高抛自密实混凝土矩形钢管柱在宁波钱湖天地项目中的应用.pdf

第 3 8卷第 3期 2 01 1年 3月 建筑技术开发 V o 1 3 8 ， N o 3 M a r 2 011 高抛 自密 实混凝 土 宁波钱 湖天 地项 矩 形钢 管柱 在 目中的应 用 王 红 生 ( 华 东建筑设 计研 究 院第一 结构设 计所 ， 上海 2 0 0 0 0 2 ) 摘 要 介绍 l高抛免振 自密实钢管混凝土结构 ， 以宁波钱 湖天地项 目为 案例背景 ， 阐述高抛 自密实 钢管混凝土 的施 T组织 、 作业流程及质量控制要 点 ， 验证高抛 自密实钢 管柱混凝 土施工 的相关理论 ， 为 建筑同行提 供借鉴 和 参 考 。 关键词 钢管混凝土 ； 施T组织 ； 工艺 流程 ； 质量控制 中图分类号T U 7 5 5 6 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 x( 2 o l 1 ) 0 3 0 0 3 5 - 0 3 APPLI CATI ON OF HI GH DRoPPI NG S TEEL PI PE CONCRETE WI T H S E L F C oMP AC T AB I L I T Y I N NI NGB O QI AN HU P R OJ E C T A b s t r a c t Ke y wo r d s Hi g hd r o p p i n g S t e e 1 p i p e C o n c r e t e w i t h S e l f c 0 mp a c t a b mt y i s p r e s e n t e d， b a s e d o n Ni n g b o Qi a n h u P r o j e c t ， c 0 ns t r uc t i o n o r g a n i z a t i o npr o c e s s a n d q ua l i t y c o n t r o l o f h i g h d r o p pi n g S t e e l - p i p e c o ns r e t e wi t h s e l f c o mpa c t a b i l i t y s t e e l p i p e c o n c r e t e； c o ns t r uc t i o n o r g a ni z a t i o n； p r o c e s s； q ua l i t y c o nt r o l 随着建筑技术 的迅猛发展 ， 钢 管混凝土在高层建 筑和大 跨度结构 丁程 中得 到 了广泛 的推广应 用。钢管混 凝土是 将 混凝土填充入钢 管 内形 成 的组 合材 料。它能利 用钢管 和混 凝土两种材料在受力过程 中相互之间 的协 同承载作用 ， 使钢 管混凝土具有承载 能力高 、 塑 性和韧 性好 、 耐火 和抗震性 能 好 、 经济效 益优 良等特点 。钢管混凝土 的应用越来越 得到人 们 的 重 视 。然 而 ， 钢管 混 凝 土 的灌 注 施 工 难 度 相 当大 。 高抛免振 自密实混凝 土使用新 型混凝 土外 加剂 和掺用 大量 的活性细掺合料 ， 通 过胶结料 ， 粗细骨料 的选择 与搭 配 的精心 的配合 比设 计 ， 使 混凝 土 的屈服 应力 减少 到 适宜 范 围 ， 同 时 义具 有 足 够 的塑 性 粘 度 ， 使 骨 料 悬 浮 于水 泥 浆 中 ， 混 凝土拌和物既具有高流动性 ， 又不离析 、 泌水 ， 能在 自重下填 充模板 内空问 ， 并 形成 均匀 、 密实 的结构 。可 有效解 决钢 管 混凝土的施工困难 ， 并可避免 出现 无法振 捣或振捣不 足而 造成空洞 、 蜂窝等质量缺陷 ， 大大 降低 施T噪声 ， 加快施工 速 度 ， 保证和提高施工质 量 ， 是钢 管混凝土 施工 方法 的发 展 方 向之 一 。 1 项 目简 介 宁波 城市经 典 广 场 主 楼位 于 宁 波 市 鄞 州 区 ， 总 建 筑 面积 约 2 0万 H i ， 为酒 店 式 公 寓 。