作用；使用时，在前后钢挡板与8字板之间的缝隙内涂满黄油，既可以确保浇筑过程中装置密封不漏气，同时在浇筑完成后切换挡板时也有一定的润滑作用；浇注口由进料口至出料口呈刀口状；混凝土浇筑到顶后，通知操作员控制泵压，然后人工下压杠杆至左下部螺栓处，当8字板完全挡住浇注口后即可拆除后续地泵管。具体如下图：

图3-1  止流阀装置平面图            图3-2  1-1剖面图

开始混凝土顶升前先顶升砂浆，以减小混凝土顶升过程中的阻力。浇筑过程中所需混凝土的方量必须保证连续供应，不得出现长时间停滞。

管内混凝土的浇筑质量，应先通过敲击钢管的方法进行检测，利用木槌敲击根据声音判断是否密实，如果出现异常，应当立即采用超声波检测。对于超声波检测显示不密实的部位，应采取相应的补强措施（钻孔压浆）,检测合格后再将钻孔补焊。

（2）钢管柱混凝土养护

钢管混凝土柱顶在混凝土终凝后，一般在12小时左右，开始洒水养护，保持混凝土在养护阶段始终处于潮湿状态，但不得蓄水，养护时间为7天。

（3）钢管柱密实度检测

通过敲击钢管以及超声波检测的方式对钢管柱内混凝土的混凝土质量进行检测,且超声波检测数量不少于20%。对振捣不到位的部位,应采取相应的补强措施（钻孔压浆）,检测合格后再将钻孔补焊。本工程D区大厅累计88根钢管混凝土柱，现场抽取18个钢管柱（角部、中部和边部各6根）进行埋设声管超声波检测。

超声波检测特征见下表：

4质量保证措施

（1）钢管砼柱的砼强度等级，应按设计文件严格执行;

（2）现场应逐车测定混凝土坍落度，所测结果满足设计和施工要求。(即气温≤30℃时，混凝土坍落度为180±20mm，气温>30℃时，混凝土坍落度为200士20mm。)

（3）钢管混凝土柱内混凝土用的水泥，采用矿渣硅酸盐水泥;砂子应为中砂;石子级配要合格，粒径以5～10mm为宜，水灰比<0.45。

（4）钢管柱内混凝土泵送顶升质量，应先通过敲击钢管的方法进行检测，利用木槌敲击根据声音判断是否密实，对振捣不到位的部位,应采取相应的补强措施（钻孔压浆）,检测合格后再将钻孔补焊。

（5）顶升完毕后，对溢流出粘附在钢管柱上的混凝土残渣及时清除掉，以保证钢管柱的表面整洁干净。

（6）钢管柱内混凝土达到70%强度以后，即可补焊浇注洞口钢板。所用钢板应采用原开孔钢板，焊缝高度与母材厚度一致，焊接完成后对表面进行打磨处理，检查验收合格后，方可进行补漆。

（7）根据工期计划，考虑现场实际情况，每次顶升留置一组同养和一组标养试块。

5结语

本文论述的钢管柱混凝土顶升施工技术已成功应用于烟台蓬莱国际机场二期T2航站楼工程，有效节约了施工工期，同时确保施工安全，保障了主体结构实体质量。通过优化施工方案，积极应用新型止流阀，解决了传统施工方法的质量、安全、成本等问题。

参考文献

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四型机场建设关键技术研究与示范CSCEC-2021-Z-34