钢管柱内灌注砼专项施工方案.docx

钢管柱内灌注砼专项施工方案
7.1钢管柱概况
楼层
柱编号
柱截面(mm)
砼强度等级
芯柱直径(mm)

B3~F5
GZ-1
①30x60
C70
20
GZ-2
①24x45
C70
14
F6~F10
GZ-1
①28x50
C70
18
GZ-2
①22x40
C70
12
F11~F24
GZ-1
①25x45
C70
15
GZ-2
①20x30
C70
10
F25~F30
F33~F46
GZ-1
①23x35
C70
13
GZ-2
①18x30
C60
-
F31~F32
F47~F48
GZ-1
①23x55
C70
13
GZ-2
①18x50
C60
-
F49~F62
GZ-1
①20x35
C60
10
GZ-2
①16x25
C60
-
F63~F64
GZ-1
①20x55
C60
10
GZ-2
①16x45
C60
-
F65
GZ-1
①18x30
C50
-
GZ-2
①16x25
C50
-
F66
GZ-1
①18x30
C50
-
GZ-2
-
-
-
F67~F73
GZ-1
①18x30
C50
-
GZ-2
6x3x30x30
-
-
F74~F87
GZ-1
①15x30
C50
-

GZ-2
6x3x30x30
-
-
7.2钢管柱施工方法选择
目前国内外常见的钢管混凝土施工方法有顶升法、高抛自密实法及人工振捣法，下面将这几种方法适用范围及特点描述如下：
方法名称
原理及特点
针对于本工程的适用性
顶升法
利用泵送的压力将混凝土由底到顶注入钢管，由混凝土自重及泵送压力使混凝土达到密实的状态。
对于大直径及浇注高度较大的钢管混凝土，一次性浇筑高度很大，混凝土的自重也很大，对输送泵的压力要求很高；而且浇筑一旦出现紧急情况中断后将无法继续顶升，所以不适合本工程施工。
高抛自密
实法
通过一定的抛落高度，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。
混凝土从串筒可直接到达底部，能达到高抛效果。
人工振捣
法
利用人工和振捣器械对混凝土实施振捣，以达到密实的效果
钢管外径由底部32mm ( 24mm变化到顶部的15mm ( 16mm)大部分钢管可以实现进入钢管内振捣，炎热天气时钢管底部内作业环境恶劣，所以工人不宜进入钢管内部过深，只有通过机械式

的振动棒伸入钢管内部方能实现
对混凝土的振捣。
7.3选择结果
通过前面的比较分析可知，采取高抛自密实法能保证混凝土的密实度，对于节点区域辅助以人工采用高频振动棒振捣。所有钢管混凝土均采用微膨胀自密实混凝土。
7.4施工设备和机具准备
序号
名称
型号及数量
1
砼输送泵
HBT60C-1816，2 台；用于F1~F22
HBT90C-2135D，2 台，用于F23~屋面
2
布料机
HGY-21型布料机2台，布料半径21m
3
吊斗
容量3 m ,4个；
4
串筒
内径150mm，厚度1.5mm。每节长度1.5m,共32节
5
简易爬梯
竖直爬梯（ 350x2mm：） 30套，每套2m;
斜向爬梯（ 350x250mm：） 12套，每套5m。
6
振动棒
德国威克IREN65型高频振动棒：12根。
7
照明及
监控装置
碘钨灯：24只；
云台监控摄像头：12个
7.5芯柱钢筋安装
每段钢管柱吊装、校正、焊接完成，该段钢管柱最上一层钢梁安装完成后，安装定型施工作业钢平台，将芯柱钢筋、箍筋吊装到钢平台上，人工通过爬梯进入钢管柱内绑扎芯柱钢筋，每1.8m用①48钢管焊接在钢管柱上形成井字形操作平台芯柱钢筋分段绑扎分段验收。
钢管内施工照明采用工人头戴安全矿灯，采用小型鼓风机送新风，每作业2小时换班一次。
7.6浇筑分区及顺序
根据现场混凝土输送泵的数量的选择，综合考虑钢管柱的吊装与钢管混凝土施工之间的工序协调、减少施工中间环节、减少各工序间产生矛盾，有效的保证工程工期，钢管混凝土柱分为2个区同时施工，如下图所示：

根据钢结构分节施工分段浇筑钢管混凝土，钢管混凝土分段浇筑顺序
为:

