深圳塔楼箱型钢管柱施工方案

箱型钢管钢筋混凝土施工方案概况基本情况**·xxxx中心A座金融大厦外框结构采用16根箱型钢管混凝土柱组成，这些柱共三种形式，分别为Z1、Z2、Z3，其平面分布如下图：箱型钢管混凝土柱索引图本工程箱型钢管混凝土柱由22mm～75mm厚钢板按柱截面尺寸焊接成矩形钢管，矩形钢管内再焊16mm～40mm厚的竖向立板，立板对称分布，用拉筋按一定的间距将对边的两立板拉焊，每层再按确定的间距焊水平隔板，隔板上预留纵向钢筋穿过的孔洞，同时保持中间较大的空腔，以便混凝土浇筑能顺利进行，箱型钢管混凝土柱截面内还配有纵向的粗直径钢筋，粗直径钢筋采用直螺纹进行连接，在这个焊好立板、水平隔板、拉筋、安装好纵向钢筋的箱型钢管中浇筑C60混凝土，最终才为本工程结构外框箱型钢管混凝土柱。这些箱型钢管混凝土柱截面形状及尺寸如下表：箱型钢管混凝土柱表（基础段）柱名截面形状截面尺寸钢板厚度/混凝土强度纵向钢筋Z13200×26550～1200×900外侧钢板：66㎜㎜立板：40㎜/CC6O36Φ32Z23900×27000～2500×1500外侧钢板：75㎜㎜立板：40㎜/CC6O60Φ32Z32350×23550～1100×800外侧钢板：55㎜㎜立板：30㎜/CC6O32Φ32箱型钢管混凝土柱钢结构安装一次层数为2～3层，安装高度约8.2米至16.2米，即每混凝土浇筑高度最高为16.2米。在这样的一个高度，这样的一个钢管空间内浇筑混凝土，存在较大的施工困难。各部位箱型钢管混凝土浇筑量单根钢管混凝土浇筑量表（按标准层高4.2米为计算单元）序号构件名称一层混凝土浇筑体体积（m3）二层混凝土浇筑体体积（m3）三层混凝土浇筑体体积（m3）1Z1a32.02364.04696.0692Z1b28.70357.40786.1103Z1c19.64539.29158.9364Z1d11.86923.73835.6075Z1e4.1588.31612.4746Z2a40.31580.631120.9467Z2b35.30070.600105.9018Z2c26.93953.87880.8169Z2d20.25740.51360.77010Z2e14.42728.85443.28111Z3a20.85841.71762.57512Z3b16.64833.29649.94313Z3c11.56323.12634.68914Z3d6.26212.52418.78715Z3e4.6279.25413.881一次混凝土的浇筑总量表（按标准层高4.2米为计算单元）序号柱的各段截面一次浇筑一层一次浇筑二层一次浇筑三层截面区段（层数）1柱a截面段500.8761001.75221502.6288B4～212柱b截面段437.416874.8321312.248822～433柱c截面段311.168622.336933.50444～584柱d截面段201.028402.056603.08459～765柱e截面段109.48218.96328.4477～94施工的难点浇筑的高度高，混凝土浇筑的落差大，如何保证混凝土不离淅是该工程的一个难点；箱型钢管内空间有限，施工操作空间与平台是混凝土浇筑施工的一个难点；箱型钢管内每隔一定的高度设置水平隔板，如何保证隔板底没有空气也是混凝土浇筑过程中的难点之一；箱型钢管柱混凝土施工方法选择钢管混凝土施工特点本工程钢管混凝土柱为矩形，内部在立板、水平隔板、拉筋及纵向钢筋，把有限的空间分割成更小的空间，只有30㎝×40㎝这么大的空间，每一施工段的浇筑高度很大，且按一定间距设置的水平隔板，都是浇筑混凝土的障碍，增加了混凝土施工难度。