CN103643740A - 一种钢管柱混凝土顶升施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管柱混凝土顶升施工方法，包括如下步骤：（1）施工准备，（2）顶升自密实混凝土配合比设计，（3）顶升混凝土泵，（4）钢管柱底部预开孔，（5）自密实混凝土顶升，（6）混凝土导入，（7）混凝土截留，（8）柱顶溢流和卸压，（9）检查验收，（10）顶升口封堵，（11）混凝土养护。本发明在钢管柱内采用混凝土填芯，将钢结构与混凝土两者的受力特性很好地结合起来，节省了钢材；结合相应的截流、溢流和卸压装置及自密实混凝土应用等施工技术，混凝土无需振捣自流密实，施工功效高，施工工期短，实现了高钢管柱内混凝土一次性顶升施工，由此减少了施工环节、加快了施工进度，并保证了施工质量，经济效益和社会效益明显。

Description

一种钢管柱混凝土顶升施工方法

技术领域

本发明涉及一种钢管柱混凝土顶升施工方法。 

背景技术

目前大多数钢管混凝土浇筑都是用塔吊自上而下进行浇筑。此方法存在的缺陷： 

（1）由于浇筑高度较高，常规的施工方法不能保证施工质量，混凝土浇筑过程中容易出现离析、分离等现象，不能保证混凝土的密实度； 

（2）常规的浇筑方法不符合绿色施工要求； 

（3）多数钢管柱安装时三层为一节，需要用专用的振动棒操作，人员施工难度较大，施工速度慢，而且需占用塔吊的大量时间，增加了大量的人工费。随着施工技术的应用与发展，常规的钢管混凝土采用塔吊浇筑的方式已不能满足绿色施工要求。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种钢管柱混凝土顶升施工方法，以达到操作方便、施工成本低、施工功效高、绿色环保的效果。 

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 

一种钢管柱混凝土顶升施工方法，其特征在于包括如下步骤： 

（1）施工准备 

先修建临时施工道路，再搭设浇筑脚手平台和马道，然后加工准备短钢筋和圆木楔；最后落实、检查钢管柱，安装照明配电线路及照明设施； 

（2）顶升自密实混凝土配合比设计 

根据泵送混凝土的试验与实际泵送情况，在混凝土试配过程中，采取正交试验设计法进行试验工作，确定试验配合比，然后将试验配合比投入实际 生产中，通过实际泵送模拟试验，掌握坍落度与扩展度泵送损失的具体参数，根据实际泵送过程中出现的情况采取措施进行调整，得到施工要求的施工配合比； 

（3）顶升混凝土泵 

混凝土顶升施工时，采用汽车泵运输设备，然后根据输送压力损失、垂直静压力和泵送高度来确定泵送压力，输送时将工作压力控制在18～20MPa，再根据泵送高度和坍落度进行调整； 

（4）钢管柱底部预开孔 

在钢管柱制作时，先在钢管柱的下部管壁上开个孔洞作为导管输送混凝土的入口，然后将钢管柱开孔时割下的板编号保存； 

（5）自密实混凝土顶升 

混凝土顶升前，先对导入装置、截流装置和溢流装置、汽车泵、泵管和各部位接头进行检查，再用泵送砂浆润滑输送管道，把这部分砂浆清除干净后连接泵管与导入装置；混凝土顶升过程中，根据混凝土状况和顶升情况控制、调整顶升压力，并检查接头部位的密封情况； 

（6）混凝土导入 

钢管柱吊装就位，杯口混凝土强度达到70%时，将设计制作好的导入装置固定在钢管柱上，并与泵管、汽车泵连接，由汽车泵将自密实混凝土灌入钢管柱内； 

（7）混凝土截留 

混凝土依靠泵压顶升灌注入钢管柱内，当混凝土到达管顶部时，输送压力增高，产生轰鸣声，然后在顶部溢流管内溢出混凝土后，插入截流闸板、停止输送，同时保持压力3～4分钟； 

