CN103526929B - 一种超高层钢管柱内混凝土浇筑施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高层钢管柱内混凝土浇筑施工方法，主要包括步骤：拆除上一节钢管柱顶部封孔薄钢板；吊装本节钢管柱；吊装完本节钢管柱的第一层楼层钢梁，将本节钢管柱进行定位；设置可卸式施工钢平台；通过施工钢平台的定位孔，将分段可接式串筒伸入钢管柱内；先在钢管柱内灌入同级配砼原浆；砼浇筑；当砼浇筑高度超过单节串筒时，拆除一节后继续进行砼浇筑施工，后续浇筑类推；砼浇筑面接近钢管柱内隔板时放缓砼放料与浇筑速度；砼浇筑至该节钢管柱顶以下一定距离后停止；钢管柱顶部浇筑孔采用薄钢板封闭。采用该施工方法，可使砼浇筑施工更为便利、消除了安全隐患、缩短了工期；减少人工与周转材料消耗。

Description

一种超高层钢管柱内混凝土浇筑施工方法

技术领域

本发明属于建筑施工领域，特别涉及一种超高层钢管柱内混凝土浇筑施工方法。

背景技术

随着社会的日益进步，城市建设飞速发展，人们对生活品质重视程度越加关注。建筑设计阶段，超高层结构中越来越多采用钢结构体系，尤其是框架柱构件采用钢管柱形式，以减小柱截面，增加建筑使用面积，从而降低工程综合造价，同时促进绿色施工、环境保护。

现阶段，设计对于超高层建筑钢管柱施工有着严格的要求，钢管柱施工至一定层数后，必须完成钢管柱内砼灌注，方可进行下一步结构施工。在常规情况下，钢结构设计根据楼层高度按两至三层设计每段钢柱长度，每段钢柱顶标高会高出该段最上层楼层面标高。结合钢结构施工过程中，一般情况下每施工段（一般三层为一段）钢柱、钢梁安装完毕后，再进行楼层板施工，若每施工段所有钢梁与楼层板按顺序施工完毕后再浇灌该施工段钢管柱内砼，将严重制约工程进度；若从每施工段底部搭设操作平台，近10米高的钢管柱，每根柱子均需搭设，其一，搭拆人工及周转材料长时间占用，其消耗量极大，其二，架体搭拆过程制约施工进度，并且操作平台所占位置影响楼层板施工工作面，其三，对于边柱施工，平台搭设具有一定的施工难度，存在较大的安全隐患；另外，在近10米高的钢管柱内浇筑砼，需控制由于高度高、钢管柱相对封闭、内设内隔板等不利因素给砼浇筑带来的质量控制隐患。

因此，需改进施工工艺，采用新的施工设施，有效解决上述问题，对今后类似工程施工具有积极的意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种超高层钢管柱内混凝土浇筑施工方法。采用该施工方法，可使砼浇筑施工更为便利、安全，减小边柱施工与中间柱施工的难度差异，消除了安全隐患。采取有效措施避免了高度高、钢管柱相对封闭、内设内隔板等不利因素给砼浇筑带来质量隐患；有效解决了钢管柱内砼浇筑对下部各层楼层板施工带来干扰，相互可以穿插施工，缩短了工期；减少人工与周转材料消耗，从而对降低工程综合造价具有积极意义。

一种超高层钢管柱内混凝土浇筑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

⑴拆除上一节钢管柱顶部封孔薄钢板，清理干净柱内已浇筑砼面积水与垃圾；

⑵吊装本节钢管柱，与上节钢管柱先采用连接钢板结合螺栓连接；所述钢管柱常规为3层一节，长度10米；

⑶吊装完本节钢管柱的第一层楼层钢梁，将本节钢管柱进行定位，与上节钢管柱接缝进行焊接固定并完成焊缝探伤检测，后续吊装完成上部钢梁，在钢结构楼板吊装中，对于该节钢管柱最上层就该柱附近的楼层板先行铺设；

