CN110629932B - 高层钢管混凝土叠合柱施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及建筑施工，具体涉及用于高层钢管混凝土叠合柱施工方法，包括以下步骤：建立钢管混凝土叠合柱BIM模型；进行BIM施工模拟，建造钢管混凝土叠合柱；预埋与根据BIM模型建造的钢管混凝土叠合柱对应的锚栓；吊装叠合柱钢管；柱钢筋绑扎、隐蔽并验收；柱模板搭设；上述在预埋锚栓时在土建施工时穿插进行，预埋锚栓之前，锚栓前端和后端均套入用于将锚栓固定的定位板；采用BIM模型可方便快捷地进行安装过程中材料精确管理，便可在预埋之前将锚栓的前端和后端套入上述定位板，而不必担心因附加其他部件而出现更大偏差的问题，结合将锚栓前后固定上述定位板，可以提高施工效率并且保证施工部件的准确定位与安装以提高安全性能。

Description

高层钢管混凝土叠合柱施工方法

技术领域

本发明专利涉及建筑施工，具体涉及用于高层钢管混凝土叠合柱施工方法。

背景技术

近些年来，伴随着我国社会经济和施工科学技术的不断快速发展，高层及超高层建筑越来越多。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)规定10层及10层以上或高度大于28m的住宅建筑或高度大于24m的其他高层民用建筑称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。为满足建筑物的刚度、强度及抗震性能，高层特别是超高层建筑中越来越多地采用钢管混凝土叠合柱。钢管混凝土叠合柱是在钢筋混凝土柱的截面中部设置钢管混凝土的一种叠合构件，具有更优良的抗压性能和抗震性能。然而在传统的钢管混凝土叠合柱施工中，存在着钢管各部件制作尺寸偏差大影响现场安装，开孔大小位置不精确梁筋穿插困难，加工形成的废角料多浪费材料，安装顺序方向易出错返工等不足，并且在混凝土叠合柱施工预埋锚栓中，锚栓如果与钢管混凝土叠合柱的配合尺寸偏差过大，会出现安装、装配不稳，需多次调试，预埋锚栓受力不均的情况，需要反复效验调整，这也同样造成了施工效率低下，甚至会带有安全隐患的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对高层建筑施工中可提高施工效率的高层钢管混凝土叠合柱施工方法。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案是高层钢管混凝土叠合柱施工方法，包括以下步骤：

S1、建立钢管混凝土叠合柱BIM模型；

S2、通过对叠合柱钢管及周边梁柱钢筋安装进行BIM施工模拟对钢管混凝土叠合柱BIM模型调整，并根据钢管混凝土叠合柱BIM模型建造钢管混凝土叠合柱；

S3、预埋与根据上述钢管混凝土叠合柱BIM模型建造钢管混凝土叠合柱对应的锚栓；

S4、吊装叠合柱钢管，使叠合柱钢管底部与锚栓连接且对连接后的叠合柱钢管的垂直度进行复核，复核合格后将锚栓上端的螺栓拧紧；

S5、叠合柱钢管底部与混凝土交界处灌浆，形成支撑叠合柱钢管的细石混凝土灌浆层；

S6、进行柱钢筋绑扎、隐蔽并验收；

S7、柱模板搭设，柱模板采用工具式柱箍作为加固件对柱钢筋进行加固，加固件围成框架并水平安装，沿柱钢筋延伸方向依次从下到上进行安装；上下加固件围成的框架之间间距为30-40cm，加固完成后，模板的底部平面离地面0.5-1cm距离，并用砂浆填缝；

