重庆框筒结构大型超高层商业综合体钢管叠合柱施工方案

1、【钢管叠合柱施工方案】英利重庆国际开发金融大厦一、工程概况重庆国际开发金融大厦位于重庆市渝中区，北侧为青年路，与重庆国贸中心相邻；东侧为中华路； 南侧为民权路；西侧与重庆万豪酒店相邻。该项目地下5层，地上60层，总高度308.8m，总建筑面积约16.8万平方米，是一座集商业、娱乐、办公于一体的大型高尚商业写字楼。该项目由重庆英利房地产开发有限公司投资兴建，中国建筑技术集团有限公司重庆分公司进行设计，重庆渝海建设工程监理有限公司监理，江苏中兴建设有限公司总承包施工。该工程结构形式为框筒结构。地下五层至地上九层外框柱均为钢管叠合柱。柱截面尺寸为14001400，钢管截面尺寸为110025。钢管材质

2、为q345b。该工程为超高层，质量要求高，根据叠合柱结构的梁筋穿过钢管柱的特点，且钢管内混凝土达c60，为高强混凝土。固施工难度较大。为确保钢管叠合柱的施工质量，特编制专项施工方案。二、编制依据1、重庆国际开发金融大厦初步设计图；2、钢管混凝土叠合柱结构技术规程 cecs188：20053、碳钢焊条 gb/t511719954、低合金钢焊条 gb/t511819955、低合金高强度结构钢 gb/t159120086、建筑工程抗震设防分类标准 gb5022320047、建筑抗震设计规范 gb5001120018、高层建筑混凝土结构技术规程 jgj32002建筑钢结构焊接技术规程 jgj81200

3、29、钢结构工程施工质量验收规范 gb50205200110、混凝土结构工程施工质量验收规范 gb502042002三、工艺流程原材料进场复试下料卷板加工厂co2气体保护焊接加工厂焊缝超声波探伤检测半成品钢管柱进场现场焊缝超声波探伤复检钢管柱轴线弹测吊装、钢管柱轴线定位复检垂直度检查并临时固定现场电弧焊水平连接现场焊缝超声波探伤浇筑钢管柱内部混凝土柱筋绑扎柱模立支外柱混凝土浇筑四、施工方法（一）原材料进场复试材料进场后，应同时提供出厂合格证书，并按批量进行现场抽检送有资质的法定检验单位检验合格后方可进行加工。由于本次钢管是异地加工，固建设单位需要求加工单位出具合格证及法定单位出具的有效的检验报

4、告。必要时，可由建设单位组织监理单位、施工单位、质监单位到加工单位进行实物抽样到重庆履行有见证送检。该形式的“有见证检验“批量需相关单位协商后确定。（二）下料、卷板1、钢板的下料钢板进行复试合格后，可按板厚中心线性长度不变的原理并结合焊缝宽度来计算钢板的下料宽度。下料长度长度应严格按设计层高及预留的弹性压缩量进行加工。其弹性压缩量初步可与设计单位协商确定，现场焊接后可根据实际测量值予以修正。下料前可对焊缝坡口进行预加工，加工时应严格按照建筑钢结构焊接规程（jgj81-91）中对厚钢板焊接（全熔透焊缝）的坡口加工要求进行。下料前，应采取措施确保四条边互相垂直，从而保证卷板后的横向平面与柱的母线垂

5、直。2、钢板的卷管钢板的卷管由加工厂负责加工，钢板卷圆后直径允许最大值为3mm，钢管在纵向坡口内焊34段焊缝，每段焊缝约100mm，焊缝厚度56mm，再进行圆度的调整。钢管加工的要求：圆度要求：f/d=3/1000,即变形后的长边余量不超出3mm。检验方法：用卷尺一端固定，另一端量出的最大尺寸减去圆外径小于3mm即可。管端不平度：f/d=1/500 f=3mm 取较小值，即不平度为2mm。检验方法：可用8mm左右的有机平板玻璃辅以塞尺实量。3、钢管纵向焊缝的焊接纵向焊缝在加工厂进行。焊接采用co2气体保护焊。焊接时先点焊内壁，以调整钢管的圆弧度。外壁焊缝完成后，再进行内壁焊缝的施焊。钢管纵向焊

