新型钢管混凝土技术的应用.pdf

第4 l 卷第 9期 2 0 1 0年 9月 Vo 1 4 1 No 9 S e p t 2 01 0 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 8 5 7 新型钢管混凝土技术的应用 刘 斌 ( 江苏江中集团有限公 司，2 2 6 5 3 3 ，江苏南通) 摘 要 ：简述钢管混凝土框架结构体 系的主要施工工序 ， 介绍关键工序的施工要点和 作法 ， 对钢管混凝土 所具有的优势和推广前景进行分析。 关键词 ：钢管混凝土 ；高层建筑 ；大跨度框架 ；框架环梁 中图分类号 ： T U7 5 7 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6( 2 0 1 0) 0 9 0 8 5 7 0 3 APPLI CATI oN oF NEW S TEEL P I P E CONCRETE TECHNOLOGY L l U Bi n (J i a n g s u J i a n g z h o n g G r o u p C o ，L T D ，2 2 6 5 3 3 ， N a n t o n g ，J i a n g s u ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： Ma i n c o n s t r u c t i o n p r o c e d u r e s o f s t e e l p i p e c o n c r e t e f r a me s t ruc t u r e s y s t e m a r e s t a t e d ， c o n s t ruc t i o n p o i n t s a n d me t h o d s o f k e y p r o c e d u r e s a r e i n t r o d u c e d ， a n d a d v an t a g e s a n d p r o mo t i o n o u t l o o k o f s t e e l p i p e c o n c r e t e a r e a n a l y z e d Ke y wo r d s ：s t e e l p i p e c o n c r e t e ；h i g h - r i s e b u i l d i n g ；l a r g e - s p an f r a me ；f r a me r i n g b e am 苏州科技 文化艺术中心位于苏州市金鸡湖畔 ， 主 楼地上4 层 ， 地下2 层 ， 均为1 2 m x l 2 n l 大跨度梁板 ， 主楼 总高度为4 1 5 0 m， 总建筑面积为1 6 8 万i n ( 图1 ) 。 该工程钢管柱直径为8 0 0m m， 柱内浇筑C 5 5 或C 5 0 高性能混凝土 ； 裙楼高度为2 9 9 0 m， 钢管柱直径为9 0 0 m m。 柱 内浇C 4 5 混凝土 ； 钢管柱上端节点内均焊2 7 2 5 抗剪环筋 钢管外壁上设5 5 0 m mx 7 5 0 m m的钢筋混凝 土环梁 ， 框梁钢筋锚入环梁钢筋骨架中， 形成钢管混凝 收稿 日期 ： 2 0 1 0 0 8 1 7 作者简介 ： 刘斌( 1 9 7 2 一 ) ， 男 ， 江苏如皋 人， 副总工程师 ， 高级工程师。 土框架结构体系。 1 施工构 件制作 1 1 M1 埋件 制作 M1 是稳 固钢管柱的基座埋件 ， 由边长2 0 0 0 m i l l 、 中 孔直径6 0 0m m、 厚1 6 m E的矩形钢板制成 。