（8）柱顶溢流和卸压 

顶升施工时，钢管柱顶端设有溢流卸压和排气装置，当混凝土顶升到钢管柱顶端后，使混凝土溢出，然后在溢流钢管管顶端开孔处采用3点点焊，在混凝土强度达到设计值的60%后，拆除溢流钢管，再将层间横隔板封堵； 

（9）检查验收 

浇筑完45分钟后，再观察钢管柱顶混凝土的情况，同时将溢流卸压管拆下、清理溢流孔，在混凝土强度达到设计强度的55%时，补焊密封层间横隔板； 

（10）顶升口封堵 

在短泵管与顶升口之间垫一块挡板，顶升完毕后，把挡板打入，然后把挡板焊接在顶升口上，拆除导入装置，用圆形板将钢管柱壁顶升的孔洞补焊封闭、磨平和补漆； 

（11）混凝土养护 

混凝土浇筑完毕后及时保养，养护时间为10天，每天浇水13次。 

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果： 

操作方便、施工成本降低、绿色环保、经济效益和社会效益明显：在钢管柱内采用混凝土填芯，将钢结构与混凝土两者的受力特性很好地结合起来，节省了钢材。本发明结合相应的截流、溢流和卸压装置及自密实混凝土应用等施工技术，混凝土无需振捣自流密实，劳动强度低，施工功效高，施工工期短，实现了高钢管柱内混凝土一次性顶升施工，由此减少了施工环节、加快了施工进度，并保证了施工质量，经济效益和社会效益明显。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明： 

图1为本发明一种钢管柱混凝土顶升施工方法的工艺流程图。 

具体实施方式

本发明一种钢管柱混凝土顶升施工方法，其工艺原理是在钢管混凝土柱底部基座预埋混凝土输送弯管，并用套箍将两端焊接有混凝土输送管的截止阀与预埋弯管及泵车混凝土输送管连接，利用混凝土泵的压力将自密实混凝土自下而上挤压顶升灌入钢管内，直至注满整根钢管混凝土柱。 

本施工方法需要准备如下材料： 

1、15mm厚的Q235钢板，粗骨料为粒径采用23mm的卵石，细骨料选用细度模数为2.2～2.8的砂，水泥选用42.5级普通硅酸盐水泥水灰比小于0.4，粉煤灰，适量的掺合料、减水剂以及膨胀剂。 

2、机具设备：混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵、输送管截止阀、铁锹、 试件制作器具、电焊机、对讲机等。 

本发明方法包括如下步骤： 

（1）施工准备 

先修建临时施工道路，再搭设浇筑脚手平台和马道，然后加工准备短钢筋和圆木楔；最后落实、检查钢管柱，安装照明配电线路及照明设施。 

（2）顶升自密实混凝土配合比设计 

根据泵送混凝土的试验与实际泵送情况，在混凝土试配过程中，采取正交试验设计法进行试验工作，确定试验配合比，然后将试验配合比投入实际生产中，通过实际泵送模拟试验，掌握坍落度与扩展度泵送损失的具体参数，根据实际泵送过程中出现的情况采取措施进行调整，最终得到施工要求的施工配合比。 

自密实混凝土C45配合比（kg/m³） 

（3）顶升混凝土泵 

混凝土顶升施工时，采用汽车泵运输设备，汽车泵的输送压力达到40MPa时，对顶升起到保障作用，且移动方便、节省时间。然后根据输送压力损失、 垂直静压力和泵送高度来确定泵送压力，输送时将工作压力控制在18～20MPa，再根据泵送高度和坍落度进行调整。 

（4）钢管柱底部预开孔 

在钢管柱制作时，先在钢管柱的下部管壁上开个孔洞作为导管输送混凝土的入口，开孔标高位于自然地面以上1.5m，孔径大小为Φ145mm，然后将钢管柱开孔时割下的板应编号保存，以便将来入座进行封堵。 

（5）自密实混凝土顶升 

混凝土顶升前，先对导入装置、截流装置和溢流装置、汽车泵、泵管和各部位接头进行详细检查，再用泵送砂浆润滑输送管道，把这部分砂浆清除干净后连接泵管与导入装置。混凝土顶升过程中，根据混凝土状况和顶升情况严格控制、调整顶升压力，并密切关注各部位接头的密封情况。 