6、缝完成后，加工厂应对焊缝进行探伤检查，并出具符合要求的出厂合格证。卷板后的焊缝在加工厂进行施焊，焊缝质量等级为一级。加工厂需对钢管柱进行探伤全检，并出具具用法定效率的检验合格报告。加工厂成批加工前，应进行试卷板及焊接，以获取加工余量及焊接参数，在各项指标符合规范要求后，方可成批施焊，并按规范要求检测合格后，方可运至现场。（三）、钢管穿孔布置1、钢筋穿孔位置的场内加工钢筋穿孔位置的加工宜优先在加工场进行加工。加工场根据设计提供的深化图纸进行穿孔位置的标定，后用多头钻进行钻孔或铣孔。2、钢筋穿孔现场加工2.1现场场地准备现场应准备一平坦的场地，宜优先制作一钢制平台。平台要求水平，下设略大于圆外径5

7、mm的半圆支承模具，模具上设三个滚动轴承或滑动支座，以便于划线。2.2钢筋穿孔位置的划线2.2.1梁筋的深化设计根据设计图纸，确定主次梁的关系，即明确纵横方向梁纵筋的高度位置。深化设计时，应标出柱所在轴线号，四个方向的梁纵筋位置。主梁方向的保护层厚度按设计图纸确定。次梁的上层纵筋应低于主梁纵筋净距6mm左右。次梁的下层纵筋高于主梁纵筋的净距6mm左右。 根据上述要求确定好后梁纵筋的有效高度后，应画出各根柱的四个面的钢筋位置详图。2.2.2钢筋柱的划线步骤1 钢管柱平卧于平台后，首先应调整钢筋的水平度至符合要求（不大于2mm）。步骤2 用高度等于550mm的直角方尺紧贴钢管，在钢筋的两端先标定四

8、个水平点，再用自制的“十”字尺根据两端的水平线确定竖向的两个垂直分点，此后将钢管柱两端的点位两两相连，弹出墨线或刻出短线（800左右长）。步骤3 钢管柱每层的接缝位置应互相错开，可呈90旋转布置。此时各层的柱的接缝位置应参照下层的位置在本层作出明确标志。钢管柱上应标明所在轴线号。先确定接缝所在的面，再确定其它三面。步骤4 钢管柱上四个方向的轴线标定后，从钢管的顶面根据标高算出梁面的标高位置。在钢管的四个面划出梁的顶面及底面位置线。步骤5 自制模具，端面为与柱外径相同的凹圆弧，模具宽与梁等宽，根据梁面筋及底筋的数量精确在模具上标定钢筋有中心位置线，同时根据钢筋直径18mm（暂定）的开孔直径，在模

9、具上同时标定实际开孔宽度及位置。此时将模具按标定的方向号最贴于钢管柱的四个面即可准确地确定钢筋穿孔的位置线。2.3钢筋的穿孔当钢筋穿孔现场制作时，在完成穿孔位置线后，应用模具（58mm厚的空腔钢板，一般由机械铣制）点焊于穿孔位置，穿孔时，由气焊工用枪嘴紧贴模具垂直气割而成。相对的两个面气割完成后，可用同直径的钢筋进行试穿，当难以通过时可适当修整至满足要求为止。穿孔气割时，宜两个相对的面组对气割，以减少气割的热影响。（四）、钢管的吊装1、钢管的吊装1.1吊装准备本工程钢管柱截面为直径1100mm壁厚25mm，一般钢管柱重3.12吨,最大重量为4吨。根据钢构件的重量及吊点情况，准备足够的不同长度、

