探讨高层建筑钢管混凝土施工

摘 要：在当前的高层建筑建设过程中，钢管混凝土作为高层建筑建设中应用最为广泛的建筑材料，其在我国的高层建筑建设中有着举足轻重的地位。文章通过对高层建筑工程钢管混凝土施工工艺的深入分析，详细论述了施工工序和要点，使读者对高层建筑工程钢管混凝土施工有了更深刻的认识，以期起到抛砖引玉的效果，使同行相互探讨共同提高，进而为我国今后的高层建筑工程钢管混凝土施工起到一定的参考作用。

关键词：高层建筑；工程；钢管混凝土；施工工艺

Abstract: In the high-rise building the current construction process, concrete filled steel tube as the most widely used in building materials for construction of high-rise buildings, which play a decisive role in the construction of high-rise buildings in china. Through in-depth analysis of the construction process of high-rise building of concrete filled steel tube, discusses in detail the construction process and main points, so that readers have a more profound understanding of concrete construction of high-rise building steel, in order to play good effect, make the peer mutual discussion can improve, and for our future high-rise building steel pipe concrete construction to play a certain reference role.

Key words: high-rise building; construction; concrete; construction technology

中图分类号 ：TU74

0引言

在改革开放的新时代，随着社会经济的高速发展，人们的生活生产水平得到了有效地改善，人们对现代建筑也提出了更高的要求。在现代的高层建筑建设过程中，随着建筑行业的高速发展，使得高层建筑的施工技术和建筑材料都得到了长足的发展，从而使得当前高层建筑的建设水平得到了大幅度提高。在当前的高层建筑建设过程中，钢管混凝土作为高层建筑建设中应用最为广泛的建筑材料，其在我国的高层建筑建设中有着举足轻重的地位。因此，在高层建筑工程中如何提高钢管混凝土施工工艺的水平就成为了当前亟待解决的问题。

1. 钢管混凝土柱的结构特点

众所周知，混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面：

1.1承载力高、延性好，抗震性能强

钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。而钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明，试件压缩到原长的2/3，纵向应变达30%以上时，试件仍有承载力。所以它的延长性是可以用科学试验证明的[2]。抗震性能是指在动荷载或地震作用下，具有良好的延性和吸能性。工程实例证明，要保证同样的稳定性，钢柱要比钢管混凝土柱使用更厚的钢板，且经常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。

1.2施工方便，工期大大缩短

钢管混凝土结构施工时，钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由于钢管混凝土内部没有钢筋，便于混凝土的浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。

1.3耐腐蚀性能优于钢结构

钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积减少，受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多，抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程度、施工工期和工程造价都有很大的影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的约束作用，使钢管内部的混凝土处于三向受压状态，使混凝土具有更高的抗压强度。但是圆钢管混凝土结构的施工难度大，施工成本较高。相比之下，方钢管混凝土结构的施工较为方便，但钢管混凝土受到的约束作用较小，结构的承载力较低。

2. 钢管混凝土柱的施工技术

2.1 钢管柱的拼接组装

在现代的高层建筑工程建设过程中，钢管混凝土作为当前高层建筑建设中应用最为广泛的建筑材料，其施工质量的重要性自然不言而喻。而在高层建筑工程钢管混凝土施工过程中，为了确保高层建筑工程钢管混凝土施工的质量和效率，必须要做好钢管混凝土施工中的各个环节，同时严格按照设计要求和有关规定进行施工，从而才能够提高钢管混凝土的质量和性能。在钢管混凝土的施工过程中，钢管柱的拼接和组装作为钢管混凝土施工的关键环节，钢管柱的拼接和组装的水平直接关系到钢管混凝土的质量和性能，因此，必须要根据建筑的实际情况，选择合适的钢管进行施工，从而才能够提高钢管混凝土施工的水平，才能够确保高层建筑的质量和性能。一般以不长于 12m 为宜。其次，在钢管对接时应严格保持焊后肢管的平直，焊接时，除控制几何尺寸外，还应注意焊接变形对肢管的影响，焊接宜采用分段反向顺序，分段施焊应保持对称焊接前，直径钢管可采用点焊定位，对大直径钢管可另用附加钢筋焊于钢管外壁作临时固定，固定点的间距可取300ram 左右，且不得少于点。钢管在焊接过程中如发现点焊定位处的焊缝出现微裂缝，则该做裂缝部位须全部铲除重焊为确保连接处的焊接质量，可在管内接缝处设置附加衬管，其宽度为，厚度为 3ram，与管内壁保持 0．5ram 的膨胀间隙。为减少焊接变形引起的钢管柱垂直度偏差，采取如下补充措施：

