某塔楼箱型钢管柱施工方案

某塔楼箱型钢管柱施工方案箱型钢管混凝土柱表(基础段)箱型钢管钢筋混凝土施工方案柱截面钢板厚度纵向截面形状名尺寸/混凝土强度钢筋1.概况1.1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，3200×2650,外侧钢板:66?分别为Z1、Z2、Z3，其平面分布如下图:Z136Φ321200×900立板:40?/C6O3900×2700,外侧钢板:75?Z260Φ322500×1500立板:40?/C6O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2350×2350,外侧钢板:55?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，Z332Φ321100×800立板:30?/C6O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，存在较大下表:的施工困难。1.2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)2.1钢管混凝土施工特点一层混凝土浇筑体积二层混凝土浇筑体积三层混凝土浇筑体积序号构件名称333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(m)(m)(m)1Z1a32.02364.04696.069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2Z1b28.70357.40786.110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。3Z1c19.64539.29158.9364Z1d11.86923.73835.6075Z1e4.1588.31612.4746Z2a40.31580.631120.9467Z2b35.30070.600105.9018Z2c26.93953.87880.8169Z2d20.25740.51360.77010Z2e14.42728.85443.28111Z3a20.85841.71762.57512Z3b16.64833.29649.94313Z3c11.56323.12634.68914Z3d6.26212.52418.78715Z3e4.6279.25413.881一次混凝土的浇筑总量表(按标准层高4.2米为计算单元)箱型钢管柱平面图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)2.2施工方法及其比较1柱a截面段500.8761001.7521502.628B4,212.2.1.施工方法2柱b截面段437.416874.8321312.24822,43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3柱c截面段311.168622.336933.50444,58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4柱d截面段201.028402.056603.08459,76限制。5柱e截面段109.48218.96328.4477,942.2.2.方案比较1.3施工的难点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1.3.1.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;下表:1.3.2.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;序号方法名称原理特点针对于本工程的适用性1.3.3.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1通过一定的抛落本工程钢管柱内设在立板、横隔板及纵向钢筋，高抛自密高度，充分利用程中的难点之一;不用振捣混混凝土从漏斗落下后由于钢管内的钢板、钢筋实混凝土混凝土坠落时的凝土。等的影响，混凝土的动能损失很大，不能达到法动能及混凝土自高抛效果。2.箱型钢管柱混凝土施工方法选择身的优异性能达序号方法名称原理特点针对于本工程的适用性到密实的效果。本工程钢管截面变化由底部3900×2700到顶部利用人工和振捣的1100×800，被立板、横隔板，拉筋以及纵向串筒浇筑器械对混凝土实人工操作，施钢筋分割成很小的空间，施工人员很难进入钢2人工振捣施振捣，以达到工灵活。管内振捣，钢管底部距离上口太远，而且炎热法密实的效果。天气时钢管底部内作业环境恶劣。因此不适合本工程施工。利用泵送的压力将高流态自密实此方法人员不用进入混凝土管内，解决了管内混凝土由底到顶空间小，人无法进管内操作的困难，虽然对混泵送顶升注入钢管，由混不用振捣混凝土泵的要求高一些，但都能达到要求，本工3法凝土自重及泵送凝土。