箱型钢管柱平面图施工方法及其比较施工方法目前国内外常见的钢管混凝土施工方法有泵送顶升浇灌高流态自密实混凝土法、高抛自密实混凝土法、串筒浇筑人工振捣法及串筒浇筑机械振捣法，这几种施工方法的使用都受不同条件限限制。方案比较针对国内外使用的几种方法现对其适用范围、特点及对本工程的适用性进行描述和比较，见下表：序号方法名称原理特点针对于本工程的适适用性1高抛自密实混凝土土法通过一定的抛落高高度，充分利利用混凝土坠坠落时的动能能及混凝土自自身的优异性性能达到密实实的效果。不用振捣混凝土。本工程钢管柱内设设在立板、横横隔板及纵向向钢筋，混凝凝土从漏斗落落下后由于钢钢管内的钢板板、钢筋等的的影响，混凝凝土的动能损损失很大，不不能达到高抛抛效果。2串筒浇筑人工振捣捣法利用人工和振捣器器械对混凝土土实施振捣，以以达到密实的的效果。人工操作，施工灵灵活。本工程钢管截面变变化由底部3900×2700到顶部的1100×800，被立板板、横隔板，拉拉筋以及纵向向钢筋分割成成很小的空间间，施工人员员很难进入钢钢管内振捣，钢钢管底部距离离上口太远，而而且炎热天气气时钢管底部部内作业环境境恶劣。因此此不适合本工工程施工。3泵送顶升法利用泵送的压力将将高流态自密密实混凝土由由底到顶注入入钢管，由混混凝土自重及及泵送压力及及混凝土自身身性能达到密密实的状态。不用振捣混凝土。此方法人员不用进进入混凝土管管内，解决了了管内空间小小，人无法进进管内操作的的困难，虽然然对混凝土泵泵的要求高一一些，但都能能达到要求，本本工程一段钢钢管一次性浇浇筑方量较大大，此法需保保证在1个半小内完完成注浆，这这一点难以保保证，故此方方法不太适合合本工程施工工。4高抛自密实砼辅助助机器振捣法法采用串筒浇筑高流流态自密实混混凝土，电动动绞车调节振振捣器械对混混凝土实施辅辅助振捣，以以达到密实的的效果。操作人员在狭小的的空间外面进进行控制，不不用下到钢管管内操作。本工程钢管柱内设设在立板、横横隔板及纵向向钢筋，将整整个空间分隔隔成6个小空间，设设置6个机器振捣捣棒，振捣棒棒到最远边的的距离为800㎜，查德国国威克IREN665型高频振动动棒的振捣有有效半径为1200㎜，能把混混凝土振捣密密实，因此可可采用此法为为本工程的施施工方法。箱型钢管各段情况钢管柱在每一层由于要与钢梁焊接，钢管柱内需设置横隔板，层中部位只有立板。楼层结点处钢管柱的状况层中钢管柱状况选择结果由于箱型钢管柱的设计状况，及施工方面的原因，本工程选择串筒浇筑机器振捣法为箱型钢管混凝土的施工方法。其施工示意图如下：串筒浇筑机器振捣法示意图施工准备技术准备熟悉相关资料，掌握施工的关键点施工前认真熟悉施工图纸及相关资料，了解钢管混凝土的施工特点，然后根据这些特点掌握施工过程中的关键点。在开始浇筑前，机械要准备好，要有备用，人员全面到位，材料要准备充足。混凝土的配比本工程外筒16根箱型钢管柱内填充C60高强高性能混凝土。钢管混凝土要求混凝土具有很好的填充性能，确保混凝土充满钢管内的每个空间，同时具备高流动性和体积稳定性。根据搅拌站、我局在西塔以及合景大厦的施工经验，提出参考配合比如下：C60混凝土配合比原材料检验结果水泥品种强度等级生产厂名F块（Mpa）3d抗折强度（Mpaa）28d抗折强度（Mpa）3d抗压强度（Mpaa）28d抗压强度（Mpa）P．