南 北 长 约 1 5 m， 东 西 长约 1 0 0 m， 地 下 2层 ， 地 上 2 2层 ， 屋 面高 度约 8 0 m； 地 下 收稿 日期 ： 2 0 1 01 21 5 作者简 介： 王红生 ( 1 9 7 5 - ) ， 男 ， 安徽舒城人 ， 毕业 于东南大学 ， 硕士 研究生 ， 结构工程师 。 2层局 部地 下 室 为六 级 人 防 。图 l 为 本 工 程 的结 构 计 算 模 型 。 图 1 结构模型 地上部分结构 由华东建筑设计研究 院设计 ， 主体结构为 连体结构 ， 在 B 3 B 7与 B 2 2 B 2 6轴之 间设置 钢结 构框 架支撑简体 。两个 简体之 间在 8l 0层处 通过 两层高 的转 换桁架连接 ， 用以 支承其 上部 1 2层楼 面。抗 侧 力结构 采用 钢结构支撑框架 体系。框 架柱有矩形钢 柱 、 矩形钢 管混凝土 柱 两种 。矩 形 钢 管 混 凝 土 柱 截 面 尺 寸 有 5 5 0 mil l8 5 0 l n l n 2 5 mn l2 5 mm 、 8 7 0 I l l I n 7 0 0 a i m 2 5 mm 2 5 mm 、 9 0 0 mm 90 0 n l m 28 h i m 28 ton i 、 6 0 0 H I n l6 00 m m x 1 6 mm 1 6 I nIn 等多种 ， 拄钢材采 用 Q 3 4 5一B级 、 Q 3 9 0 J GC级钢 。图 2为 矩形钢管混凝土柱布置平面。 3 5 第 3期 王 红 生 ： 高抛 自密 实 混凝 土矩 形 钢 管 柱 在 宁 波钱 湖 天地 项 目中 的应 用 第 3 8卷 1 5 0 o ： 2 多 4 4 0 O 3 6 o 0 3 0 0 0 C1 C2 C2 C6 C6 C 4 厂 一 厂 厂 厂 u _ l I g l C 7 器 l C 7 C 7 C 7 ， 一 厂 厂 ，一 。 C3。 。 C7 。 C 7 C3 C3 。 C7 昌 厂 厂一 厂 厂 厂 厂：。 I ： l C 1 C 2 C 2 C 6 C 6 _ 一 。 _ _ ， 一 厂 广 图 2钢管混凝土柱布置 2施 工 工 艺 根据 白密实混凝土具有高流态 、 保塑性、 坍落度损失小 、 缓凝 、 微膨胀 的特点 ， 施工程序与普通混凝 土有 不同之处 ， 经 过试验及总结 同行 经验 ， 我 们编制 了 高抛 免振 自密实混凝 土施工工艺 ， 并组 织技 术方 案交 底 ， 作为 现场施 作 的指导 依据 。 根据本项 目工地处 于闹市 区的这一特 点， 对 自密实 混凝 土工艺流程进行作业交底 ( 如图 3 ) 。 3现 场 施 工 组 织 要 领 3 1 自密 实混 凝 土 施 工 管 理 组 织 根据 高抛砼施工 的特点要求施 工单位成 立 由项 目生产 经理任组长的矩形钢管 柱施 工领导小组 ， 全面负责 与有 关各 方的协调及高抛混凝土柱的全程施工工作 。 图 3 施 工 工 艺 流 程 3 2 自密 实 混凝 土操 作 人 员组 织 针对施工单 位初次 实施高抛免振 自密实钢 管混凝土浇 筑 ， 我们要求作施工方 挑选有 成熟经验 的混凝 土技工 ， 组成 矩形钢管柱混凝 土浇筑 专业作业 班组 ， 设组 长、 专 业技术 负 责人各一名 ， 进行技术 培训 ， 到类 似工地进 行高抛 自密 实混 凝土施工的实地操练 ， 学 习掌握钢 管 自密实 混凝 土的特点 ， 对施工操作人员进行技 术交底 ， 掌 握浇筑要 求和注 意事项 ， 并建立 岗位责任制 ， 加强管理 。 4泵送 混凝 土的浇筑方法 1 ) 混凝土浇筑采用混凝土输送泵输送 、 带 导向管漏斗下 料的浇筑方式 。即 由地泵将 混凝 土送 至作业楼层 ， 再将泵管 接至钢管柱 口下料斗 ， 经下料斗 、 导向管 自由抛落至柱 内。 2) 下 料 料 斗 用 角 钢 加 固 。 料 斗 用 3 mm 厚 铁 皮 制 作 ( 型 式 见图 4) 。 3 4 图 4料 斗 示 意 1一吊耳； 2一t h 2 5钢筋 ； 3一带来 向管漏斗； 4一搁至土钢管挂 上； 5一钢管柱 ； 6一导向管 3 ) 浇筑过程说 明 混凝土罐车就位后 ， 后台计量员用对讲机通 知前台指 挥 ， 开始输送混凝 土。