程一段钢管一次性浇筑方量较大，此法需保证压力及混凝土自在1个半小内完成注浆，这一点难以保证，故身性能达到密实此方法不太适合本工程施工。的状态。采用串筒浇筑高本工程钢管柱内设在立板、横隔板及纵向钢筋，流态自密实混凝操作人员在高抛自密将整个空间分隔成6个小空间，设置6个机器土，电动绞车调狭小的空间层中钢管柱状况实砼辅助振捣棒，振捣棒到最远边的距离为800?，查4节振捣器械对混外面进行控机器振捣德国威克IREN65型高频振动棒的振捣有效半2.4选择结果凝土实施辅助振制，不用下到法径为1200?，能把混凝土振捣密实，因此可采捣，以达到密实钢管内操作。用此法为本工程的施工方法。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的效果。2.3箱型钢管各段情况管混凝土的施工方法。其施工示意图如下: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串筒浇筑机器振捣法示意图3.施工准备3.2现场准备3.2.1.1)现场主要施工机具3.1技术准备名称型号及数量示意图3.1.1.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。HBT90:3台3.1.2.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砼输送泵好的填充性能，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:3本工程43层以下钢管混凝土按二层一次浇筑量为1001.752m，采用2台中联HBT90泵进行浇C60混凝土配合比3筑，按每台泵每小时浇筑量不小于40m计，2台泵12个半小时可完成浇筑任务，44层至94层28d抗折28d抗压3强度生产F块3d抗折强3d抗压强按三层一次混凝土浇筑量为933.504m，只需11个小时完成浇筑任务。品种强度强度等级厂名(Mpa)度(Mpa)度(Mpa)水(Mpa)(Mpa)泥珠江P(?42.5R——6.49.035.253.5水泥厂表观密度堆积密度产地级配区细度模量含泥量(%)33)(kg/m)(kg/m砂原HGY-13型布料机:2台;布料半北江?区2.5267014000.6布料机材径13m，自重4.2t。表观堆积料规格针片状颗粒含泥量产地品种密度密度掺量(%)检(mm)含量%(%)33(kg/m)(kg/m)石验5,结市郊花岗岩5.3264013900.431.5果混合材外加剂水漏斗:2个;上口530×530mm，???漏斗下口300×300mm，高400mm)。来源等掺量及等掺量及掺量品种品种名称浓度(%)由5mm厚钢板加工而成。级方式级方式(%)—等量取————矿渣S95KJ-JS2.1030.0自来水—代质量密度水胶比配合比(水泥:水:混合材:砂:石)含砂率坍落度3(kg/m)施3容量,m,,个;0.281:0.30:0.05:0.93:1.9332.5%180?202413工B=1500mm，H1=1000mm，3材料用量(kg/m)抗压强度配H2=800mm。吊斗合3快速容量5m,,个;水泥混合材砂石水外加剂7d28d比法B=2000mm，H1=1000mm，H2=1000mm。570————530110017013.249.171.9——备注实际生产混凝土配合比还将根据当时天气和原材料情况作相应调整。串筒4.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，钢内径150mm，厚度1.5mm。每节长度1.5m，共48节。筋接头采用直螺纹连接。4.1箱型钢管柱内钢筋施工使用的机具名称型号、技术参数及主要性能数量示意图照明及碘钨灯:12只;钢管上口监监控装置钢管上口监控摄像头:12个。控摄像头1、型号:GQ-50;2、切断直径:Φ6-Φ50;切断机3、电机功率:5.5kw;2台德国威克IREN65型高频振动振动棒4、性能:要断各种螺纹钢，润滑性好、棒:15根。功耗少、移动方便。型号:KXD;电动绞车起重量:500kg。1、型号:三力SLG-B剥肋滚轧机;2、加工钢筋直径范围:Φ16-Φ40;3、滚丝轮型号:A20、A25、A30、AS30;剥肋滚丝机2台4、滚压螺纹螺距:2、2.5、3.0、3.0;3.2.2.人员组织5、性能:操作方便，尺寸稳定，连接性能高。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负责混凝土浇筑的全面工作，包括对外协调1、型号:Y1500;力矩扳手6把2、开口头范围:S24,75。2混凝土班组长2负责本班组的全面协调工作，监督工人按要求操作。3泵机司机4负责开停泵机，保证送料与现场需求一致。1、能照亮10米以内范围;带灯头盔12只2、适合建筑工人夜间施工。