S8、进行梁钢筋施工，完成后向叠合柱钢管内、管外浇筑混凝土；

其中，上述在预埋锚栓时在土建施工时穿插进行，预埋锚栓之前，锚栓前端和后端均套入用于将锚栓固定的定位板，使环绕的锚栓能准确定位。

采用上述BIM模型可方便快捷地进行钢管工程量统计，便于采购、加工、安装过程中材料精确管理，避免材料浪费。BIM深化设计模型使钢管加工时各部件尺寸、开孔大小、位置精确控制，便于施工现场顺利安装，避免了施工现场随意处理留下的质量隐患。叠合柱钢管和交接梁柱钢筋安装前还可利用BIM技术进行施工模拟,BIM可视化技术交底直观、形象，确保了正确施工，这样实现了钢管混凝土叠合柱深化设计、加工、施工、验收全过程精细化管理，在此基础上，确保叠合柱钢管加工时各部件尺寸、开孔大小、位置精确控制后，便可在预埋之前、预埋中将锚栓的前端和后端套入上述定位板，而不必担心因附加其他部件而出现更大偏差的问题，在进行施工时，结合将锚栓前后固定上述定位板，使环绕的锚栓在施工过程中能准确定位，这样在进行高层钢管混凝土叠合柱施工时，可以提高施工效率并且保证施工部件的准确定位与安装以提高安全性能。

在预埋锚栓过程中，首先根据原始轴线控制点及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的加密，然后根据控制线测放出的轴线再测放出每一个埋件的中心十字交叉线和至少两个标高控制点。在锚栓埋设过程中将土建施工测量控制网作为基准，保障锚栓预埋位置的准确。

进一步的是，预埋锚栓之前完成地下室筏板基础层钢筋绑扎，上述地下室筏板基础层钢筋绑扎包括：

筏板交叉面筋通过电焊连接；将锚栓放到预定位置，调整轴线、标高，定位好后，采用扁铁将锚栓通过电焊与基础钢筋连接在一起。

这样可以起到防止在浇灌砼时埋件产生位移和变形的作用，这也是除了保证该埋件整体框架有一定的强度以外，还可采取了相应的加固措施。

进一步的是，上述锚栓在浇灌前再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢靠后进入浇灌工序；砼浇灌前，螺纹上涂黄油并包上油纸。浇灌过程中，需对其进行监控，便于出现移位时可尽快纠正。

进一步的是，在吊装叠合柱钢管时，在吊具下端挂设四根单绳，通过四根单绳分别连接叠合柱钢管上的均匀环形分布的四个连接点进行吊运，以保证吊装平衡；为防止钢管起吊时在地面拖拉造成地面和钢管损伤在，在起吊之前，上述叠合柱钢管下方铺垫枕木。钢管吊点的设置需考虑吊装简便，稳定可靠，还要避免钢构件的变形，钢管吊点设置在钢管的顶部。

进一步的是，吊装叠合柱钢管，使叠合柱钢管底部与锚栓连接前，先对叠合柱钢管的上下节柱对接端口弹出定位线，作为安装基准线并使用安装螺栓将用于连接叠合柱钢管上的耳板的连接板临时固定在上节柱上。

进一步的是，吊装叠合柱钢管时，叠合柱钢管吊到就位上方180～200mm时停机稳定后，对准下段钢管截面后，再缓慢下落。

进一步的是，进行梁钢筋施工时之前，通过建立的钢管混凝土叠合柱BIM模型进行模拟，模拟内容包括：梁钢筋对孔洞尺寸、孔洞角度、钢筋的穿孔角度、钢筋的锚固长度进行模拟；避免了现场梁钢筋不能插入钢管孔洞、钢筒内部梁钢筋碰撞等情况。钢筋连接一般采用机械连接，接头等级按照一级接头标准。接头部位应严格按照现行规范实施。梁纵筋与钢管柱焊接采用钢筋与钢板搭接焊。钢筋放样时，应充分考虑钢筋安装的可行性。如纵向钢筋以90°弯折固定在柱截面内时，弯折前直段长度不应小于0.4倍LaE(抗震锚固长度)，弯折直段不应小于15倍纵向钢筋直径。

进一步的是，同期施工的叠合柱，当该叠合柱钢管管壁开孔的截面损失率＞50％，则宜在孔侧和孔间加焊补强板。

进一步的是，上述向叠合柱钢管内、管外浇筑混凝土采用自密实混凝土进行浇筑；

管内混凝土浇筑采用侧壁开孔高抛浇筑方法，在每层层高上圆形砼浇筑口，自密实混凝土通过该浇筑口进行管内混凝土浇筑，钢管内混凝土最大自由倾落高度≤9m，柱模板内混凝土倾落高度≤5m；为确保自密实混凝土填充性能并加速排气，采用振捣棒对叠合柱钢管外壁进行轻微振捣抖动；浇筑前先浇注10～20mm厚与砼强度等级相同的减石子水泥砂浆，以免自由下落的砼粗骨料产生弹跳现象；然后从钢管顶部进行浇注砼，浇筑完成后焊接封堵口；

