超高层建筑钢管混凝土柱施工技术.pdf

第3 2卷第2 期 Vo l _ 3 2 No 2 建筑施工 B U I L D I N G C 0 NS T R U C T 1 0 N 超高层建筑钢管混凝土柱施工技术 Con s t r u c t i on Te c hn ol ogy f or CF ST Col um n i n Supe r Hi gh- Ri s e Bui l di ng 口 张 湘林 ( 中建五局广东公司 广东 深圳I 5 1 8 0 0 5) 【 摘 要】 珠江国际大厦超高层结构为钢框架一核心筒结构，外围柱为钢管混凝土柱，柱高1 6 5 m，垂直度控制要求高。为 了满足标 准层 6 m 一层 的工期要 求 ，介绍钢管 吊装 、梁板 支模 、钢筋绑扎 、混凝 土浇筑等 工序 交叉 同步施 工及采取的质量控制 措施 满足 了工期及质 量要 求。 【 关键词】超高层钢管混凝土柱交叉施工 【 中图分类 T U 7 5 6 4 + 1 ， 文献标识码 B 【 文章编号】 1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 0 ) 0 2 0 1 4 9 0 2 1 工程概况 珠江国际大厦超高层高档办公楼位于广州市越秀区越 华路 ， 地上 4 5层， 其中裙楼 7 层 ， 地下 4层， 总建筑面积 1 0 3 5 4 0 m 。 ， 建筑超高度 1 7 5 1 ， 外墙采用古铜色全玻璃幕墙 ， 屋 面平台为直升机停机坪( 图 1 ) 。工程为钢框架一核心筒混凝 土结构 ， 外围柱采 用 l 6 根 1 1 0 0 fi l m 、 壁厚 1 6 m m的钢管 柱， 钢管柱内填充 C 6 0高强度混凝土， 钢管柱外侧采用 C 3 5 的混凝土外包作为钢管柱保护层，柱大小为 1 2 m x 1 2 m ， 核心筒采用 5 0 0 m m厚的钢筋混凝土剪力墙结构。 工程结构抗震等级为一级， 安全等级一级， 耐火等级一 级。 2 钢管混凝土柱的结构设计特点 钢管混凝土柱同时具备 了钢管和混凝土两种材料的性 质， 钢管混凝土在轴向压力作用下， 钢管的轴向和径向受压 而环向受拉 ， 混凝 土则三 向皆受压 ， 钢管和 混凝土 皆处于三 向应力状态。三向受压的混凝土抗压强度大大提高， 同时塑 性增大， 其物理性能上发生了质的变化， 由原来的脆性材料 【 作者简介】 张湘林( 1 9 7 7 一 ) ， 男， 副总工程师， 高级工程师。联 系地址 ： 广 东省深圳市深 南东路 2 1 0 5号 中建 大厦 6 楼 ( 5 1 8 0 0 5 ) 。 【 收稿 日 期】 2 0 0 9 一 l 2 0 3 图 1 珠江 国际 大厦效果 图 转变为塑性材料。钢管混凝土结构柱的主要优点为： ( 1 )钢管混凝土柱截面比钢筋混凝土柱可减少 6 0 ， 扩 大 了建筑物的使 用空 间。 ( 2) 超高层钢管混凝土柱结构抗压和抗剪承载力高。 ( 3 )柱子截面减小 ， 自重减小， 有利于结构抗震。 ( 4)钢管壁薄便于选材、 制造与现场焊接 ， 是施工最为 快捷的建筑结构。 ( 5 )钢管混凝土柱内的混凝土可大量吸收热能 ， 其耐 组织施工、 质量、 安全部门会同监理进验收， 合格后方可投入 使 用。 5 结 语 经过1 2 个工程实例的使用，在地下室顶板采用格构柱 加固的方法，使施工升降机可以直接安装在车库顶板上， 升 降机基础与车库顶板连成一体。 避免了在车库项板上再做升 降机的基础 ， 从而减小了底层上料平台高度 ， 减轻了工人的 劳动强度； 同时， 也避免了在车库顶板上开洞 ， 下雨天车库地 面到处是水需抽水的现象。 从而比较经济地解决了施工升降 机在车库顶板上的安装难题。 参考文献 1 】 钢结构设计规 范 G B 5 0 0 1 7 2 0 0 3 2 热轧等 边角钢 尺寸、 外形、 重量及允许偏差 G B9 7 8 7 1 9 8 8 1 4 9 第 2期 张湘林： 超高层建筑钢管混凝土柱施工技术 2 2 0 1 0 火性优于钢柱。 ( 6 )钢管柱内侧采用 C 6 0高强度混凝土填充， 外侧采 用 C 3 5 混凝土保护层保护， 有利于钢管柱的防火处理。 3 钢管柱混凝土的施工特点 4 5 层中， 标准层 3 8层， 标准层施工要求6 d 一层， 工期 紧， 钢管柱内高强度 C 6 0混凝土的施工与钢管柱吊装及标准 层梁板模板结构施工交叉配合进行， 其主要的施工特点有： ( 1 ) 钢管柱总高达 1 6 5 m ， 垂直度控制要求高。 ( 2 ) 标准层施工工期短 ， 钢管柱的吊装、 梁板混凝土结 构的模板钢筋、 钢管柱内混凝土填充、 钢管柱外围混凝土保 护层等多道工序的交叉施工， 施工难度大。 ( 3 )钢管柱混凝土浇筑、 钢管柱与梁交接处节点处理 的质量控制要求高。 ( 4)钢管柱的焊接质量控制及钢管柱内混凝土的超声 波检测， 应满足设计要求。 4 钢管柱的施工方法 4 1 钢管柱的施工工艺 钢管柱吊装一钢管柱焊接一焊缝检测一钢管柱 内混凝 土浇筑一钢管柱外侧钢筋绑扎一钢管柱外侧模板支设一钢 管柱外包混凝土浇筑一下一层钢管柱吊装 4 2 钢管柱吊装施工 钢管柱标准层每层高 3 5 m， 裙楼层高 5 m ， 采用每层 吊装一次 ， 吊装焊接点预留在楼层以上 1 5 m处， 钢管柱标 准层吊重 2 7 5 t ， 裙楼吊重 3 9 3 t ， 采用 Q T Z 1 6 0 t m的塔 吊 吊装， 吊装在每层混凝土浇筑完成后插入进行， 1 6 根钢管柱 吊装分两批进行， 每次吊装 8根， 每次吊装时间半天。 4 3 钢管柱的吊装定位 柱定位采用外侧垂线及内部轴线控制网相结合的方法 进行控制， 内部轴线控制网采用垂准仪投点测绘 ， 并放出柱 的四周边线及钢管柱吊装定位轴线点，内部轴线网点在首 层， 同时在 1 5层、 3 0层处进行原始轴线网点转换。外侧每层 采用垂线， 每层的垂线控制点在下一层的钢管柱上， 同时每 隔 5 层进行一次外侧轴线点的复核， 辅以经纬仪进行。当出 现外侧轴线点与内部轴网控制偏差 1 m m时应进行轴线的 复核 ， 找出原因， 进行纠偏。 4 4 钢管柱的焊接 钢管柱的焊接采用气弧焊， 焊接完成后先进行超声波检测 自检， 自检合格后邀请第三方检测单位进行检测。 4 5 钢管柱高强度混凝土的浇筑 钢管柱内高强度 C 6 0混凝土采用塔吊吊运的方式在钢 管柱焊接检测合格后进行， 同时在柱内预埋检测混凝土密实 度的超声波管。 4 5 I 高强度混凝土的质量原材料控制 水泥 ： 选用强度等级为 5 2 5的普通硅酸盐水泥。 1 5 0 掺合料： 选择 1 级粉煤灰， I级粉煤灰的活性较硅灰小， 但对混凝土的后期强度提高有特殊的作用。 减水剂： 在减水剂选择时， 适合高强混凝土的生产。 碎石： 选用5 3 1 5 m m碎石， 该种碎石立方体抗压强度 高 ， 满足高强混凝土 的使用要求。 河砂 ： 选用东江中粗砂， 该砂细度模数在 2 8 - 3 2之间， 颗粒级配好， 砂源干净 ， 砂的含泥量及泥块含量少， 不含氯离 子。 4 5 2 混 凝 土 配 合 比设 计 C 6 0混凝土配合比设 计 2 8 d平均抗压强度应达到 7 2 M P a ， 保证混凝土有足够的富余强度， 弥补生产及施工过 程中一些不确定因素对混凝土强度的影响。 4 5 3 混凝土的浇筑振捣 钢管柱用插入式振捣棒密插短振， 逐层振捣。振捣棒垂 直插入混凝土内， 要快插慢拔， 振捣棒应插入下一层混凝土 中 5 1 0 c m 。振捣棒插点按梅花形均匀布置， 逐点移动， 按 顺序进行 ， 不得漏振， 每点振捣时间不少于 6 0 S 。管外配合 人工木槌敲击， 根据声音判断混凝土是否密实， 每层振捣至 混凝土表面平齐不再明显下降， 不再出现气泡， 表面泛出灰 浆为止。 钢管柱混凝土超声波检测， 每 4层进行一次， 在混凝土 强度达到 1 0 0 后进行。 4 6钢管柱外包混凝土施工 钢筋绑扎和钢管柱模板施工，钢管柱外包混凝土采用 和梁板混凝土一起浇筑的方式进行。 4 7 标准层钢管柱与结构梁板模板的交叉配合施工 第 1 d ： 钢管柱吊装与核心筒柱墙钢筋同时进行， 天 之内完成钢管柱的吊装。 第 2 d 3 d ：钢管柱焊接与梁板模板支撑体系交叉同 时进行， 钢管柱的焊接及检测完成， 同时结构梁板模板完成。 焊接过 程中在钢管柱外围采用彩条布封 闭围护。 第 4 d - 5 d ： 完成钢管柱内混凝土的浇筑， 同时进行梁 板钢筋的绑扎 ， 钢管外包柱的钢筋绑扎和模板支设， 三道工 序 交叉进行 。 第6 d ： 进行结构梁板柱和钢管柱外包混凝土的浇筑。 5 结 语 珠江国际大厦超高层钢管柱全高垂直度控制在 5 m m ， 同时 4 5层钢管柱的焊缝检测全部合格，未出现返工修补现 象， 钢管柱内混凝土超声波检测密实度全部符合要求， 混凝 土同条件养护试块强度全部合格 ， 强度评定满足要求。同时 成功解决了钢管混凝土柱与结构梁板的交叉配合施工问题， 工期满足要求。 参考文献 【 1 】建筑施工手册( 第四版) 冲 国建筑工业出版社 北京2 0 0 3 娟鹳 3