前 台将润管 用 的水 泥砂浆 ( 与 原混凝 土同配 比) 尽数 泵送放置在灰槽 内， 到混凝土放 出为止 ， 后 台 3 6 将混凝土注满在泵料斗 ， 暂停输送。 待前台将泵 管下料管移至柱头下料 斗上部 ， 通知后 台 输送混凝土。过程中利 用测绳测量液 面高度 ， 将混凝 土液面 停 留在 约整节钢 管柱高度 的二分之一处 隔板 以下 2 0 c m至 5 0 c m位置左右 ， 以隔板位 置为准 。停 留至少 5 mi n后再 将 混凝 土浇 至 距 柱 顶 3 0 0 mm 处 。 在浇筑 到标 高后 ， 待混凝土扩展 、 密实 、 气泡排 出稳定 后 ， 在初凝前 ， 检查 浇 注完成 的混 凝土 面有 无 浮浆 ， 若有 浮 浆 ， 需将其舀出 。 在浮浆 清理 完备后 ， 盖好 矩形钢管 柱上部 盖板 ， 防止 雨水和杂物等掉人。 5 施 工质 量 控 制 5 1 混凝 土供 应 质 量 管 理措 施 高抛 免振 自密实钢管混凝 土浇筑需适 应季节温 差等变 化 ， 混凝土配合 势必需要 结合现 场工况做 进一 步的调整 ， 为 此 ， 我 们 针 对 混 凝 土 的供 应 总 结 出若 干 质 量 控 制 要点 ： 1 ) 严格按照 C E C S 2 0 3 -2 0 0 6自密实混 凝土应用技术规 程执行 ， 必须保证浇筑前混凝 土的质量 。 2 ) 配合 比一定要基 本稳定 ， 但 随着季节 、 温度 及泵送 高 度 的变化 ， 配合 比应 根据现 场情况进 行微调 ， 必须 保证混凝 土 质 量 和 可 泵 送 性 能 。 3 ) 考虑混凝 土和钢管之 间空隙 ， 应在混凝 土中添加膨胀 剂 ， 但因添加膨胀 剂对混凝 土强 度有影 响， 添加 比例应 控制 在 5 至 1 0 之 间 。 4 ) 含气量要小 ， 必须采用一级粉 煤灰 ， 并 适当增加搅拌 ( 下 转 6 8页 ) 第 3期 王纬 ： 建 设 项 目全过 程造 价 咨询 服 务 第 3 8卷 i ) 法规 、 货 币及汇率变化引起 的索赔 。 建设单位反索赔 的主要 内容 建设 单位 反索赔 的 内容 除 施工 方 自行 提 出 索赔 的方 面 外 ， 还包 括 ： 施 工 缺 陷 、 业 主合 理 终 止 合 同或 施 工 方 不 正 当放弃 施工 、 结 算送 审超 额 扣 款 、 甲供材 料 扣款 等 。对 于施 工方 容易 主动提 出的 索赔 ， 主要 是 提前 防范 ， 在合 同 签 订和施 工过 程 中根 据 相关 规 定 合 理 的 进行 预 测 ， 并 做 好 相应预 案 。建设 方 主动 实 施 的 索 赔 ， 需 要 在 结 算 环 节 注 意扣除 。 9) 签证 、 竣 工 图 变 更 签 证 必 须 是 手 续 齐 全 ， 且 签 证 内 容 明确 ， 不 出 现 模 棱两可无法计价的情况 ， 否则按相关约定给予处理。 竣 工 图 纸 ： 需 要 甲方 、 监 理 、 施 工 方 共 同 确 认 ， 对 于 确 认 不全的要求完善后再行结算 。 要准 确合理 的进 行 结 算 需 要 多 方 的 共 同努 力 ， 既要 求审 核方 的严谨 、 实 力 ， 同样需 要建 设 方 在项 目全 过 程 中 严格 把握影 响造 价的各 个 环节 ， 要 明确 计价 要求 ， 防止 由 漏洞 可钻 ， 更 要有过 程文 件资 料 的审 批 ， 做 到 所有 费 用有 理 有 据 。 综述 ， 建设项 目的 成本 控制 是全 方位 、 多角 度 、 全程 控 制 ， 过程 中贯穿始终 的是 建设造 价的控 制， 这项 工作必 须是 专门从 事造价工作 的人员才能更专 业的完成 ， 单独 靠建设方 的管理是很难 实现 目标 的。同样 ， 造价咨询 费提供 的是造价 管理服务 ， 是需要在建设 方 的管 理和协 助下进行 ， 是建设 方 成本管理的左膀右臂 。所 以 ， 在 整个项 目管理期 间 ， 二 者互 助 协作 ， 才 能 实 现更 有 效 的成 本 管 理 。 ( 上接第 3 6页) 时 间 。 5 ) 必须对每 一批 次混凝 土进 行全面 检测 ( 如 坍落 扩展 度 、 T 5 0 0 、 V型仪 、 L型漏斗等检测 ) 并确认合 格后才能 发料 ， 并且保证使 用同一批次原材料 。 