管外混凝土采用自密实混凝土；叠合柱钢管外混凝土浇筑在管内混凝土初凝前进行浇筑，浇筑时采用钢筋进行插捣，并在模板外用橡胶锤进行辅助敲击，确保混凝土填充密实。

进一步的是，预埋锚栓定位尺寸偏差≯2㎜,预埋锚栓顶端的相对高差≯5㎜。

本申请另一方面还提供了用于高层建筑的钢管混凝土叠合柱，该钢管混凝土叠合柱包括内外管壁上布置栓钉的叠合柱钢管和位于叠合柱钢管底部的柱脚底板，上述柱脚底板上通过锚栓固定于基础中，上述柱脚底板上方设置有上环形定位板，上述上环形定位板设置于锚栓伸出柱脚底板上的部分，上述上环形定位板通过设置于锚栓上的螺母夹持并与柱脚底板平行；上述锚栓的底部套有埋设于基础下的下环形定位板，上述下环形定位板尺寸与上环形定位板尺寸上下对应。

通过设置上述的上环形定位板和下环形定位板，这样将多根锚栓两端均进行定位、固定，采用这样的结构，使钢管混凝土叠合柱安装时定位更加方便、结构更稳固。

进一步的是，上述上环形定位板直径≤柱脚底板的直径。

进一步的是，上述叠合柱钢管上设置有径向延伸的穿孔，上述叠合柱上设置有通过上述穿孔伸入于叠合柱钢管内或贯穿叠合柱的交接梁钢筋；上述叠合柱钢管上设置有环板，上述交接梁钢筋一部分搭接在该环板上，另一部分与上述一部分将环板夹持。

进一步的是，上述叠合柱钢管用于与下方叠合柱钢管上端接头对接的部分的外侧壁上设置有轴向延伸的、用于与上方或下方叠合柱钢管对接的耳板，上述耳板通过连接板与其他叠合柱钢管对接；上述耳板下端悬吊有用于与下方的另一叠合柱钢管上的耳板上端对应的定位件。

进一步的是，上述定位件为钢丝绳。

本申请该提供了一种钢管混凝土叠合柱加固体系，包括上述的用于高层建筑的钢管混凝土叠合柱，上述钢管混凝土叠合柱外沿叠合柱钢管轴向方向设置有竖向叠合柱钢筋，上述竖向叠合柱钢筋外搭设用于对该竖向叠合柱进行加固的柱模板。

进一步的是，上述柱模板包括工具式柱箍和外加固纵梁，上述竖向叠合柱钢筋被上述工具式柱箍箍紧，上述外加固纵梁设置于工具式柱箍围成的框架外并与工具式柱箍固定连接。

进一步的是，上述外加固纵梁与工具式柱箍通过螺栓固定。

进一步的是，上述基础上设置有与柱脚底板尺寸对应的细石混凝土灌浆层，上述柱脚底板支撑于细石混凝土灌浆层上。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显。或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为用于说明本申请的高层钢管混凝土叠合柱施工方法的流程示意图；

图2为用于说明本申请的用于用于高层建筑的钢管混凝土叠合柱示意图；

图3为用于申请的用于高层建筑的钢管混凝土叠合柱的工具式柱箍的局部示意图；

图4为用于申请的用于高层建筑的钢管混凝土叠合柱的工具式柱箍与外加固纵梁的局部示意图；

图5为用于申请的用于高层建筑的钢管混凝土叠合柱的强化柱模板的局部示意图；；

图6为用于申请的用于高层建筑的钢管混凝土叠合柱的环板部分的示意图；

图中标记为：1-叠合柱钢管、2-柱脚底板、3a-上环形定位板、3b-下环形定位板、4-竖向叠合柱钢筋、5-工具式柱箍、6-外加固纵梁、7-环板、8-锚栓、9-交接梁钢筋。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