⑷在需要浇筑砼的钢管柱顶部设置可卸式施工钢平台；

⑸通过施工钢平台的定位兼下料孔，将分段可接式串筒伸入钢管柱内，串筒顶部设置漏斗；

⑹浇筑砼前，先在钢管柱内灌入同级配砼原浆；

⑺砼装入料斗内，由塔吊运输至施工钢平台，通过漏斗和分段可接式串筒灌入钢管柱内，插入式振捣器进行振捣；

⑻当砼浇筑高度超过单节串筒时，拆除一节后将余下串筒伸入钢管柱内，继续进行砼浇筑施工，后续浇筑类推；

⑼砼浇筑面接近钢管柱内隔板时放缓砼放料与浇筑速度；

⑽砼浇筑至该节钢管柱顶以下300mm～400mm后停止；

⑾钢管柱顶部浇筑孔采用薄钢板封闭。

优选地，步骤2中本节钢管柱与上节钢管柱之间采用10mm厚连接钢板结合DN16螺栓进行临时固定。

步骤4中的的可卸式施工钢平台包括井字形主承重骨架，井字形主承重骨架的平面外围通过次龙骨相连接，形成八边形平面；花纹钢板铺设于井字形主承重骨架上，与主承重骨架和次龙骨焊接连接，其中心设有钢管柱定位孔，形成水平的工作台面；栏杆垂直于工作台面固定于主承重骨架的末端，栏杆之间设有护栏；主承重骨架上焊接有可卸式调节槽钢，可卸式调节槽钢两端通过螺栓连接有端头板；钢管柱定位孔的四周主承重骨架中点以及可卸式调节槽钢中点处焊接有固定耳板，固定耳板与钢管柱的吊装耳板之间通过连接钢板和螺栓固定连接。

可根据钢管柱截面尺寸大小相应调整可卸式施工钢平台定位孔尺寸，通过定位孔，将钢平台与钢管柱套接；钢平台定位孔四周固定耳板与钢管柱顶部吊装耳板通过10mm厚连接钢板与DN16螺栓进行连接，使钢平台可靠固定在钢管柱上。

步骤5中的通过可卸式钢平台定位兼下料孔，向钢管柱内设置砼浇筑分段可接式串筒，分段可接式串筒为直径121mm、壁厚4mm、单节长度2米的钢管采用钢活接进行连接形成，顶部设置铁漏斗，漏斗为上口边长500mm、下口边长为175mm倒棱台，下口居中设置与串筒相同型号钢管500mm长，与下部串筒钢活接连接。

步骤6中的砼浇筑前，需在钢管柱内灌入100mm～200mm厚同级配砼原浆，使砼施工缝较好处理的同时，在砼浇筑时防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳现象。

步骤9中的在钢管柱，预先在每层内隔板下部钢管柱四周侧板上设置有透气孔，孔径为25mm；当砼浇筑接近钢管柱内隔板位置时放缓砼放料与浇筑速度，使得钢管柱内空气有充分时间通过内隔板底透气孔排出。

步骤10中的砼浇筑至该节钢管柱顶以下300mm～400mm停止浇筑，在便于后续垃圾清理的同时，避免后续上下钢管柱之间焊接过程中产生的高温造成柱内砼碳化。

步骤11中的该节钢管柱砼浇筑完毕，顶部浇筑孔采取0.5mm薄型钢板点焊于型钢柱上进行封闭。

本发明的施工方法首先通过拆除钢管柱上部砼浇筑孔封板，清除柱内积水和垃圾；其次，进行钢管柱定位焊接以及上部钢结构梁板施工；后续利用钢管柱吊装耳板，采用可卸式施工钢平台根据钢管柱不同截面尺寸进行调节定位；在施工钢平台上，设置分段可接式串筒与漏斗，伸入钢管柱内用于砼浇筑；砼浇筑前先浇筑100mm～200mm厚同级配砼原浆；采用料斗吊装砼，塔吊运输至施工钢平台内通过漏斗和分段可接式串筒将砼浇筑入钢管柱内；砼浇筑至一节串筒高，拆除一节后继续浇筑，当浇筑至内隔板附近时，放慢浇筑速度，使钢管柱内空气有充足时间通过内隔板底排气孔排出，后续砼浇筑至离该节钢管柱顶300mm～400mm；钢管柱顶部砼浇筑孔采用0.5mm厚薄钢板封闭。