Ⅱ42.5R珠江水泥厂——6.49.035.253.5砂产地级配区细度模量表观密度（kg/m3）堆积密度（kg//m3）含泥量（%）北江Ⅱ区2.5267014000.6石产地品种规格（mm）针片状颗粒含量%%表观密度（kg/m3）堆积密度（kg/m33）含泥量（%）掺量（%）市郊花岗岩5～31.55.3264013900.4混合材外加剂水①②①来源品种等级掺量及方式品种等级掺量及方式名称掺量（%）浓度（%）——————矿渣S95等量取代KJ-JS2.1030.0自来水施工配合比水胶比配合比（水泥：：水：混合材材：砂：石）含砂率坍落度质量密度（kg//m3）0.281：0.30：0.005：0.93：1.9332.5%180±202413材料用量（kg//m3）抗压强度水泥混合材砂石水外加剂7d28d快速法570————530110017013.249.171.9——备注实际生产混凝土配配合比还将根根据当时天气气和原材料情情况作相应调调整。现场准备1）现场主要施工机具名称型号及数量示意图砼输送泵HBT90：3台台本工程43层以下下钢管混凝土土按二层一次次浇筑量为11001.7752m3，采用2台中联HBT90泵进行浇筑筑，按每台泵泵每小时浇筑筑量不小于440m3计，2台泵12个半小时可可完成浇筑任任务，44层至94层按三层一一次混凝土浇浇筑量为9333.5044m3，只需11个小时完成成浇筑任务。布料机HGY-13型布布料机：2台；布料半半径13m，自重4.2t。漏斗漏斗：2个；上口口530×5330mm，下下口300×3000mm，高高400mmm）。由5mm厚钢板加工工而成。吊斗容量３m3,６个个；B=1500mmm，H1=10000mm，H2=8000mm。容量5m3,６个个；B=2000mmm，H1=10000mm，H2=10000mm。串筒内径150mm，厚厚度1.5mmm。每节长度1.5mm，共48节。照明及监控装置碘钨灯：12只；；钢管上口监控摄像像头：12个。钢管上口监控摄像头钢管上口监控摄像头振动棒德国威克IRENN65型高频振动动棒：15根。电动绞车型号：KXD；起重量：500kkg。人员组织本工程钢管混凝土顶升浇筑，按两个班组进行，人员组织见下表：序号职务人数职责1混凝土施工员1负责混凝土浇筑的的全面工作，包包括对外协调调2混凝土班组长2负责本班组的全面面协调工作，监监督工人按要要求操作。3泵机司机4负责开停泵机，保保证送料与现现场需求一致致。4信号员4负责将楼面混凝土土送料需求信信息传递给泵泵机司机5布料员8协同操作布料机6振捣棒手12对入模的混凝土进进行振捣密实实7维修人员2保证混凝土机械能能正常运转8电工2保证泵送及浇筑现现场供电正常常箱型钢管柱内钢筋施工本工程箱型钢管柱内设有纵向钢筋，钢筋为直径32㎜三级钢，没有箍筋及其它水平筋，钢筋接头采用直螺纹连接。箱型钢管柱内钢筋施工使用的机具名称型号、技术参数及及主要性能数量示意图切断机1、型号：GQ--50；2、切断直径：Φ66-Φ50；3、电机功率：5..5kw；4、性能：要断各种种螺纹钢，润滑性好、功功耗少、移动动方便。2台剥肋滚丝机1、型号：三力SLLG-B剥肋滚轧机机；2、加工钢筋直径范范围：Φ16-Φ40；3、滚丝轮型号：AA20、A25、

A30、

