戴五林 陳云華

（1.邵陽市建設工程質量監(jiān)督站，湖南 邵陽 422000；2.湖南視點建筑設計有限公司，湖南 長沙 410000）

鋼管混凝土柱的零件較少，焊縫少，構造簡單，柱腳常采用在混凝土基礎上預留杯口的插入式柱腳，因而工廠制造比較簡單，同時構件自重較小，運輸和吊裝也較易，施工很簡便，而且鋼管混凝土柱采用板材卷制，板材厚度都不大，一般在40mm以內(nèi)，無論工廠焊接和現(xiàn)場進行對接，都沒有什么困難。同時，與鋼筋混凝土柱相比，鋼管混凝土柱的外皮鋼管具有鋼筋的功能，兼有縱向鋼筋和橫向箍筋的作用，所以管內(nèi)沒鋼筋，省了鋼筋下料和綁扎鋼筋等一系列工藝，又由于柱外皮鋼管本身就是耐側壓的模板，同時也省了支模和拆模等工序。近年來，泵送砼相當普遍，現(xiàn)場澆灌并無困難，我國創(chuàng)造并廣泛使用的高位拋落不振搗混凝土的施工方法，更簡化了現(xiàn)場灌混凝土的工序，簡便了施工。也有在管柱下部開臨時澆灌孔，用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法，既快，又保證澆灌質量。而且，在澆筑后，鋼管內(nèi)處于相當穩(wěn)定的濕度條件，水分不易蒸發(fā)，省去澆水養(yǎng)護工序，簡化了混凝土的養(yǎng)護工藝。

根據(jù)實際工程經(jīng)驗，本文就高層建筑商業(yè)綜合樓-中馳國貿(mào)大廈中的鋼管混凝土柱施工技術進行探討實施。

1 工程簡介

中馳國貿(mào)大廈超高層商業(yè)、辦公綜合樓，地上主體為46層，其中裙樓8層，地下3層，總建筑面積112886m2，建筑總高度168m，本綜合樓外墻應用淺藍色全玻璃幕墻，屋面平臺設有直升機停機坪。工程為外鋼框架-核心筒混凝土結構，外圍柱應用16根直徑d=1150毫米、壁厚t=16毫米的鋼管柱，鋼管柱內(nèi)填充C60高強度混凝土，型鋼柱外側應用C30的混凝土外包作為鋼管柱保護層，柱大小為1.1m×1.1m，核心筒應用450-550mm厚的鋼筋混凝土剪力墻結構。工程結構抗震等級為一級，耐火等級一級，安全等級一級。地面粗糙度為B類，基本風壓取0.35kN/m2，基本雪壓為0.30kN/m2。

2 鋼管混凝土柱的特點

我們都知道，混凝土的抗壓強度高。但抗彎能力很弱，而鋼材，特別是型鋼的抗彎能力強，具有良好的彈塑性，但在受壓時容易失穩(wěn)而喪失軸向抗壓能力。而鋼管混凝土在結構上能夠將二者的優(yōu)點結合在一起，可使混凝土處于側向受壓狀態(tài)，其抗壓強度可成倍提高.同時由于混凝土的存在，提高了鋼管的剛度，兩者共同發(fā)揮作用，從而大大地提高了承載能力。鋼管混凝土作為一種新興的組合結構，主要以軸心受壓和作用力偏心較小的受壓構件為主，被廣泛使用于框架結構中(如廠房和高層)。鋼管混凝土結構柱的主要優(yōu)點為：

（1）鋼管混凝土柱截面比鋼筋混凝土柱可減少60%，擴大了建筑物的使用空間。

（2）承載力高、延性好，抗震性能優(yōu)越。

（3）施工方便，工期大大縮短。

（4）鋼管混凝土柱內(nèi)的混凝土可大量吸收熱能，其耐火性優(yōu)于鋼柱。

（5）鋼管柱內(nèi)側應用C60高強度混凝土填充，外側應用C30混凝土保護層保護，有利于鋼管柱的防火處理。

（6）耐腐蝕性能優(yōu)于鋼結構

3 鋼管柱混凝土施工特點

46層中，標準層39層，標準層施工要求6天一層，工期緊，鋼管柱內(nèi)高強度C60混凝土的施工與鋼管柱吊裝和標準層梁板模板結構施工交叉配合進行，其主要的施工特點有：