使用本发明的施工方法解决了现有技术中存在的高空坠物安全事故、钢管柱内浇筑砼质量控制、对不同截面尺寸的钢管柱进行定位、对其他施工工序干扰、周转材料占用时间长、用工损耗大、影响工期等问题，其主要原理是：（1）通过可卸式施工钢平台的设置，其制作简单，对各个截面的钢管柱砼浇筑施工适用性强，安拆简便，施工过程中稳定可靠，安全操作性高，对其他工作面影响范围小，省时省工省材料；（2）通过钢管柱砼浇筑孔的封闭，避免施工过程中积水、垃圾等进入，同时，砼浇筑至离钢柱顶300mm～400mm，在存在垃圾的情况下，便于人工清理；（3）分段可接式漏斗与串筒的使用，在保证砼浇筑质量的同时，安拆便利，有利于工期缩短；（4）砼浇筑前先浇筑100mm～200mm同级配砼原浆，避免砼中石子接触已完砼面发生弹跳现象，有效控制砼浇筑质量；（5）钢管柱四侧立面位于内隔板底设置2.5cm直径排气孔，避免砼浇筑面上升过程中遇到内隔板，使空气无法排出，致使内隔板底部存在空气压力造成砼浇筑不密实；（6）砼浇筑至离钢管柱顶300mm～400mm，避免在上下钢管柱焊接过程中，焊接热量距离砼面太近而产生砼碳化现象。

使用本发明的施工方法能够确保超高层钢管柱砼浇筑顺利实施。本发明具有以下优势：①设备简单，制作成本低，利用现场常规材料即可完成钢结构施工平台、分段可卸式串筒与漏斗制作；②钢结构施工平台适用性强，能根据钢管柱截面尺寸，灵活调整相应的定位孔尺寸，使其匹配，并利用钢管柱吊装耳板进行螺栓连接，稳定性好，安拆方便、快捷，大大降低了人工与周转材料的消耗，节约了工期；③钢结构施工平台的使用，确保了钢管柱砼浇筑施工安全性，尤其是边柱施工，具有积极意义；④钢结构施工平台可独立固定于钢管柱上端，不影响下部楼层板施工，相互可以进行穿插施工，可缩短工期；⑤可卸式串筒与漏斗的使用，在确保落差较大情况下砼浇筑施工质量的同时，随钢管柱深度与砼浇筑情况，随时可进行串筒长度调整，安拆便利；⑥浇筑砼前，在钢管柱底预先浇筑200mm～300mm与砼同级配原浆，避免砼浇筑过程中石子弹跳，保证浇筑质量；⑦钢管柱内隔板底设置排气孔，确保砼浇筑时，空气能及时排出钢管柱外，保证内隔板底部砼密实；⑧砼浇筑至该节钢管柱顶距离300mm～400mm，便于垃圾清理，避免该节柱与下节柱焊接过程中砼产生碳化现象；⑨砼浇筑完成后，钢管柱采用薄钢板封闭，避免垃圾进入钢管柱。

附图说明

图1：钢管柱浇筑平面布置图。

图2：钢管柱浇筑剖面图。

图3：可卸式钢平台平面结构示意图。

图4：钢管柱与钢结构施工平台连接示意图。

图5：分段可卸式串筒示意图。

图6：漏斗平面图。

图7：单节串筒示意图。

具体实施方式

如图1～图7所示，超高层钢管柱内混凝土浇筑方法具体包括以下步骤：

1、拆除上一节钢管柱1封口薄钢板，清理干净柱内积水与垃圾；

2、吊装本节钢管柱2（常规为3层一节，长度10米），与上节钢管柱1先采用连接钢板结合螺栓连接；

3、吊装完本节钢管柱2第一层楼层钢梁6，将本节钢管柱进行定位，并与上节钢管柱接缝3进行焊接固定并完成焊缝探伤检测，后续吊装完成上部钢梁，在钢结构楼板吊装中，对于该节柱最上层就该柱附近的楼层板7先行铺设；