参考图2～6，本实施方式中采用了一种用于用于高层建筑的钢管混凝土叠合柱，包括钢管混凝土叠合柱，该钢管混凝土叠合柱包括内外管壁上布置栓钉的叠合柱钢管1和位于叠合柱钢管1底部的柱脚底板2，上述柱脚底板2上通过锚栓8固定于基础上，上述柱脚底板2上方设置有上环形定位板3a，上述上环形定位板3a设置于锚栓8伸出柱脚底板2上的部分，上述上环形定位板3a通过设置于锚栓8上的螺母夹持并与柱脚底板2平行；上述锚栓8的底部套有埋设于基础下的下环形定位板3b，上述下环形定位板3b尺寸与上环形定位板3a尺寸上下对应。

通过设置上述的上环形定位板3a和下环形定位板3b，在安装钢管混凝土叠合柱时，将锚栓8的下端用下环形定位板3b套装于锚栓8上，将多根锚栓8的下端固定、限位后，然后进行预埋工作，在锚栓8穿过柱脚底板2后，再将上环形定位板3a套装在锚栓8的上端，这样将多根锚栓8两端均进行定位、固定，采用这样的结构，使钢管混凝土叠合柱安装时定位更加方便、结构更稳固。

上述上环形定位板3a直径≤柱脚底板2的直径。以方便操作者观察，以进行安装工作。

上述钢管混凝土叠合柱外沿叠合柱钢管1轴向方向设置有竖向叠合柱钢筋4，上述竖向叠合柱钢筋4外搭设用于对该竖向叠合柱钢筋4进行加固的强化柱模板。在设置锚栓8、钢筋的基础上，搭设强化柱模板对该竖向叠合柱钢筋4进行加固，起到针对高层建筑的钢管混凝土叠合柱强化加固作用。

上述强化柱模板包括工具式柱箍5和外加固纵梁6，上述竖向叠合柱钢筋4被上述工具式柱箍5箍紧，上述外加固纵梁6设置于工具式柱箍5围成的框架外并与工具式柱箍5固定连接。针对高层建筑的钢管混凝土叠合柱，通过工具式柱箍5与外加固纵梁6形成的框架结构，使钢管混凝土叠合柱的底部更加稳固，同时设置外加固纵梁6，以防止工具式柱箍5的错动。

上述外加固纵梁6与工具式柱箍5通过螺栓固定。相比于采用其他的连接方式，采用绑扎的方式更加便捷、也无需对部件造成直接破坏，是部件可进行多次使用。这里的加固纵梁6上可以排列通孔，用于插入限位件，以对工具式柱箍5上下间距进行限位。

上述叠合柱钢管1上设置有径向延伸的穿孔，上述叠合柱上设置有通过上述穿孔伸入于叠合柱钢管1内或贯穿叠合柱的交接梁钢筋9；上述叠合柱钢管1上设置有环板7，上述交接梁钢筋9一部分搭接在该环板7上，另一部分与上述一部分将环板7夹持。

上述叠合柱钢管1用于与下方叠合柱钢管1上端接头对接的部分的外侧壁上设置有轴向延伸的、用于与上方或下方叠合柱钢管1对接的耳板，上述耳板通过连接板与其他叠合柱钢管1对接；上述耳板下端悬吊有用于与下方的另一叠合柱钢管1上的耳板上端对应的定位件。采用定位件，以方便安装者能较为便捷的对上下耳板进行定位。