每根柱从下至上固定焊丁，以明确责任。对称施焊，即分段反向对称顺序进行施焊。由于应力作用，钢管柱的轴线会发生一点偏移，每次吊装钢管拄前，应先进行测量，并记录好钢管柱的轴线偏移量，钢管柱校正时对照前段钢管柱偏移值，在规范允许的垂直度偏差范围内反向纠偏，对接前根据上节柱安装偏差值，计算后在管口实行机械打磨，保持焊缝隙基本一致，以保证钢管柱的轴线偏差控制在规范允许的范围内。

2.2 钢管柱的吊装安装、吊装设备方法

现场吊装用 5013 塔吊，单根柱最大重量 2．2t，塔吊起重量能满足要求，起吊方法采用钢丝绳州绑抗剪环箍垂直起吊。

钢管柱柱脚定位环板及附件的定位校正及安装，、安装前先清理预埋钢板面，按柱安装方向（与柱身划线方向吻合）划出十字线，在线上标出柱半径，在底板钢筋铺设完成，各轴线及标高检查正确无误后，用塔吊将定位器吊到安装位置，并粗定位。在环形钢板定位器上弹出纵横轴线及钢管柱外边框线。定位器吊装就位后，蕻轴线与地面轴线基本对齐，其高度与安装标高基本对准后，用螺纹钢分两排将支调节螺栓固定，然后用调节螺拴调节定位器高度，使得筒上的标高检验线与预定标高相吻合，再移动定位器，待定位器轴线与地面轴线相吻合（吊线检验），拧紧螺母将定位器固定，检验无误后，一些短钢筋将定位器与桩基钢筋固定，保证定位器在浇筑混凝土时不会发生移动，钢管柱安装及校正。钢管柱垂直度的校正，采用吊线法校正，然后用经纬仪复检的方法同时进行。

2.3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。

2.4钢管柱高强度混凝土的浇筑

钢管柱内高强度C60混凝土采用塔吊吊运的方法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性的超声波管。

2.4.1高强度混凝土的质量原材料控制

水泥：选用强度等级为52.5的普通硅酸盐水泥。

掺合料：选择1级粉煤灰，1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5～31.5mm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：选用江中粗砂，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，符合混凝土组份的标准。

2.4.2混凝土配合比设计

C60混凝土配合比设计28d平均抗压强度应达到72MPa，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。

2.4.3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5～10cm。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60s。管外配合人工木褪敲击，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，表面泛出灰桨为止。

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100%后进行。

2.5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。

2.5标准层钢管柱与结构梁板模板的交叉配合施工

第1d：钢管柱吊装与核心筒柱墙钢筋同时进行，一天之内完成钢管柱的吊装。

第2～3d：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采用彩条布封闭围护。

第4～5d：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6d：进行结构梁板柱和钢管柱外包混凝土的浇筑。

3 结束语

在现代的高层建筑工程建设过程中，随着科学技术的高速发展，各种先进的施工工艺和建筑材料以及施工设备层出不穷，而随着这些层出不穷的施工工艺和建筑材料以及施工设备在高层建筑工程中的应用，使得当前的高层建筑工程的质量和性能都有了大幅度提升，从而为当前的高层建筑工程建设奠定了坚实的基础，同时也为我国的城市建设创造了有利条件。目前，钢管混凝土施工工艺被广泛的应用在现代的高层建筑中，而作为一种拥有高性能的新型混组合结构使得其在当前的高层建筑中备受青睐。因此，为了进一步提高钢管混凝土施工工艺水平和确保高层建筑的质量和性能，加大对钢管混凝土施工工艺的分析研究力度不仅意义重大，而且迫在眉睫。

参考文献

1 王文杰.浅谈高层建筑工程钢管混凝土施工工艺[J].黑龙江科技信息.2009(05)

2 杨兆祥.钢管混凝土施工工艺在建筑工程中的应用[J].中国高新技术企业.2008(04)

3 李先德.钢管混凝土结构在建筑工程中的应用[J].山东大学.2007(03)