4、在需要浇筑砼的钢管柱顶部设置可卸式施工钢平台5；钢平台5的结构如图3所示，包括井字形主承重骨架17，井字形主承重骨架的平面外围通过次龙骨18相连接，形成八边形平面；花纹钢板19铺设于井字形主承重骨架上，与主承重骨架和次龙骨焊接连接，其中心设有钢管柱定位孔12，形成水平的工作台面；栏杆垂直于工作台面固定于主承重骨架的末端，栏杆之间设有护栏；主承重骨架上焊接有可卸式调节槽钢20，可卸式调节槽钢两端通过螺栓连接有端头板；钢管柱定位孔的四周主承重骨架中点以及可卸式调节槽钢中点处焊接有固定耳板14，固定耳板与钢管柱的吊装耳板13之间通过连接钢板15和螺栓16固定连接。

根据需浇筑砼的钢管柱截面尺寸，相应调整钢结构施工钢平台5定位孔12尺寸，施工钢平台5通过定位孔12定位于钢管柱顶部，两者通过钢管柱四周吊装耳板13与钢平台定位孔四周固定耳板14之间采用连接钢板15结合螺栓16进行连接固定；

5、通过钢平台定位孔12与钢管柱砼浇筑孔(孔径不小于200mm)，将可卸式串筒4(管径121mm，每节长度2m，采用螺纹套管连接)连接漏斗一起伸入钢管柱内，串筒长度比该节钢管柱长度少0.5m～1.0m；

6、砼浇筑施工人员2-3人在施工钢平台5内，1人放料，1人扶料斗，1人振捣；

7、砼采用料斗装料、塔吊吊运；砼浇筑前先浇筑100mm～200mm砼原浆，后续浇筑砼，振捣人员将12米（或14米）长振捣棒通过串筒4伸入钢管柱内进行振捣；

8、当砼浇筑面超过单节串筒长度时，拆除一节串筒，继续浇筑；

9、钢管柱内隔板9底部在钢管柱四个立面上均设置孔径25mm排气孔10各一个，当砼浇筑至内隔板附近时，放缓浇筑速度；

10、砼11浇筑至距离钢管柱顶300mm～400mm结束；

11、钢管柱顶砼浇筑孔采用0.5mm厚薄型钢板封闭。

质量安全控制详细描述如下：

2.1钢平台制作应确保焊缝饱满、均匀，无漏焊、空焊现象。

2.2钢平台制作完成需进行防锈处理，基层清理应到位，涂刷防锈漆应保证其涂刷遍数与涂刷厚度。

2.3专人负责钢平台的使用性能的检查，定期进行钢平台维护与保养，对于焊缝脱焊、受力结构变形、防锈漆破坏等情况及时处理。

2.3可卸式槽钢需根据钢管柱截面尺寸做相应调整，使钢平台定位孔与之相匹配，可卸式槽钢固定过程中需拧紧螺栓，避免出现螺栓脱落现象，施工过程中，专人负责定期检查。

2.4钢平台与钢管柱之间连接固定过程中，连接螺栓质量控制与可卸式槽钢螺栓固定相同，在拧螺栓过程中，施工人员需佩带安全绳，并防止零件与工具产生高空坠物现象。

2.5钢平台安拆及砼浇筑过程中，其下部应设置安全警戒区，专职安全员现场带班巡查，避免同一立面上下同时施工现象。

2.6串筒之间连接以及串筒与漏斗连接应牢固，避免出现滑脱现象。

2.7砼浇筑前必须浇筑100mm～200mm厚同级配砼原浆，避免浇筑过程中砼自由落体导致粗骨料发生弹跳现象。

2.8砼浇筑至钢管柱内隔板附近时，需放缓砼浇筑速度，便于钢管柱内空气及时通过排气孔排出，确保内隔板底部砼浇筑密实，施工同时专人负责排气孔情况及隔板下采用敲击听声法分辨砼是否浇筑密实。