上述定位件为钢丝绳。

上述基础上设置有与柱脚底板2尺寸对应的细石混凝土灌浆层，上述柱脚底板2支撑于细石混凝土灌浆层上。

参照图1，高层钢管混凝土叠合柱施工方法，包括以下步骤：

S1、建立钢管混凝土叠合柱BIM模型；

S2、通过对叠合柱钢管及周边梁柱钢筋安装进行BIM施工模拟对钢管混凝土叠合柱BIM模型调整，并根据钢管混凝土叠合柱BIM模型建造钢管混凝土叠合柱；

S3、预埋锚栓，该锚栓与根据上述钢管混凝土叠合柱BIM模型建造钢管混凝土叠合柱对应；

S4、吊装叠合柱钢管，使叠合柱钢管底部与锚栓连接且对连接后的叠合柱钢管的垂直度进行复核，复核合格后将锚栓上端的螺栓拧紧；

S5、叠合柱钢管底部与混凝土交界处灌浆，形成支撑叠合柱钢管的细石混凝土灌浆层；

S6、进行柱钢筋绑扎、隐蔽并验收；

S7、柱模板搭设，柱模板采用工具式柱箍作为加固件对柱钢筋进行加固，加固件围成框架并水平安装，沿柱钢筋延伸方向依次从下到上进行安装；上下加固件围成的框架之间间距为30-40cm，加固完成后，模板的底部平面离地面0.5-1cm距离，并用砂浆填缝；

S8、进行梁钢筋施工，完成后向叠合柱钢管内、管外浇筑混凝土；

建立钢管混凝土叠合柱BIM模型，实时统计叠合柱钢管各部件工程量，加工厂据此进行采购、加工，提前对叠合柱钢管和交接梁柱钢筋安装进行施工模拟，施工前对工人进行可视化技术交底，安装时进行比对，验收时进行复核，实现基于BIM技术的钢管混凝土叠合柱施工全过程精确管控；

上述在预埋锚栓时在土建施工时穿插进行，预埋锚栓之前，锚栓前端和后端均套入用于将锚栓固定的定位板，该定位板为环形定位板。

具体实施时，可以按以下步骤进行：

一、叠合柱BIM模型深化设计

以建筑外围区域四周分布16根钢管混凝土叠合柱为例，最大截面尺寸为A850×30mm，最小截面尺寸为A550×30mm。通过BIM建模，对叠合柱的开洞尺寸、开孔定位、开孔标高进行精确深化设计。

二、叠合柱钢管加工、制作、检测

加工厂依据BIM模型深化设计实时材料统计、采购并加工制作。

叠合柱钢管截面变化统计表

三、预埋锚栓

(1)预埋锚栓制作

叠合柱预埋件为圆管柱地脚螺栓，型号为φ27，材质为Q355B，锚栓预埋在土建施工时穿插进行，采用定位板定位，即在锚栓的前端和后端均套入定位板。建立预埋锚栓BIM模型，提供更精确的预埋锚栓定位，预埋锚栓定位尺寸偏差≯2㎜,预埋锚栓顶端的相对高差≯5㎜。

(2)锚栓定位控制

首先根据原始轴线控制点及标高控制点对现场进行轴线和标高控制点的加密，然后根据控制线测放出的轴线再测放出每一个埋件(锚栓)的中心十字交叉线和至少两个标高控制点。在锚栓埋设过程中将土建施工测量控制网作为基准，保障锚栓预埋位置的准确。

(3)预埋锚栓的埋设

在地下室筏板基础层钢筋绑扎完成之后，锚栓的埋设工作即可插入。为了防止在浇灌砼时埋件产生位移和变形，除了保证该埋件整体框架有一定的强度以外，还采取相应的加固措施：

①先把筏板交叉面筋分别点焊在一起。

②将锚栓放到预定位置，调整轴线、标高，定位好后，用扁铁将锚栓电焊基础钢筋连接在一起。

(4)预埋的地脚锚栓在浇灌前应再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢靠后方可进入浇灌工序；砼浇灌前，螺纹上要涂黄油并包上油纸。浇灌过程中，要对其进行监控，便于出现移位时可尽快纠正。

四、叠合柱的钢管安装

(1)吊装准备

①对每根钢管编号、标定方向，便于正确吊装。

②吊装器具选择：

地下室第一节钢管(地下4层、3层)采用汽车吊进入基坑吊装，地下室第二节钢管(地下2层、1层)采用汽车吊转运和塔吊安装，地上钢管采用塔吊吊装。根据钢管的重量及吊点情况，选择合适的汽车吊，准备足够的不同长度、不同规格的钢丝绳以及卡环，利用施工现内爬式塔式起重机吊装(起重量、运力经测算满足施工要求)，塔吊司机、塔吊指挥、焊工等特种作业人员必须持证在岗，安全员必须全程做好安全监督管理工作，同时做好夜间施工照明。