AS300；4、滚压螺纹螺距：22、2.5、3.0、3.0；5、性能：操作方便便，尺寸稳定定，连接性能能高。2台力矩扳手1、型号:Y1500；2、开口头范围:S224～75。6把带灯头盔1、能照亮10米以内内范围；2、适合建筑工人夜间间施工。12只电焊机1、型号：TP15500便携式式焊机2、性能：温控的冷冷却风扇，有有极好的引弧弧性能和焊接接性能。3、重量：4.7KKG。4只空调通风机1、型号：4—822；2、能满足100m3空间制冷与与通风。2台操作跳板跳板：12个；宽宽350mmm，长900mmm。由30mm×30mmm×3mm的方通通和ф18的钢筋加工工而成。12个简易爬梯竖直爬梯（3500×100mmm），每套套2m；12套钢筋下料切断钢筋按层高的高度进行切断，每层设置一个接头，按设计配筋直径、根数和部位，标识后，转入下一个工序。钢筋接头车丝本工程采用剥肋滚丝机对切好的钢筋进行车丝，操作时要根据接头的等级要求，对丝口间距、螺纹的长度、丝口的深度进行控制。粗直径钢筋车丝示意图钢筋安装安装施工条件由于在钢管内施工，钢管又被立板、拉筋、横隔板分割，空间比较狭小，且深度很深，空气不流通、不新鲜，且天气炎热，施工环境恶劣，施工比较固难。为了提供良好的施工环境，在施工人员进入钢管内施工之前，要安装空调通风设备，对施工钢管内通风，并控制钢管内的气温。钢筋安装本工程钢管柱内纵向钢筋安装采用人工接力传递为主辅以电动绞车吊运，按钢管的焊接情况，一般三层安装一次，由底层到上层，由里侧向中间进行安装。边安装边加固。操作平台操作平台钢筋安装示意图钢筋的定位固定本工程箱型钢管柱内纵向钢筋一次安装高度为12.6～14.4米，设计中未设置箍筋和其它水平钢筋，在后续的施工中，要保证纵向钢筋不偏位，因此需对纵向钢筋进行定位固定。按每2米的间距设置一道水平固定钢筋，直径取22，与立板焊接成整体。钢筋安装及定位加固流程序号施工工序内容施工工序平面示意意图1安装一区里排纵向向钢筋。2焊接一区里排纵向向钢筋的水平平定位钢筋。做做直钩长5㎝与立板焊焊，双面焊。3将一区里排纵向钢钢筋用铁丝绑绑在水平定位位钢筋上。4安装一区外排纵向向钢筋。5焊接一区外排纵向向钢筋的水平平定位钢筋。6将一区外排纵向钢钢筋用铁丝绑绑在水平定位位钢筋上。7其它区重复上述工工作，完成后后如右图所示示。箱型钢管柱混凝土现场施工工艺流程箱型钢管混凝土浇筑施工总流程图现场混凝土管的布置由于楼层平面发生阶段性的改变，在楼层上混凝土泵管按两个阶段进行布置。第一阶段为90层以下，第二阶段为91层及以上层。2#布料机1#布料机2#布料机1#布料机第一阶段布置图2#布料机1#布料机2#布料机1#布料机第二阶段布置图浇筑分区外框钢管柱共16个，采用两台布料机分四个区进行混凝土的浇筑，1#布料机浇筑完第一区，接下来浇筑第二区，2#布料机浇筑完第二区接着浇筑第四区，分区图如下：浇筑顺序平面共分四个区，90层以下每区4根钢管柱，91层及以上每区三根钢管柱，浇筑时各区按箭头所示顺序进行。混凝土浇筑操作平台本工程每一个阶段钢管柱有三种不同的截面尺寸，操作平台也要根据这个截面尺寸做三种，每种至少做两个。同时每种截面做两个套架，以便安装电动绞车，控制高频振捣棒。操作平台示意图混凝土浇筑与振捣混凝土浇筑高度为12.6～14.4米，为了保证混凝土以良好状态入模，混凝土料从布料机导出，进入安装在钢管口的漏斗，漏斗与串筒连接，最终混凝土由串筒导入钢管柱内。由于混凝土为高抛自密实混凝土，串筒长度接到8米，当混凝土浇筑到串筒底口时，吊离串筒，采用布料机出口处3米长软管导入混凝土。本工程箱型钢管混凝土按三层标准层的高度浇筑一次，当三层箱型钢管柱安装好后进行这三层的型钢梁的安装，等第三层型钢梁安装好后开始安装操作平台，这个平台一方面作为钢管柱内纵向钢筋的安装平台，另一方面作为钢管混凝土的浇筑平台，还是与上层钢管焊接的平台。在安装钢管和浇筑混凝土时，在钢管口安装一个型钢套架，架设电动绞车和安装照明、漏斗串筒及监控设备，在浇筑完混凝土后拆除套架。