10、不同规格的钢丝绳以及卡环。在柱身上绑好爬梯，并焊接好安全环，以便于下道工序的操作人员上下及设置安全防护措施等。1.2钢管柱的吊点设置钢管柱吊点的设置需考虑吊装简便、稳定可靠，还要避免钢构件的变形。钢管柱吊点设置在钢管柱的顶部，直接用临时连接板（连接板为4块）作为吊点。为了保证吊装平衡，在吊钩下挂设四根足够强度的单绳进行吊装，为防止钢管柱起吊时在地面拖拉造成地面和钢管柱损伤，钢管柱下方应垫好枕木，钢管柱起吊前绑好爬梯。圆管钢管柱起吊示意图1.3第一段管柱吊装就位安装前要对基础予埋件进行复测，并在基础上进行放线。在基础上应按设计施工图要求设置钢管柱底座，目的是为了确保钢管柱安装的稳定性及位置的准确

11、性。底座的安装：根据设计图纸要求，底座为1400140025的钢板。中间开有近400的圆洞。底座下焊接支撑铁，其高度由设计确定。桩基在完成垫层、防水及保护层施工完毕后，应在保护层准确弹出钢管柱位置线，底座上弹出的十字线与柱位线相符后，可加临时支撑固定底座支承铁。底座一般可坐在可调节标高的丝杠上。在底座位置及标高调整符合要求后，可将底座板取下，先行浇筑底座以下的混凝土，待混凝土浇至预设标高后，可在初凝前将底座部位的混凝土采用人工加料的方法使混凝土抬高35cm，亦可采用与桩基混凝土同组份的水泥砂浆进行找平，后将底座下落，使底座与基层紧密接触。底座混凝土终凝后将各柱的位置线准确弹出，供安装钢管柱使用

12、。钢管柱用塔吊吊装到位后，首先将柱的四面中心线与基础放线中心线对齐吻合，四面兼顾，中心线对准或已使偏差控制在规范许可的范围以内时，此时校正钢管柱的垂直度，符合要求后，可将连接板与底座焊接，从而完成钢管柱的就位工作。钢管柱与底座的焊接方法及要求同上部钢管柱的安装。1.4上部钢管柱的安装上部钢管柱的安装与首段钢管柱的安装不同点在于柱脚的连接固定方式上不同。钢管柱吊点设置在钢管柱的上部，利用四个临时连接耳板作为吊点。吊装前，下节钢管柱顶面和本节钢管柱底面的渣土和浮锈要清除干净，保证上下节钢管柱对接面接触顶紧。下节钢管柱的顶面标高和轴线偏差、钢管柱扭曲值一定要控制在规范以内，在上节钢管柱吊装时要考虑进

13、行反向偏移回归原位的处理，逐节进行纠偏，避免造成累积误差过大。钢管柱吊装到位后，钢管柱的中心线应与下面一段钢管柱的中心线吻合，并四面兼顾，活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上，穿好连接螺栓，连接好临时连接夹板，并及时拉设缆风绳对钢管柱进一步进行稳固。钢管柱完成后，即可进行初校，以便钢管柱及斜撑的安装。钢管柱对接节点示意图1.5钢管柱安装注意事项a.钢管柱吊装应按照各个施工段的安装顺序进行，并及时形成稳定的体系。b.每根钢管柱安装后应及时进行初步校正。校正时应对轴线、垂直度、标高、焊缝间隙等因素进行综合考虑，全面兼顾，每个分项的偏差值都要达到设计及规范要求。c.钢管柱安装前必须焊好安全环及绑