(2)吊点设置

钢管吊点的设置需考虑吊装简便，稳定可靠，还要避免钢构件的变形，钢管吊点设置在钢管的顶部。为了保证吊装平衡，在吊钩下挂设四根足够强度的单绳进行吊运，为防止钢管起吊时在地面拖拉造成地面和钢管损伤，钢管下方应垫好枕木。

(3)钢管底部与预埋锚栓连接

安装前，预先对上下节柱对接端口弹出定位线，作为安装基准线，并使用安装螺栓将连接板临时固定在上节柱上。

钢管吊到就位上方200mm时，应停机稳定，对准下段钢管截面后，缓慢下落。

五、钢管垂直度复核，上排螺栓螺帽拧紧

钢管在校正时，采用经纬仪，即在钢管的X、Y两个方向的轴向上分别架设一台，同时对钢管的垂直度进行调整。调整好后，上排螺栓螺帽拧紧。

六、钢管底部与混凝土交界处灌浆

在完成首节钢管吊装以后，应使垫铁组队钢管的标高与垂直度加以适当地调节，焊接柱脚并实施二次灌浆作业。灌浆混凝土的型号应当选择使用C60无收缩细石混凝土，将厚度确定成50mm。

七、柱钢筋绑扎、隐蔽验收

(1)叠合柱钢筋安装是在钢管柱吊装完毕后或本层梁板混凝土浇筑完毕后进行的。

(2)钢管柱外主钢筋为HRB400级(Ⅲ级)钢筋，均采用滚轧直螺纹机械接头，钢筋由塔吊运输至作业层，再由人工转运至安装部位，按工艺操作施工。柱竖向钢筋和环板提前用BIM建模模拟，避免现场安装中环板影响柱竖向钢筋。

八、柱模板搭设

柱模板采用工具式柱箍进行模板加固，加固件的水平安装可以保证其受力均匀，并依次从下到上进行安装。加固件之间间距为30-40cm，模板合拢加固后，模板的底部平面最好离地面0.5-1cm距离，并用砂浆填缝，以确保拆模方便。

九、梁钢筋施工

钢管混凝土叠合柱施工过程中，梁钢筋安装是施工难点，特别是钢筋需穿过钢管柱的情况。通过BIM模型，对孔洞尺寸、孔洞角度、钢筋的穿孔角度、钢筋的锚固长度进行精准模拟，避免了现场梁钢筋不能插入钢管孔洞、钢筒内部梁钢筋碰撞等情况。钢筋连接一般采用机械连接，接头等级按照一级接头标准。接头部位应严格按照现行规范实施。梁纵筋与钢管柱焊接采用钢筋与钢板搭接焊。钢筋放样时，应充分考虑钢筋安装的可行性。如纵向钢筋以90°弯折固定在柱截面内时，弯折前直段长度不应小于0.4倍LaE(抗震锚固长度)，弯折直段不应小于15倍纵向钢筋直径。

同期施工的叠合柱，钢管管壁开孔的截面损失率不宜大于50％，超过时宜在孔侧和孔间加焊补强板。

十、混凝土试浇筑并拆除检测

CECS188-2005《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》9.3.10条规定“钢管内混凝土的浇筑质量，可通过敲击钢管进行初步检查，并可在钢管壁上钻小孔进行复查，如有异常，可采用超声波检测”。

因钢管内混凝土的浇筑质量无法直观检查，天府创新中心项目财富大厦二期叠合柱施工时，与设计、建设、监理各方协商，在施工现场按标准层层高4.2m制作了3根1:1等比例试验用钢管柱，采用高抛法浇筑C60自密实混凝土，待管内混凝土达到凝期后，在钢管壁开300×300mm方孔以验证混凝土浇筑质量。经检查并实测，混凝土浇筑质量良好，经设计同意，后期现场施工时不需再做超声波检测。