（6）混凝土导入 

钢管柱吊装就位，杯口混凝土强度达到70%时，将设计制作好的导入装置固定在钢管柱上，并与泵管、汽车泵相连，由汽车泵将自密实混凝土连续不断、自下而上地灌入钢管柱内。 

（7）混凝土截留 

混凝土依靠泵压连续从下而上顶升灌注入钢管柱内，当混凝土到达管关注顶部时，输送压力骤然增高，产生轰鸣声，然后待顶部溢流管内溢出混凝土后，立即插入截流闸板、停止输送，同时保持压力3～4分钟。 

（8）柱顶溢流和卸压 

顶升施工时，钢管柱顶端设有溢流卸压和排气装置，当混凝土顶升到钢管柱顶端后，使混凝土溢出，停止泵送后，溢流钢管内混凝土用以填充钢管柱内因停止泵送顶升回落的空隙。然后在溢流钢管管顶端开孔处采用3点点焊，待混凝土强度达到设计值的60%后，拆除溢流钢管，再将留有排气孔的层间横隔板封堵。 

（9）检查验收 

浇筑完45分钟后，再次观察钢管柱顶混凝土的情况，若有明显下沉，则需 人工补浇柱顶混凝土。同时将溢流卸压管拆下、清理溢流孔，待混凝土强度达到设计强度的55%时，补焊密封层间横隔板。 

（10）顶升口封堵 

在短泵管与顶升口之间垫一块挡板，顶升完毕后，把挡板打入，然后把挡板焊接在顶升口上，实现对顶升口的封堵，拆除导入装置，用制作时切割下来的有相应编号的圆形板将钢管柱壁顶升的孔洞补焊封闭、磨平和补漆。 

（11）混凝土养护 

混凝土浇筑完毕后及时保养，养护时间为10天，每天浇水13次。 

本发明方法环保措施： 

（1）加强对混凝土泵、混凝土罐车操作人员的培训及责任心教育，保证混凝土输送泵、混凝土输送车平稳运行。 

（2）混凝土运输车出场前清理下料斗，防止混凝土滴晒，洗车后方可离场。 

（3）混凝土输送泵的冷却水及清洗运输车的污水应经集水坑和沉淀池后，方可排除或回收用于洒水 

降尘。 

（4）混凝土泵应设置封闭式隔音棚，及时进行监控，对超多噪声限制的混凝土泵及时进行更换。 

（5）现场大门口设置洗车池，罐车在出现场前要用水冲洗以道路的清洁同时减少粉尘的污染。 

（6）本施工方法的混凝土所掺的外加剂均不含有氯盐、氨等，避免对钢柱和大气的不利影响。 

本发明方法质量控制： 

（1）自密实混凝土应严格按照《混凝土结构工程施工质量验收规程》、《自密实高性能混凝土技术规程》的规定进行试配及施工，混凝土原材料应符合其质量要求及严格控制原材料的计量，严格控制好混凝土的坍落度和扩展度。 

（2）混凝土的水泥、砂、石、水、掺合料、外加剂等原材料技术指标必须符合国家标准规定，特别是骨料粒径、含泥量、含水率应经常检测，根据检测结果及时调整配合比。 

（3）混凝土搅拌车在装料及运输过程中，应保持运输车滚筒按4～5r/min低速转动，保持混凝土拌合物的均匀性，不产生分层、离析现象，严禁在运输和等待卸料过程中加水。 

（4）浇筑前要计算好单根柱混凝土量，待所需混凝土运送到施工现场后方可进行顶升，防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断。 