钢板上均布 l 2 个M3 6 螺栓孔 ，将1 2 个螺栓按孔位预埋于混凝土承 台中， 通过螺栓及撬杠调节位置及标高( 图2 ) 。 1 2 钢 管柱 制作 钢管柱 由钢结构生产厂家按设计要求制作并进行 防腐处理。因现场塔式起重机起 重能 力不足 ， 且首层 层 高大 ， 标 准层 以下 的钢 管柱 可加工为每层一节， 而 浆 ， 所用水泥为P 0 4 2 5 。每根注浆管达到4 t 或注浆总 量的8 0 时 ， 注浆压力大于3 MP a 并持续3 m i n 后 ， 可终 止注浆 。 桩端注浆是提高桩基承载力的重要措施 ，其注浆 质量至关重要 ， 必须严格控制。 桩侧后注浆为桩端注浆 失败的补救措施 ， 沿桩长设置3 道注浆截面 ， 每道注浆 孔 不小 于4 个 。 3结 语 鉴于上海中心大厦工程的建设 目标是建造出代表 上海 ， 代表全国的超高层建筑 ， 引领超高层建筑发展方 向。 其钻孔灌注桩施工也因为超大 、 超深 、 超高、 边施工 边营运、位于陆家嘴核心区域等特点。给项 目组织协 调 、 各类进度与计划管理 、 现场管理 、 质量与安全风险 管理等方面增添了复杂性 ，导致超大超深灌注桩地下 施工不可预计 因素多 ， 工程 质量较 难 控 制 ； 同时 ， 施 工 中既有机械操 作 又有钢 筋加工、 混凝土灌注等多 种工作 ， 影响因素 众多 ， 稍 有 不慎 ， 就 可能 出现孔底 沉泥 、 缩颈 、 夹渣 、 断桩等现象 ， 极易造成 质量事故 ， 因此施工中须严格进行质量控制。 实践证明 该工程已 取得预期效果。 参 考 文 献 1 G B 5 0 2 0 2 - 2 0 0 2 ， 建筑地基基础工程施工质量验收规范 s 】 2 陈跃庆地基与基础工程施 工技术 北京 ： 机械工业出版社 ， 2 0 0 3 3 J G J 9 4 - 2 0 0 8 ， 建 筑桩基技术规范【 S 】 4 D G T J 0 8 2 0 2 2 0 0 7， 上海市钻孔灌注桩施工规程 S 5 J G J 8 - 2 0 0 7， 建筑变形测量规范【 s 】 6 3 J G J 1 8 2 0 0 3， 钢 筋焊接及验收规范 S 】 7 G B5 0 3 0 0 2 0 0 1 ， 建筑 工程质量验收统一标准【 s 】 8 5 8 建筑技术 第 4 1 卷第 9期 图 1 苏州科技 文化艺术中心效果图 M3 6 锚栓 I l 宴 卜 一 jL 入 l I ( b ) 图 2 柱脚锚栓与承 台固定示意图 ( a ) 立面图； ( b ) 剖面 图 标准层的钢管柱则为两层一节。 1 3环梁钢 筋制作 及绑扎 环粱钢筋骨架可在施工现场预先绑扎完成。用模 具冷弯环筋并按设计尺寸焊接。焊接环筋时采用反变 形法( 图3 ) 。将制作成型的环筋及箍筋绑扎成型。 2 主要施工工艺 2 1安装M1 埋件 将M1 埋件调整找正 ， 调整到设计标高 ， 并将M3 6 螺栓预埋在钢筋混凝土基础底板中。 ， 、 、 剪力销 混凝- t I _、 I ： 。1 ： l f f Li j 、 、 = = 图 3 混凝 土环梁示意图 2 2 安装首层钢管柱 根据弹出的轴线和位置线 ，将3 块定位钢板焊于 M1 埋件上钢管内侧位( 图4 ) 。 斜铁 x l l 第一节$ 土 I l l 杠 # = = 二 = 点 ( a 】 【 c ) 图 4 第一节钢管混凝土柱安装示意图 ( a ) 立面图 ； ( b ) 钢管柱平面 图； 斜铁构件 示意 从钢管柱上端面 向下1 3 5 0 mm处均布焊接3 个钢 筋鼻子， 吊装钢管柱并与M1 埋件焊接。 