6 ) 混凝 土粘性强 ， 容易堵管 ， 供应必须连续 ， 混凝土在泵 管 中停滞时间不得超过 1 5 m i n j 。 5 2现 场 施 工 质 量 管理 措 施 现场 施工需 要钢 结 构 、 土 建 、 混 凝 土供 应 厂家 的密 切 配 合方能顺 利 完 成 ， 任 何一 方 的差 错 和耽 误将 会 造 成 无 法 预期 的损失 ， 为 此 ， 我们 多 次组 织 召开 针 对混 凝 土现 场 施 工质量 管理 的经 验 交 流会 ， 要 求 施 工 单 位严 格 按 照 作 业 流程及 方 案 实施 ， 杜 绝 工 程 质 量 隐 患 。主要 质 量 控 制 要 点 有 ： 1 ) 现场钢结构柱 的焊接质量及变形要控制好 ， 焊接后 焊 缝要 1 0 0 采用超声波检测 ， 焊缝 的质量及其重要 。 2 ) 在加工厂加工钢柱 时要对焊接质量严格把关 ， 确 保矩 形钢管柱施工质量能满足混凝 土浇 筑要 求 ， 能 承受 混凝 土侧 压 力 。 3 ) 在 吊装时要防止异物或水进入下节钢柱 ， 吊装后钢管 的覆盖保护一定要到位 。 4 ) 固定输送泵选用原则 ： 功率大 、 性能好 ； 泵管要选用高 压泵管 ， 接头处密实性要好 ， 泵管垂直度要控制好 ， 并尽量减 少弯头 ， 在浇筑完毕后 要及 时清洗干净 ， 并 加强和构 件七厂 沟通 ， 保证浇灌连续 ， 不堵管 。 5 ) 在浇灌混凝土之 前 ， 清理钢柱 内 的杂 物和积水 ， 并倒 同强度等级的水泥砂 浆 ， 厚约 5 1 0 c m， 湿润混凝土结合面 ， 并且 防止骨料产生弹跳离 析。 6 ) 采用导 向管 ， 保 证混 凝土有 序下料 ， 防止混 凝土 下落 过程 中溅到隔板 ， 有效 防止混凝土离析。 7 ) 分 两次浇筑 ， 在 中部 隔板处稍 作停 留， 让气 泡能够 充 分溢 出。 8 ) 严禁 在 混凝 土 中加 水 ， 并 掌握 天 气情 况 ， 避 免 雨 天 施 工 。 9 ) 浇筑完毕后 ， 在混凝 土初凝 前将浮 浆 舀出， 并在 混凝 土终凝后 ， 将混凝 土表 面剔 毛至 外露石子 为止 ， 并用钢 板将 管 口封住 ， 防止异物掉人 。 1 0 ) 在浇筑过程 中， 必须 由专人对 混凝土 的质量进 行监 控 ， 及时做好坍 落度 、 T 5 0 0性能检测 ， 对有和易性 、 坍 落度不 达标等现象 的混 凝土坚 决不准使 用。每 台班 混凝土取 样不 少于 2组。除按 规定留取立方体试 块外 ， 宜多 留一组长方体 试块 ， 补充测定混凝土的弹性模量 。 l 1 ) 除最后一节钢 管柱外 ， 应确保 浮浆 清除施工缝 凿毛 后 距 钢 柱 焊 接 节 点不 少 于 5 0 0 mm。 本工程根 据检 测站 自密实混凝 土试块 报告及上海 同纳 建设工程 质量检测有 限公 司现 场超 声波 抽样 检测 报告 ， 混 凝土强度 及各项性能指标满 足设 计要求 。上海钜 丰工程咨 询有 限公 司 黄 建 彰 博 士 为 本 工 程 顺 利 实 施 提 供 了技 术 指 导 。 6 结 论 本论文通过项 目实例 ， 全过程扼要 阐述高抛免 振 自密实 钢 管 混凝 土 的相 关 知 识 ， 现 场 施 工 工 艺 等 ， 为 进 一 步 研 究 和 探讨 并推广高性能 混凝 土在工程 实践 中的运用 ， 实现技术 、 环境 、 经济等综合效益提供 经验参考 。 参考文献 1 李志明 免振捣混凝土的质量控制要 点及工作性测试 方法 J 混凝土与水泥制品， 1 9 9 8 ， ( 6 ) ： 1 21 5 2 黄建彰 高抛 自密实混凝土钢管柱的应用研究 3 戎君 明 高抛免振 自密实混凝土 工业建筑 ， 2 0 0 2 4 钟善桐 钢管混凝土结构 ， 第三版 北京 ： 清华大学出版社 ， 2 0 0 3 5 林海 钢管混凝 土结构理论 与实践 北京 ： 科学 出版社 ， 2 0 0 1 ， 3 4 ( 3)： 7 47 7 6 赵 筠自 密 实 混 凝 土 的 研 究 和 应 用 J 混 凝 土 ， 2 0 0 3 ( 6)： 91 7