2.9砼浇筑完成面严控控制距离该节钢管柱顶300mm～400mm，既有利于内部垃圾清理，又避免上下节钢管柱避免施焊时所产生的高温将柱内砼碳化。

2.11砼浇筑完毕，将钢管柱顶砼浇筑口封闭，避免后期垃圾进入。

2.12施工人员在钢平台内施工过程中，应带好安全帽和安全带，并扣于钢平台围护栏杆上。

2.13在浇筑砼过程中，塔吊司机需按指挥人员指令进行吊装机械设备和材料，钢柱、施工钢平台定位连接过程及砼料斗吊装过程中速度需慢，避免碰撞现象发生。

2.14严格控制高处坠物现象，所有设施、工具、材料按指定位置就位。

采用本发明，能顺利进行超高层钢管柱砼浇筑施工，确保了施工安全，有效控制砼施工质量，缩短了工期，降低了工程综合造价。

Claims (1)

1.一种超高层钢管柱内混凝土浇筑施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

⑴拆除上一节钢管柱顶部封孔薄钢板，清理干净柱内已浇筑砼面积水与垃圾；

⑵吊装本节钢管柱，与上节钢管柱先采用连接钢板结合螺栓连接；所述钢管柱常规为3层一节，长度10米；本节钢管柱与上节钢管柱之间采用10mm厚连接钢板结合DN16螺栓进行临时固定；

⑶吊装完本节钢管柱的第一层楼层钢梁，将本节钢管柱进行定位，与上节钢管柱接缝进行焊接固定并完成焊缝探伤检测，后续吊装完成上部钢梁，在钢结构楼板吊装中，对于该节钢管柱最上层就该柱附近的楼层板先行铺设；

⑷在需要浇筑砼的钢管柱顶部设置可卸式施工钢平台；根据钢管柱截面尺寸大小相应调整可卸式施工钢平台定位孔尺寸，通过定位孔，将钢平台与钢管柱套接；钢平台定位孔四周固定耳板与钢管柱顶部吊装耳板通过10mm厚连接钢板与DN16螺栓进行连接，使钢平台可靠固定在钢管柱上；

⑸通过施工钢平台的定位兼下料孔，将分段可接式串筒伸入钢管柱内，串筒顶部设置漏斗；分段可接式串筒为直径121mm、壁厚4mm、单节长度2米的钢管采用钢活接进行连接形成，顶部设置铁漏斗，漏斗为上口边长500mm、下口边长为175mm倒棱台，下口居中设置与串筒相同型号钢管500mm长，与下部串筒钢活接连接；

⑹浇筑砼前，先在钢管柱内灌入100mm～200mm厚同级配砼原浆；

⑺砼装入料斗内，由塔吊运输至施工钢平台，通过漏斗和分段可接式串筒灌入钢管柱内，插入式振捣器进行振捣；

⑻当砼浇筑高度超过单节串筒时，拆除一节后将余下串筒伸入钢管柱内，继续进行砼浇筑施工，后续浇筑类推；

⑼预先在每层内隔板下部钢管柱四周侧板上设置有透气孔，孔径为25mm；当砼浇筑接近钢管柱内隔板位置时放缓砼放料与浇筑速度，使得钢管柱内空气有充分时间通过内隔板底透气孔排出；

⑽砼浇筑至该节钢管柱顶以下300mm～400mm后停止；在便于后续垃圾清理的同时，避免后续上下钢管柱之间焊接过程中产生的高温造成柱内砼碳化；

⑾该节钢管柱砼浇筑完毕，顶部浇筑孔采取0.5mm薄型钢板点焊于型钢柱上进行封闭。