14、牢爬梯并清理污物。d.利用钢管柱的临时连接耳板作为吊点，吊点必须对称，确保钢管柱吊装时为垂直状态。e.每节柱的定位轴线应以经复核无误的控制轴线为依据，不得从下层柱的轴线引上。f.结构的楼层标高可按相对标高进行，并与绝对高程进行对比。安装第一节柱时从基准点引出控制标高线在混凝土基础或钢管柱上标定，作为上部结构标高的测定依据，筒体的楼层标高应与钢管柱的标高相统一，以确保结构标高符合设计及规范要求。g.钢管柱定位后应及时将垫板、螺帽与钢管柱底板点焊牢固。h.上部钢管柱之间连接的连接板待校正完毕，并全部焊接完毕后，将连接板割掉，并打磨光滑。割除时不要伤害母材。i.起吊前，钢构件应横放在垫木上，起吊时，

15、不得使构件在地面上有拖拉现象，回转时，需有一定的高度。起钩、旋转、移动三个动作交替缓漫进行，就位时缓慢下落。2钢管水平焊缝的焊接2.1焊前检查选用的焊材强度和母材强度应相符，焊机种类、极性与焊材的焊接要求相匹配。焊接部位的组装和表面清理的质量如不符合要求，应修磨补焊合格后方能施焊。各种焊接法焊接坡口、组装允许偏差值应符合建筑钢结构焊接技术规程jgj81-2002的规定。2.2焊前清理认真清除坡口内和垫于坡口背部的衬板表面油污、锈蚀、氧化皮，水泥灰渣等杂物。2.3垫板、引弧板，引出板的装配2.3.1垫板、引弧板，引出板其材质应和被焊母材相同，坡口型式应与被焊焊缝相同，禁止使用其它材质的材料充当引

16、弧板、引出板和垫板。2.3.2手工电弧焊和co2气体保护焊焊缝引出长度应大于50mm。其引弧板和引出板宽度大于50mm，长度不小于50mm，厚度应为58mm。2.3.3焊接完成后，应用火焰切割去除引弧板和引出板，并修磨平整，不得用锤击落。2.4焊接环境焊接作业区域设置防雨、防风及防火花坠落措施。管柱柱间专门设置供24名焊工同时同台作业的焊接操作方形平台。平台上除密铺脚手板外，还采用石棉布铺垫于脚手板上，以防止焊接火花坠落烫伤他人，并在平台四周和顶部固定防风帆布，杜绝棚外风力对棚内焊接环境的侵扰。做到严密防护。注意焊接作业区的相对湿度大于90时不得进行施焊作业。施焊过程中，若遇到短时大风雨时，施

17、焊人员应立即采用34层石棉布将焊缝紧裹，绑扎牢固后方能离开工作岗位，并在重新开焊之前将焊缝100mm周围处进行预热措施，然后方可进行焊接。2.5定位焊定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊。所有焊材应与正式施焊相同。定位焊焊缝应与最终的焊缝有相同的质量要求。钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊焊缝厚度不宜超过设计焊缝厚度的2/3，定位焊焊缝长度不宜大于40mm，间距宜为500600mm，并应填满弧坑。定位焊预热温度应高于正式施焊预热温度。当定位焊缝有气孔或裂纹时，必须清除后重焊。2.6预热预热范围应沿焊缝中心向两侧至少各100mm以上，并按板厚三倍以上范围实施。当预热范围均匀达到预定值后，恒温

18、5分钟至15分钟。预热的温度测试须在离坡口边沿距板厚三倍（最低100mm）的地方进行。采用表面温度计测试。预热热源采用氧乙炔中性火焰加热。2.7层温 焊接时，焊缝间的层间温度应始终控制在100120之间，每个焊接接头应一次性焊完。施焊前，注意收集气象预报资料。预计恶劣气候即将到来，并无确切把握抵抗的，应放弃施焊。若焊缝已开焊，要抢在恶劣气候来临前，至少焊完板厚的1/3方能停焊；且严格做好后热处理，记下层间温度。2.8后热与保温为保证焊缝中扩散氢有足够的时间得以逸出，从而避免产生延迟裂纹，焊后进行后热处理，后热温度为100-150，测温点选在直接加温处的相对部位,严禁在直接施热部位测试。达此温度