4信号员4负责将楼面混凝土送料需求信息传递给泵机司机5布料员8协同操作布料机6振捣棒手12对入模的混凝土进行振捣密实1、型号:TP1500便携式焊机2、性能:温控的冷却风扇，有极好的电焊机4只7维修人员2保证混凝土机械能正常运转引弧性能和焊接性能。3、重量:4.7KG。8电工2保证泵送及浇筑现场供电正常4.3钢筋安装名称型号、技术参数及主要性能数量示意图空调通风机4.3.1.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1、型号:4—82;2台3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2、能满足100m空间制冷与通风。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。4.3.2.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。跳板:12个;宽350mm，长900mm。操作跳板由30mm×30mm×3mm的方通和ф18的钢12个筋加工而成。操作平台竖直爬梯(350×100mm)，每套2m;简易爬梯12套4.2钢筋下料4.2.1.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。4.2.2.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。钢筋安装示意图4.3.3.钢筋的定位固定粗直径钢筋车丝示意图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序号施工工序内容施工工序平面示意图钢筋，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焊接一区外排纵向钢筋序号施工工序内容施工工序平面示意图5的水平定位钢筋。安装一区里排纵向钢1筋。将一区外排纵向钢筋用6铁丝绑在水平定位钢筋上。焊接一区里排纵向钢筋的水平定位钢筋。做直2钩长5?与立板焊，双面焊。将一区里排纵向钢筋用3铁丝绑在水平定位钢筋上。其它区重复上述工作，7完成后如右图所示。安装一区外排纵向钢4筋。5.箱型钢管柱混凝土现场施工90层以下，第二阶段为91层及以上层。5.1工艺流程1#布料机2#布料机第一阶段布置图1#布料机2#布料机箱型钢管混凝土浇筑施工总流程图5.2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。第一阶段为第二阶段布置图5.3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:5.4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。5.5混凝土浇筑5.5.1.操作平台操作平台示意图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，5.5.2.混凝土浇筑与振捣每种至少做两个。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。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。5.6施工注意事项序号项目注意事项钢管混凝土柱分四个区浇筑，先由1#布料机浇筑一区，2#布料机浇筑二1浇筑顺序区，再由1#布料机浇筑三区，2#布料机浇筑四区，始终保持同向浇筑和中心对称浇筑。节点处混凝钢管内混凝土浇筑完成面标高低于钢管接驳面400mm以上，待混凝土接2土面处理近初凝用球面棒将接触面压成球面凹窝，保证与上层混凝土接触良好。钢管混凝土为保证对钢管混凝土质量的监控，在钢管内安装摄像头，对混凝土施工3施工监控过程进行全面控制。纵向钢筋安构件1区混凝土是人工进入钢管内进行振捣，故在施工过程中必须作好4装注意通风钢管内通风，使工人处于一个良好的施工环境。要合理控制混凝土的浇筑速度，以保证混凝土的振捣质量。同一根钢管5浇筑速度柱混凝土浇筑应该连续，分层间不得出现冷缝。节点处混凝由于钢筋柱内每层都有水平隔板，此处难以振捣密实，需放慢浇筑速度，6土的振捣加强振捣，并要求在隔板上以一定的间距设置排气孔。5.7质量保证措施序号项目保证措施操作平台控制示意图控制粗细骨料的级配、粒径、粒形、强度、含泥量、杂质等指标，特别是对于钢管柱隔板处，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，使混凝骨料中的泥块含量，含泥量大不仅影响混凝土的强度，还使混凝土的自身收缩增大，容易产生裂缝。还要控制粗骨料的空隙率，粗骨料的空隙率小土不密实，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?，原材料的1不仅可以节约水泥，减少混凝土的自身收缩及混凝土的水化热，还可以提质量控制距离钢管柱侧板30?开始布置，隔板上的穿筋孔也可作排气之用。高混凝土的流动性，减少混凝土拌合物的泌水。