操作平台控制示意图对于钢管柱隔板处，由于隔板是水平的，在浇筑混凝土时容易在隔板底部留有空气，使混凝土不密实，为了排走空气，需在隔板上设置排气孔，排气孔直径为20㎜，纵横间距为300㎜，距离钢管柱侧板30㎜开始布置，隔板上的穿筋孔也可作排气之用。立板与上一层以螺栓连接穿筋孔拉筋排气孔距侧板约3㎝立板与上一层以螺栓连接穿筋孔拉筋排气孔距侧板约3㎝排气孔距侧板约3㎝排气孔布置平面图类似工程实物图施工注意事项序号项目注意事项1浇筑顺序钢管混凝土柱分四四个区浇筑，先先由1#布料机浇筑筑一区，2#布料机浇筑筑二区，再由由1#布料机浇筑筑三区，2#布料机浇筑筑四区，始终终保持同向浇浇筑和中心对对称浇筑。2节点处混凝土面处理钢管内混凝土浇筑筑完成面标高高低于钢管接接驳面4000mm以上，待待混凝土接近近初凝用球面面棒将接触面面压成球面凹凹窝，保证与与上层混凝土土接触良好。3钢管混凝土施工监控为保证对钢管混凝凝土质量的监监控，在钢管管内安装摄像像头，对混凝凝土施工过程程进行全面控控制。4纵向钢筋安装注意通风构件1区混凝土是人工进进入钢管内进进行振捣，故故在施工过程程中必须作好好钢管内通风风，使工人处处于一个良好好的施工环境境。5浇筑速度要合理控制混凝土土的浇筑速度度，以保证混混凝土的振捣捣质量。同一一根钢管柱混混凝土浇筑应应该连续，分分层间不得出出现冷缝。6节点处混凝土的振捣由于钢筋柱内每层层都有水平隔隔板，此处难难以振捣密实实，需放慢浇浇筑速度，加加强振捣，并并要求在隔板板上以一定的的间距设置排排气孔。质量保证措施序号项目保证措施1原材料的质量控制控制粗细骨料的级级配、粒径、粒粒形、强度、含含泥量、杂质质等指标，特特别是骨料中中的泥块含量量，含泥量大大不仅影响混混凝土的强度度，还使混凝凝土的自身收收缩增大，容容易产生裂缝缝。还要控制制粗骨料的空空隙率，粗骨骨料的空隙率率小不仅可以以节约水泥，减减少混凝土的的自身收缩及及混凝土的水水化热，还可可以提高混凝凝土的流动性性，减少混凝凝土拌合物的的泌水。对进场的原材料严严格按规范规规定的检验批批次进行检验验和验收，不不合格材料严严禁进场。2配合比的优化设计钢管混凝土要求混混凝土拌合物物有很好的自自密实性能，要要平衡混凝土土的流动性和和抗离析的关关系，浆骨比比要适当，砂砂浆量太小，影影响混凝土的的流动性；砂砂浆量过大，混混凝土的自身身收缩大，同同时由于粗骨骨料体积比例例小，混凝土土的弹性模量量降低，混凝凝土的受压变变形增大。3混凝土拌合物生产控制混凝土搅拌站要严严格按照配合合比进行生产产，生产前对对搅拌站的计计量设备进行行校核，确保保原材料的计计量准确。高高强高流动性性混凝土要求求有足够的搅搅拌时间，搅搅拌时间要求求控制在3分钟，确保保拌合物搅拌拌均匀，气温温变化及砂石石含水率变化化时应对施工工配合比及时时调整，确保保入泵混凝土土坍落度的稳稳定，严格控控制单方混凝凝土的用水量量，炎热天气气时采取相应应措施降低混混凝土的入模模温度，搅拌拌站及现场应应加强对混凝凝土的抽检力力度，不合格格混凝土严禁禁使用。搅拌车在装车前应应排除罐体内内的洗车水，在在运输过程中中要保持旋转转状态，卸料料前高速旋转转1分钟，保证证混凝土拌和和均匀。并保保持泵送的连连续性。4现场拟做样板钢管柱实验制作典型的钢管柱柱进行样板柱柱试验，模拟拟现场气温及及施工条件进进行混凝土的的泵送施工，用用来检验混凝凝土填充的密密实度和混凝凝土的泌水性性能等其它性性能指标。现场制作标养试件件，浇筑28天后先进行行超声波检测测。