奇数段
偶数段
区域1
01-08
08-01
区域2
09-16
16-09
7.7施工作业平面布置

按浇筑顺序
I将泵管和布
料机布置在
钢平台上，
浇筑钢管混
凝土。
待单侧四根
钢管混凝土
浇筑完成后
用塔吊将布
料机移位，
继续浇筑另
外一侧钢管
柱混凝土
7.8混凝土浇筑
采用布料机泵送自密实微膨胀混凝土，混凝土采用串筒下料，串筒底部距离浇筑面3m，每浇筑3m高进行一次振捣，振捣沿钢管柱外侧至中部，振捣点间距0.3~0.4m，每点振捣时间控制在15~20s。当浇筑至距钢管柱顶5mm左右时，停止泵送混凝土，待泵管内砼自由流淌至钢管柱内，用钢钎探测浮浆厚度，人工用泥桶将钢管柱上浮浆清除；若浮浆清理后浇筑面距管距离大于0.5m，采用塔吊、料斗浇筑至钢管柱顶以下0.5m为宜。
7.9施工缝处理
钢管柱顶部浇筑面混凝土终凝后，立即进行施工缝凿毛和表面浮浆剔凿，直至露出骨料均匀分布的混凝土面，并清理干净。施工缝处理好后报请业主、监理验收并留照片资料。同时为防止雨天钢管柱内积水，在钢结构深化设计和制作时在每节钢管柱距离上 5mm处在钢管壁开直径20mm孔，用于钢管柱积水排除。
7.10重点控制措施
重点项目
控制措施
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，含泥量大不仅影响混凝土的强度，还使混凝土的自身收缩增大，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，减少混凝土拌合物的泌水。

对进场的原材料严格按规范规定的检验批次进行检验和验收，不合格材料严禁进场。
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。掺入适当微膨胀剂，降
低混凝土收缩，保证混凝土与钢管壁结合和粘结。
混凝土拌合物
生产控制
混凝土搅拌站要严格按照配合比进行生产，生产前对搅拌站的计量设备进行校核，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90秒以上，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，严格控制单方混凝土的用水量，确保入泵混凝土坍落度的稳定，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。
混凝土
现场验收
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，试验员对每车的坍落度进行取样试验，对于坍落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。
浇筑振捣
混凝土分层浇筑，一次浇筑高度不超过3m，每层辅助适当振捣，保证混凝土的密实度，混凝土浇筑全过程采用摄像监控辅助控制，确保施工过程处于有效的监控之中。
现场试件制作
严格按照《混凝土结构工程质量验收规范》对每根钢管柱每个浇筑段均制作试件，并做好施工纪录及试件强度试验报告。
混凝土浇筑
混凝土浇筑过程中，前台与后台保持有效沟通，混凝土浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。同一根钢管柱的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前
将上一层混凝土浇筑完毕。
现场交通协调
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。
7.11钢管混凝土密实度检测

检测方法
钢管混凝土柱施工完毕后，等混凝土终凝后，开始对混凝土进行检测。
超声波法是目前检测钢管混凝土密实程度和均匀性的首选检测方法。
超声波检测可以根据合理布设的检测点对钢管混凝土的密实程度和均
匀性进行全面而细致的检测，它可以检测出钢管混凝土是否存在缺陷，并找出缺陷位置。
方法
原理
超声波检测
方法
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，经钢管圆心、传向钢管外径另一端的接收换能器。超声波在传播过程中遇到由各种缺陷形成的界面时就会改变传播方向和路径，其能量就会在缺陷处被衰减，造成超声波到达接收换能器的声时、幅值、频率的相对变化。
超声波检测方法主要包括：波形识别法，首波声时法以及首波频率法
检测信号分类分析

钢管混凝土的质量有好有坏，接收换能器接收到的信号也就随之而变，
而常遇到的信号可以大致分为以下几类：
序号
类型
结果
1
声时短、幅值
大、频率高
表明超声波穿过的钢管混凝土密实均匀，没有缺陷。
2
声时长、幅值
小、频率低
表明钢管混凝土中存在着缺陷，而且缺陷的位置是在有效接收声场的中心轴线上即收发换能器的连线。
3
声时短、幅值
钢管混凝土中的缺陷不在有效接收声场的中心

小、频率低
轴线上，而是在有效接收声场覆盖的空间内，以致声线仍然通过有效接收声场的中心轴线，声时不会改变，然而有效声场空间里的缺陷使得声能受到衰减，导致幅值变小频率下降。钢管混凝土中的缺陷虽然在有效接收声场的中心轴线上，但是缺陷足够小。
钢管混凝土本身并没有缺陷，但是由于换能器与钢管外壁耦合不良，也会造成幅值变小、频率下降而声时变化很小的现象。这种现象是在检测过程中由人为因素造成的，它不能反映钢管混凝土的真实情况，必须杜绝它的出现。
钢管混凝土终凝后检测仪器