2 3 安装环梁钢筋骨架 将环梁骨架吊放在每根钢管柱上 ，框架梁钢筋安 装绑扎后 ，连同框架梁钢筋骨架一起吊放于环梁底模 上， 在底模上垫钢筋保护层垫块 ， 采用4 块斜铁均置于 钢管柱与环梁之间， 以确保钢管柱在环梁居中的位置。 2 4 圆形柱脚 保护 台施工 钢管混凝土柱柱脚钢筋绑扎与混凝土施工( 图5 ) 。 2 5 框 架梁钢 筋安装 因框架梁主筋弯钩要求锚入环梁骨架 ，且两端间 距小于钢筋长度 ， 故钢筋难以穿入环梁骨架。 可先将钢 筋带弯钩一端插入 ，然后在钢筋中部施加外力使其起 拱 再快速将另端插入环梁骨架。 框架梁钢筋全部锚 入环梁骨架后 ， 绑扎环梁钢筋。 2 6 混凝土浇筑及养护 按顺序浇筑钢管柱 、 梁 、 板 。 按 钢管混凝土结构设 计与施工规程 ( C E C S 2 8 ： 1 9 9 0 )所要求的高抛法浇筑 钢管柱内的混凝土 ， 必要时可采用设备振捣。 钢管柱内 2 0 1 0年 9月 刘斌 ： 新型钢管混凝土技术的应用 8 5 9 图 5 钢管混凝土柱柱脚保护 台配筋 图 混凝土 的浇筑高度 一般 以低于钢管柱焊接截面 5 0 0 6 0 0 m m为 宜 ( 与楼 层 顶面 平 ) ， 可 避 免焊 接 热 量对 钢 管柱内混凝土产生有害影响。钢管柱内的混凝土可 根据季 节和气 温 ，采 用往 柱 内注水 养护 或包 裹保 温材 料养护 。 2 7 上层 钢管柱 的对 接 如图6 所示 。 下部钢管柱先与厚1 2 m m的内衬管环 形焊连 ， 然后将上节钢管柱套入内衬管 ， 校正垂直度无 误后由两人沿圆周对称满焊并熔透 ，焊接完毕进行超 声波检测 ， 并立即在柱端戴2 m m薄钢板制成的圆锥形 保护钢帽 ， 其直径比钢管外径大1 2 0 m m， 下焊3 个钢筋 卡爪并卡入钢管柱内，以防雨水及杂物落入而影响混 凝土质量 ， 并保证施工安全 。 2 8 钢管混凝土柱与钢筋混凝土柱连接做法 事先将1 2 mm 厚 的环形钢板 ( 板 上预留 4 0 孔) 穿 于柱筋上 ，按 图7 要求将柱筋框架下部制作成圆台型， 其中柱筋的拐点控制在下端钢管柱上方2 5 0 m m处 ， 将 柱筋骨架锚人下部钢管柱中1 2 0 0 ton i 。再将环形钢板 周边满焊在钢管柱顶部 固定 ，待上部钢筋混凝土柱支 模结束后 ， 按规范要求浇筑混凝土。 3 结语 本工程采用钢管混凝土技术 ，改进和完善了施工 工艺， 从实施效果看 ， 钢管混凝土柱比一般钢筋混凝土 框架具有如下优势 ： ( 1 )钢管本身即为刚性强大的模板 ， 同时钢管兼 有纵向钢筋和箍筋的作用 ，无需再进行钢筋制作、 绑 扎 、 安装和模板支拆 ， 可提高工效2 5 3 0 ； 2 )承载力相等时 ， 钢管柱的截面积比普通钢筋 混凝土柱减I j 4 0 左右 ，不但可节约大量钢材和混凝 土 ， 还可节省占地面积 ， 增加建筑物使用面积； ( 3 )施工速度快 ， 质量易保证 ， 安全生产有保障 ， 上段钢管 V 衬管t = 1 2 m m I 京 l ， 一 环 形 封 顶 板 扛 12 量 I 【 o o 【 ， J 2 0 0 2 伽 + 下段钢管 A 管 衬 钢管 管 一 T 壁 ， I 1 一 全熔 透 望 J ( b ) 图 6 钢管柱接头作法示意 ( a ) 钢管柱接头示意 ； ( b ) A节点焊接 示意 图 7 钢管混凝土柱 与钢管混凝土柱连接大样 外观效果好 。 具有较广泛 的应用前景。 苏州科技 文化 艺术 中心建成 后被 誉为 “ 南方 的 鸟巢 ” 。 与 北京奥 运 鸟巢遥相 呼应 ， 被列 为 “ 金 鸡 百 花奖” 的永久颁奖基地。本工程获苏州市优质结构杯 、 江苏省质量 安全标准化免检 工地并召开了现场 会 ， 2 0 0 9 年 又成 功入 选 “ 建 国6 o 周年 百项经 典暨精品建 设工 程 ” 。