19、后用多层石棉布紧裹，保温的时间以接头区域、焊缝表面、背部均达环境温度为止。3、焊接注意事项3.1控制焊接变形。3.2采取相应的预热温度及层间温度控制措施。3.3实施多层多道焊，每焊完一道焊缝后应及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊，在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度的上、下限符合工艺条件要求，遇有中断施焊的特殊情况，应采取后热保温措施，再次焊接时，重新预热且应高于初始预热温度。3.4防止层状撕裂的工艺措施。35焊接时严禁在焊缝以外的母材上打火引弧。36消除焊后残余应力。4、焊后清理及焊缝检验认真清除焊缝表面飞溅、焊渣。焊缝不得有咬边、气孔、裂纹、焊瘤

20、等缺陷和焊缝表面存在几何尺寸不足现象。不得因为切割连接板、垫板、引入板，引出板伤及母材，不得在母材上留有擦头处及弧坑。连接板、引入、引出板切割时应光滑平整。焊缝外观自检合格后，方能签上焊工钢印号，并做到工完场清。一级焊缝不得存在未焊满、根部收缩，咬边和接头不良等缺陷。一级焊缝和二级焊缝不得存在表面气孔、夹渣，裂纹和电弧擦伤等缺陷。二级焊缝的外观质量除应符合以上要求外，还应满足建筑钢结构焊接技术规程jgj812002中有关规定。焊缝焊脚尺寸应符合建筑钢结构焊接技术规程jgj81-2002中的相关规定。焊缝余高及错边应符合建筑钢结构焊接技术规程jgj81-2002的相关规定。一级焊缝应进行100的

21、检验，其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法（gb11345）b级检验的级及级以上。二级焊缝应进行抽检，抽检比例应不小于20。其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法（gb11345）b级检验的级及级以上。对不合格的焊缝，根据超标缺陷的位置，采用刨、切除，砂磨等方法去除后，以与正式焊缝相同的工艺方法进行补焊，其核验标准相同。本次钢管水平焊缝的检验按一级焊缝进行全检，质量等级满足二级焊缝的要求。(五)钢管混凝土的浇筑本工程混凝土宜优先采用自密实混凝土，最大限度地缩短工艺检测时间，为缩短工期创造条件1.材料准备1.1商品混凝土配合比试配商品砼供应商应根

22、据钢管柱混凝土浇灌高度高，混凝土强度等级高（c60以上）的特点，精心试配几种混凝土配合比进行试验工作，最大限度控制混凝土离析。1.2混凝土配合比材料要求。1）混凝土坍落度宜为16-18cm。2）混凝土初凝时间不少于8小时，终凝时间应在初凝后2-3小时。3）水灰比应不大于0.45。4）水泥：p42.5矿渣或普通硅酸盐水泥，水泥使用前应具有产品合格证及试验报告，存放期在3个月内。5）砂子：尽可能采用中砂，含泥量小于1%，细度模数2.62.8为宜，砂率控制在35%-45%间，灰砂比宜为1：21：2.5间。6）石子：采用5-25连续级配碎石，含泥量小于，针片状颗粒含量不大于15%(重量计)7）掺合料：

23、粉煤灰选用优质i级粉煤灰，其掺量通过试验配比确定，粉煤灰应符合国家有关技术文件的要求，对水泥无不良效应，其它指标应符合规范要求。8）外加剂：采用低碱无氯外加剂，与水泥适应性良好，质量稳定，根据需要调整缓凝组分，保障混凝土的凝结时间满足要求。微膨胀剂采用 hea，掺量为水泥与粉煤灰及微膨胀剂总和的 10%-12% 。具体掺量由试验确定。2.现场准备1）混凝土输送泵的就位，泵管的布置，布料杆的安装。2）浇筑用简易脚手架的搭设。3）机电设备等用具的准备。4）做好技术交底工作。3、混凝土浇灌方法本次钢管柱内的混凝土可有以下浇筑方法（1）混凝土为自密实混凝土时，可采用泵送顶升浇筑法。即在钢管柱的下部开口