对进场的原材料严格按规范规定的检验批次进行检验和验收，不合格材料严禁进场。立板与上一层钢管混凝土要求混凝土拌合物有很好的自密实性能，要平衡混凝土的流动配合比的性和抗离析的关系，浆骨比要适当，砂浆量太小，影响混凝土的流动性;以螺栓连接穿筋孔2优化设计砂浆量过大，混凝土的自身收缩大，同时由于粗骨料体积比例小，混凝土的弹性模量降低，混凝土的受压变形增大。混凝土搅拌站要严格按照配合比进行生产，生产前对搅拌站的计量设备进行校核，确保原材料的计量准确。高强高流动性混凝土要求有足够的搅拌时间，搅拌时间要求控制在3分钟，确保拌合物搅拌均匀，气温变化及砂石含水率变化时应对施工配合比及时调整，确保入泵混凝土坍落度的稳定，混凝土拌合物3严格控制单方混凝土的用水量，炎热天气时采取相应措施降低混凝土的入生产控制模温度，搅拌站及现场应加强对混凝土的抽检力度，不合格混凝土严禁使用。搅拌车在装车前应排除罐体内的洗车水，在运输过程中要保持旋转状态，卸料前高速旋转1分钟，保证混凝土拌和均匀。并保持泵送的连续性。排气孔距制作典型的钢管柱进行样板柱试验，模拟现场气温及施工条件进行混凝土现场拟做样板的泵送施工，用来检验混凝土填充的密实度和混凝土的泌水性能等其它性侧板约3?4钢管柱实验能指标。拉筋现场制作标养试件，浇筑28天后先进行超声波检测。5确保入模混凝土的坍落度一致。严禁在现场对混凝土拌合物加水。严格执混凝土现场验收行混凝土进场交货检验制度，由搅拌站人员向现场检验人员逐车交验，交验的内容有:目测混凝土有无泌水离析现象，试验员对每车的坍落度进行排气孔布置平面图类似工程实物图排气孔距侧板约3?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:序号项目保证措施体积252mm×185mm×58mm取样试验，对于坍落度不符合要求的混凝土严禁使用。混凝土每车必检，检查必须有记录和检查人员签字。重量约2kg(含内置电池)严格按照《混凝土结构工程质量验收规范》对每根非节点钢管柱和节点钢6现场试件制作管柱浇筑的混凝土制作试件，并做好施工纪录及试件强度试验报告。工作温度0?,+40?混凝土浇筑过程中，前台与后台保持有效沟通，混凝土浇筑及间歇的全部7混凝土浇筑时间不应超过混凝土的初凝时间。同一根钢管柱的混凝土应连续浇筑，并供电方式AC:22010%，内置锂电供电应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。声时测读精度?0.1μs现场要合理安排调度混凝土运输车辆及混凝土浇筑的人员，防止混凝土运8现场交通协调输车在现场等待时间过长，影响混凝土的质量。声时测读范围0,19999.9μs6.箱型钢管柱混凝土的检测放大增益82dB幅度分辨率3.9‰6.1检测方法及原理放大器带宽10kHz,250kHz接收灵敏度?30μV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，使我采样周期(μs)0.05,6.4，八档最大采样长度32k们的施工工艺能确保钢管混凝土的浇筑质量。发射电压(V)65,1000，五档发射脉宽20μs,20ms可调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。通道数1信号采集方式连续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显示方式640×480,TFT彩显数据存储空间32Mbytes(3.5万波形+数据)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通用接口并口支持打印机HP系列及其兼容激光打印机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。6.3.2.超声波检测仪技术要求及检验和操作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。序号项目内容6.2检测方法分类与分析进入现场进行钢管混凝土检测的超声波检测仪应通过技术鉴定并必须具有产品超声波检测合格证。序号类型结果1仪技术要求仪器应具有良好的稳定性，声时显示调节在20,30μs范围内时，2h内声时显声时短、幅值示的漂移不得大于?0.2μs。1表明超声波穿过的钢管混凝土密实均匀，没有缺陷。大、频率高换能器宜采用厚度振动形式压电材料。换能器技术声时长、幅值表明钢管混凝土中存在着缺陷，而且缺陷的位置是在有效接收声场的中心轴线2换能器的频率宜在50,100kHz范围以内。2要求小、频率低上即收发换能器的连线。换能器实测频率与标称频率相差应不大于?10%。操作前应仔细阅读仪器使用说明书。钢管混凝土中的缺陷不在有效接收声场的中心轴线上，而是在有效接收声场覆仪器在接通电源前应检查电源电压，接上电源后仪器宜预热10min。盖的空间内，以致声线仍然通过有效接收声场的中心轴线，声时不会改变，然超声波仪器3换能器与标准棒耦合良好，有调零装置的仪器