(1)超声波检测仪参数
本工程拟采用超声波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:
体积
252mmx185mmx58mm
工作温度
0C~+40°C
重量
约2kg(含内置电池)
供电方式
AC： 220 10%，内置锂电供电
声时测读精度
± 0.1 V s
声时测读范围
0~19999.9 ps
放大增益
82dB幅度分辨率
3.9%。

放大器带宽
10kHz~250kHz
接收灵敏度
<30^V
采样周期(V
s)
0.05~6.4，八档
最大采样长度
32k
发射电压(V)
65~10,五档
发射脉宽
20^s 20ms 可调
通道数
1
信号采集方式
连续
显示方式
640x480,TFT 彩
显
数据存储空间
32Mbytes(3.5 万波形+
数据)
通用接
并
支持打印机
HP系列及其兼容激光
打印机
(2)超声波检测仪技术要求及检验和操作

序号
项目
内容
1
超声波检测仪技术要求
进入现场进行钢管混凝土检测的超声波检测仪应通过技术鉴定并必须具有产品合格证。
仪器应具有良好的稳定性，声时显示调节在20~30vs范围内时，2h内声时显示的漂移不得大于±0.2vs。
2
换能器
技术要
求
换能器宜采用厚度振动形式压电材料。换
能器的频率宜在50~1kHz范围以内。
换能器实测频率与标称频率相差应不大于±10%。
3
检验和
操作
操作前应仔细阅读仪器使用说明书。
仪器在接通电源前应检查电源电压，接上电源后仪器宜预热 10min。

换能器与标准棒耦合良好，有调零装置的仪器应扣除初读数。
在实测时，接收信号的首波幅度均应调至30~40mm后，才能测读每个测点的声时值。
4
检测仪
器维护
如仪器在较长时间内停用，每月应通电一次，每次不少于1h。
仪器需存放在通风、阴凉、干燥处，无论存放或工作均需防尘。在搬运过程中须防止碰撞和剧烈振动。
换能器应避免摔损和撞击，工作完毕应擦拭干净单独存放。换能器的耦合面应避免磨损。
现场实施

(1) 检测工作流程
钢管柱混凝土施工前模拟实际钢管混凝土施工工艺在现场进行试件制作，对试件进行超声波检测并得出相应的检测数据，对数据进行分析得出各种情况下波形参数，该参数作为实际结构检测数据修正的依据。现场试件检测参数由业主、独立检测单位、监理单位、设计单位共同确认，以此确定由各方共同认可的最终检测方案。
施工准备工作T编制检测方案T钢管混凝土柱施工T混凝土终凝后外部检测T根据现场试件超声波检测波形参数进行数据修正T对比分析检测结果。
(2) 检测点布置
钢管混凝土浇筑完成后在钢管外壁上贴置检测片。测点应布置在同一
测区内，每一测区布置4个测点。其平面成对角布置，竖向每350mm 一道，如下图所示。
y发射(接收)换能器

7. 11. 5钢管混凝土检测
(1) 现场模拟浇筑模型检测
现场制作1： 1钢管混凝土柱模型，进行超声波检测(具体如前所述,)对超声波检测数据进行修正作为依据对现场钢管柱混凝土进行检测。
(2) 系数修正
由于混凝土是非匀质体，影响声速测量精度的因素较多，为了提高检测混凝土的准确性，关键是提高超声波声速测量的准确度。现场检测后的数据经过系数修正后，与现场试件检测得出的原始数据进行对比，得出最终混凝土浇筑质量的结果。
⑶现场同条件试件
每个直段和节点构件浇筑混凝土时均按规定制作同
条件试块，并检测不同龄期的混凝土强度。
现场检测实施要点
序
号
项目
采取措施
1
原始参数
分析
对试件的混凝土质量与超声波检测得出的原始参数
进
行对比，得出各种波形参数与混凝土质量之间的关系。
2
现场检测
在采集信号时必须要保证测距一致，选择测试参数一致，换能器耦合性一致，排除干扰造成的异常信号，采集稳定的有效信号。
3
检测人员
培训
为减少人为因素对检测结果的影响，现场检测前，对测
量人员实行超声波检测专业培训。
4
设备的检
测与养护
仪器必须符合《混凝土超声波检测仪》JG/T54检定要求，混凝土超声波检测仪有效期为一年。检测仪器需细心保养，防止碰撞损伤。