5混凝土现场验收确保入模混凝土的的坍落度一致致。严禁在现现场对混凝土土拌合物加水水。严格执行行混凝土进场场交货检验制制度，由搅拌拌站人员向现现场检验人员员逐车交验，交交验的内容有有：目测混凝凝土有无泌水水离析现象，试试验员对每车车的坍落度进进行取样试验验，对于坍落落度不符合要要求的混凝土土严禁使用。混混凝土每车必必检，检查必必须有记录和和检查人员签签字。6现场试件制作严格按照《混凝土土结构工程质质量验收规范范》对每根非非节点钢管柱柱和节点钢管管柱浇筑的混混凝土制作试试件，并做好好施工纪录及及试件强度试试验报告。7混凝土浇筑混凝土浇筑过程中中，前台与后后台保持有效效沟通，混凝凝土浇筑及间间歇的全部时时间不应超过过混凝土的初初凝时间。同同一根钢管柱柱的混凝土应应连续浇筑，并并应在底层混混凝土初凝之之前将上一层层混凝土浇筑筑完毕。8现场交通协调现场要合理安排调调度混凝土运运输车辆及混混凝土浇筑的的人员，防止止混凝土运输输车在现场等等待时间过长长，影响混凝凝土的质量。箱型钢管柱混凝土的检测检测方法及原理在主楼钢管混凝土施工前我们将进行1：1模型钢管混凝土模拟试验，优化施工工艺，使我们的施工工艺能确保钢管混凝土的浇筑质量。钢管混凝土柱施工完毕后，等混凝土终凝后，开始对混凝土进行检测。检测首先采用常规的敲击法，然后对可疑部位进行超声波检测，并加测10%的钢管混凝土柱。超声波检测的原理是：超声波检测钢管混凝土的基本原理是在钢管外径的一端利用发射换能器产生高频振动，经钢管圆心传向钢管外径另一端的接收换能器。超声波在传播过程中遇到由各种缺陷形成的界面时就会改变传播方向和路径，其能量就会在缺陷处被衰减，造成超声波到达接收换能器的声时、幅值、频率的相对变化。超声波检测方法主要包括：波形识别法，首波声时法以及首波频率法。检测方法分类与分析序号类型结果1声时短、幅值大、频频率高表明超声波穿过的的钢管混凝土土密实均匀，没没有缺陷。2声时长、幅值小、频频率低表明钢管混凝土中中存在着缺陷陷，而且缺陷陷的位置是在在有效接收声声场的中心轴轴线上即收发发换能器的连连线。3声时短、幅值小、频频率低钢管混凝土中的缺缺陷不在有效效接收声场的的中心轴线上上，而是在有有效接收声场场覆盖的空间间内，以致声声线仍然通过过有效接收声声场的中心轴轴线，声时不不会改变，然然而有效声场场空间里的缺缺陷使得声能能受到衰减，导导致幅值变小小频率下降。钢管混凝土中的缺缺陷虽然在有有铲接收声场场的中心轴线线上，但是缺缺陷足够小。钢管混凝土本身并并没有缺陷，但但是由于换能能器与钢管外外壁耦合不良良，也会造成成幅值变小、频频率下降而声声时变化很小小的现象。这这种现象是在在检测过程中中由人为因素素造成的，它它不能反映钢钢管混凝土的的真实情况，必必须杜绝它的的出现。检测仪器超声波检测仪参数本工程拟采用超声波系统进行钢管混凝土外部检测，该系统各技术指标如下表所示：体积252mm×1885mm×58mm重量约2kg(含内置电电池）工作温度0℃～+40℃供电方式AC：22010%，内内置锂电供电电声时测读精度±0.1μs声时测读范围0～19999.9μμs放大增益82dB幅度分辨率3.9‰放大器带宽10kHz～2550kHz接收灵敏度≤30μV采样周期(μs))0.05～6.44，八档最大采样长度32k发射电压(V)65～1000，五档发射脉宽20μs～20ms可调通道数1信号采集方式连续显示方式640×480,,TFT彩显数据存储空间32Mbytess（3.5万波形+数据）通用接口并口支持打印机HP系列及其兼容激光光打印机超声波检测仪技术要求及