（1）鋼管柱總高達168m，垂直度控制要求高。

（2）標準層施工工期短，鋼管柱的吊裝、梁板混凝土結構的模板鋼筋、鋼管柱內(nèi)混凝土填充、鋼管柱外圍混凝土保護層等多道工序的交叉施工，施工難度較大。

（3）鋼管柱混凝土澆筑、鋼管柱與梁交接處節(jié)點處理的質量控制要求高。

（4）鋼管柱的焊接質量控制和鋼管柱內(nèi)混凝土的超聲波檢測，應當滿足設計要求。

4 壓注工藝和鋼管柱的施工方法

4.1 壓注工藝

壓注工藝流程一般為：堵塞鋼管法蘭間隙——清洗管內(nèi)污物、潤濕管壁——安設壓注頭和閘閥——壓注管內(nèi)混凝土——從排漿孔振搗混凝土——關閉壓注口閘閥穩(wěn)壓——拆除閘閥完成壓注

4.2 精度實現(xiàn)

采用精度為1/200000的自動安平投點儀、激光測距儀及前方交會法，確定梁、柱基礎的中心位置和預埋件的精確定位。

4.3 鋼管柱上口固定支架安裝

混凝土工作臺在人工挖孔之前先行澆注。即以中樁樁位為中心，自現(xiàn)況地面下挖3.5*3.5m見方、30cm深的土槽，延人工挖孔外輪廓線砌筑磚模，澆注混凝土。

施做方法如下圖1：

圖1 鋼管柱上口固定支架平面示意圖

4.4 鋼管柱的安裝

（1）施工準備

施工準備工作包括施工人員的到位，吊裝機具的配置，自動定位器，鋼管柱等材料的進場備置等。

（2）施工放線

在樁孔東西方向及南北方向各測設2點掛線，找到樁心位置，其水平位置誤差不大于2cm。

（3）鋼管柱的吊裝及固定

鋼管柱由加工廠根據(jù)設計圖紙進行加工。出廠前，在鋼管柱頂對稱焊接設置一對吊耳，同時在吊耳側加焊肋板，以確保鋼管柱處于最不利位置時，吊耳不發(fā)生側翻破壞現(xiàn)象。

采用兩臺吊車相互配合作業(yè)。一臺主吊，另一臺吊車輔助吊裝，以防止鋼管柱底部戳地變形。操作時一臺吊車在鋼管柱上端兩點起吊鋼管柱，同時另一臺吊車起吊鋼管柱底部，使鋼管柱上端起吊過程中，其底部脫離地面。輔助吊車緩慢放繩，待鋼管柱完全垂直吊離地面，且相對穩(wěn)定后，將其與輔助吊車分離。對準樁位、下放鋼管柱，慢插入孔。頂端采用型鋼作井字固定，在型鋼上焊微調(diào)器。然后對鋼管柱上端精確定位，精確校正鋼管柱頂縱軸線位置，垂直度后，定位后用工字鋼將鋼管柱頂與預埋件焊接牢固。

由于鋼管柱下端平面位置、標高、垂直度已由定位器確定，鋼管柱上端空間位置校定后，即可認為鋼管柱頂與管底在垂直方向投影重合，鋼管位置已精確定位。

（4）灌注杯口混凝土

杯口處混凝土與樁基混凝土同標號（C30），當現(xiàn)場不好灌注混凝土時，采用水泥砂漿。施工時將注漿管布設在鋼管柱管壁外側，使用綁絲、利用鋼管柱與頂板、中隔板、底板連接處的錨栓將注漿管固定，隨鋼管柱下放至杯口注漿底部。

地面設有注漿泵，注漿管為φ20塑料管，單樁布設三根注漿管。以注漿量控制杯口混凝土的灌注位置。

（5）鋼管柱安裝質量的檢查

立柱中心線與基礎中心線偏差在±5mm；

立柱頂面標高和設計標高偏差在0-20mm；

鋼管柱垂直度為長度的1/1000，最大不大于15mm；

鋼管柱頂面不平度在±3mm以內(nèi)；

各柱之間的距離偏差7mm，各柱上下兩平面相應對角線差允許偏差20mm；

立柱頂面不平度允許偏差±5mm。

5 結語

中馳國貿(mào)大廈超高層鋼管柱全高垂直度控制在5毫米，同時45層鋼管柱的焊縫檢測全部合格，未出現(xiàn)返工修補現(xiàn)象，鋼管柱內(nèi)混凝土超聲波檢測密實度全部符合要求，混凝土同條件養(yǎng)護試塊強度全部合格，強度評定滿足要求。同時成功解決了鋼管混凝土柱與結構梁板的交叉配合施工問題，工期滿足客戶要求。

[1]建筑施工手冊[M].4版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.

[2]江正英,趙子縉,趙范.建筑施工手冊[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2003.