24、与泵管螺栓连接后，利用泵的压力将混凝土由下而上注满钢管柱，混凝土在上升的过程中，受自身压力的影响挤密混凝土，从而达到自密实的效果。此方法可省去钢管内混凝土的密实度检查，对加快进度、缩短工期较为有利。（2）采用普通高强混凝土，采用传统方法利用串料筒将下料，人工振捣的方法，分层下料，分层振捣，将混凝土振捣密实。（3）高位抛落法免振捣法，该振捣法目前尚无可遵循的规程，尽管有成功施工的介绍，但实施前仍需进行试生产。以取得较好的效果。4、钢管内混凝土施工缝的设置4.1当采用自密实混凝土时，柱内外混凝土将同期施工，混凝土一次性浇至楼层面平，设一道水平施工缝。由于为自密混凝土，故无需再做混凝土密实度的检测。

25、4.2当采用普通混凝土时，受检测柱内混凝土密实度的影响，此时有两种施工方法4.2.1先将柱内混凝土浇至梁底，待检查完柱内混凝土的密实度后，再绑扎外柱钢筋、支模，最后将柱头混凝土及钢管柱外的混凝土一次性浇筑。此方法施工时每个施工段至少增加工期34天。4.2.2将梁板模板及钢筋全部绑扎完毕，先一次将梁板混凝土及钢管柱内的混凝土一次性浇完，柱上口贸出柱外混凝土的浇筑口，待检测完柱内混凝土的密实度后，再绑扎柱筋、支模，浇筑钢管外混凝土。此方法浇筑时增加工期，梁下口出现施工缝后有可能在后期浇筑时产生水平微裂缝，对结构受力可能产生一定的影响，同时也会增加工期。上述多种施工方案均存在利弊，故在多方论证后再行

26、施工。5、钢管柱混凝土的施工采用泵送卸料，串筒投料，手工振捣的浇灌方法。5.1 地下室部分钢管柱混凝土浇灌1）主要施工工序流程钢管柱安装简易脚手架搭设布设泵管安放串筒泵送下料分层振捣养护检测2）主要施工方法（1）泵管布设：利用浇筑楼面梁板混凝土的竖向泵管，在楼面上垫好木方搭设水平泵管通至钢管柱位置，弯起至钢管柱上口，端部设弯头对准串筒。（2）串筒设置：采用4m长直径200的橡胶软管作串筒，端部用角铁与其连接并将其支放在钢管上口。（3）下料与振捣每次浇灌混凝土前先用与砼同配合比的砂浆接浆，厚度5-10cm，首次投料串筒离混凝土面高度应小于3m，混凝土分层下料分层振捣，每层厚度50-100cm；当

27、浇灌至串筒下口时，移走串筒直接对钢管柱分层下料和振捣；振捣采用内部振动棒振捣，每点振捣时间控制不少于30秒，以混凝土表面已呈现出浮浆和不再沉落为止。注意每次浇筑混凝土两小时内应进行二次振捣，以提高顶部混凝土的密实度。（4）二次接浇施工缝处理每次钢管柱混凝土浇灌终凝后，采用人工下柱凿毛，并清理干净，润水养护，二次浇灌混凝土时采用用与砼同配合比的砂浆接浆，厚度50-10cm。5.2地上部分混凝土浇灌1）主要施工工序流程钢管柱安装固定完毕铺设脚手板搭设操作平台布设泵管安放串筒泵送下料分层振捣养护检测2）操作层脚手板铺设及临边防护每层钢管柱混凝土分二段浇灌，每段10根柱，在简易脚手板上铺设脚手板，端部用