（5）混凝土浇筑完毕后，应及时覆盖养护，浇水养护的时间不得少于10天，浇水次数应能保持柱顶混凝土始终处于湿润状态。 

（6）加强混凝土试件质量管理，专人负责制作、养护、保管及送检，以试验报告作为检验工程质量和交工的依据。 

（7）由于混凝土顶升后不振捣，故为保证混凝土密实，应严格按试验配合掺加微膨胀剂，使混凝土浇筑后微膨胀，以补偿收缩，达到密实。 

本发明方法安全措施： 

（1）施工作业人员必须了解和掌握本施工方法的技术操作要领，特殊工种应持证上岗。 

（2）混凝土浇筑前，应对管箍、输送管的布管及接头等进行检查，混凝土输送泵进行试运转正常后方可开机工作。 

（3）在混凝土浇筑过程中，管箍旁严禁站人。 

（4）插入短管的壁厚不宜小于5mm与柱管连接处焊接牢固，以防高压爆裂。 

（5）泵送顶升操作时，应有专人在钢柱顶部观察，发现溢流混凝土，立即给信号停泵以防大量混凝土溢流。 

（6）高空观察人员，必须佩戴合格有效的安全防护设备，安全带必须挂在防坠绳和防坠器上，同时自身配备的劳动工具必须采用锁扣固定在身边，严禁随意放置，防止高空坠物伤人。 

（7）设备必须有专门的漏电开关，各种线路及设备随时检查、维修，保持作业面干净，防止漏电事故发生。 

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。 

Claims (1)

1.一种钢管柱混凝土顶升施工方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）施工准备

先修建临时施工道路，再搭设浇筑脚手平台和马道，然后加工准备短钢筋和圆木楔；最后落实、检查钢管柱，安装照明配电线路及照明设施；

（2）顶升自密实混凝土配合比设计

根据泵送混凝土的试验与实际泵送情况，在混凝土试配过程中，采取正交试验设计法进行试验工作，确定试验配合比，然后将试验配合比投入实际生产中，通过实际泵送模拟试验，掌握坍落度与扩展度泵送损失的具体参数，根据实际泵送过程中出现的情况采取措施进行调整，得到施工要求的施工配合比；

（3）顶升混凝土泵

混凝土顶升施工时，采用汽车泵运输设备，然后根据输送压力损失、垂直静压力和泵送高度来确定泵送压力，输送时将工作压力控制在18～20MPa，再根据泵送高度和坍落度进行调整；

（4）钢管柱底部预开孔

在钢管柱制作时，先在钢管柱的下部管壁上开个孔洞作为导管输送混凝土的入口，然后将钢管柱开孔时割下的板编号保存；

（5）自密实混凝土顶升

混凝土顶升前，先对导入装置、截流装置和溢流装置、汽车泵、泵管和接头部位进行检查，再用泵送砂浆润滑输送管道，把砂浆清除干净后连接泵管与导入装置；混凝土顶升过程中，根据混凝土状况和顶升情况控制、调整顶升压力，并检查接头部位的密封情况；

（6）混凝土导入

钢管柱吊装就位，杯口混凝土强度达到70%时，将设计制作好的导入装置固定在钢管柱上，并与泵管、汽车泵连接，由汽车泵将自密实混凝土灌入钢管柱内；

（7）混凝土截留

混凝土依靠泵压顶升灌注入钢管柱内，当混凝土到达管顶部时，输送压力增高，产生轰鸣声，然后在顶部溢流管内溢出混凝土后，插入截流闸板、停止输送，同时保持压力3～4分钟；

（8）柱顶溢流和卸压

顶升施工时，钢管柱顶端设有溢流卸压和排气装置，当混凝土顶升到钢管柱顶端后，使混凝土溢出，然后在溢流钢管管顶端开孔处采用3点点焊，在混凝土强度达到设计值的60%后，拆除溢流钢管，再将层间横隔板封堵；

（9）检查验收

浇筑完45分钟后，再观察钢管柱顶混凝土的情况，同时将溢流卸压管拆下、清理溢流孔，在混凝土强度达到设计强度的55%时，补焊密封层间横隔板；

（10）顶升口封堵

在短泵管与顶升口之间垫一块挡板，顶升完毕后，把挡板打入，然后把挡板焊接在顶升口上，拆除导入装置，用圆形板将钢管柱壁顶升的孔洞补焊封闭、磨平和补漆；

（11）混凝土养护

混凝土浇筑完毕后及时保养，养护时间为10天，每天浇水13次。

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