十一、混凝土浇筑

钢管叠合柱管内、管外混凝土均采用自密实混凝土进行浇筑。浇筑方式为同期施工即同时浇筑钢管内混凝土和钢管外混凝土，同期施工的叠合柱可称组合柱。

(1)管内混凝土

管内混凝土浇筑采用侧壁开孔高抛浇筑方法，在每层层高上1m处开设直径为220mm圆形砼浇筑口，自密实混凝土通过该浇筑口进行管内混凝土浇筑，钢管内混凝土最大自由倾落高度不宜大于9米，柱模板内混凝土倾落高度不宜大于5米。为确保自密实混凝土填充性能并加速排气，振捣棒可对钢管外壁进行轻微振捣抖动。浇筑前应先浇注10到20mm厚与砼强度等级相同的减石子水泥砂浆，以免自由下落的砼粗骨料产生弹跳现象。最后一层直接从钢管顶部进行浇注砼。浇筑完成后焊接封堵口。

(2)管外混凝土采用自密实混凝土。

钢管外混凝土浇筑在管内混凝土初凝前进行浇筑，浇筑时采用粗钢筋进行插捣，并在模板外用橡胶锤进行辅助敲击，确保混凝土填充密实。

十二、第二根钢管吊装就位，耳板与连接板通过螺栓初拧

(1)安装前预先对上下节柱对接端口弹出定位线，作为安装基准线，并使用安装螺栓将连接板临时固定在上节柱上。钢管吊到就位上方200mm时，应停机稳定，对准下段钢管截面后，缓慢下落。钢管吊装到位后，钢管的中心线应与下面一段钢管的中心线吻合，并四面兼顾，活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上，穿好连接螺栓，连接好临时连接夹板。

(2)钢管安装完成后进行初校，初校后钢管要精确校正，以达到规范要求的精度标准，即每节钢管的垂直度偏差应在1/1000，且小于10mm的范围内。起落与撬棒、千斤顶调节柱间间隙，通过上下的柱标高控制线之间的距离，与设计标高值线对比，并考虑焊接收缩和压缩变形。将标高偏差调整到5mm以内。精确校正时，在钢管的两个方向设置千斤顶，如果钢管向东南方向偏差，即在钢管的西、北两个方向设置千斤顶。

(3)不同直径钢管接长，可采用喇叭管过渡段连接，过渡段的上下两端均宜设置环形隔板作为抗剪连接件，变径段的壁厚不应小于所连接的钢管壁厚，变径段的斜度不宜大于1:4，变径段宜设置在楼盖结构高度范围内。

十三、第一节钢管与第二节钢管连接处焊接

连接件安装校正完毕后，应根据实测垂偏结果来确定焊接顺序，并按设计要求(全熔透坡口焊)进行焊接。本工法柱与柱的对接焊接形式为CO₂气体保护焊，焊机为SB-10-500。气体保护焊的焊缝引出长度应大于25mm，在保证焊透的前提下采用下角度、窄间隙焊接坡口，采用小焊缝、多道多层的方法已减小收缩量，同时保证焊缝的长度和焊脚高度以符合设计要求，做到边焊接边检查。焊完板厚的1/3方能停焊，且严格做好后热处理，再进行保温处理。

十四、焊缝探伤检测

焊接完成后，首先清理表面的熔渣及两侧的飞溅物，随后进行焊缝检验，检验方法满足GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》进规定。对焊缝设计质量等级为一级的焊缝，需进行100％的超声波探伤检测。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立钢管混凝土叠合柱BIM模型；

S2、通过对叠合柱钢管及周边梁柱钢筋安装进行BIM施工模拟对钢管混凝土叠合柱BIM模型调整，并根据钢管混凝土叠合柱BIM模型建造钢管混凝土叠合柱；

S3、在地基上预埋与根据所述钢管混凝土叠合柱BIM模型建造的钢管混凝土叠合柱对应的锚栓；

S4、吊装叠合柱钢管，使叠合柱钢管底部与锚栓连接且对连接后的叠合柱钢管的垂直度进行复核，复核合格后将锚栓上端的螺栓拧紧；

S5、叠合柱钢管底部与混凝土交界处灌浆，形成支持叠合柱钢管的细石混凝土灌浆层；

S6、进行柱钢筋绑扎、隐蔽并验收；

S7、柱模板搭设，柱模板采用工具式柱箍作为加固件对柱钢筋进行加固，加固件围成框架并水平安装，沿柱钢筋延伸方向依次从下到上进行安装；上下加固件围成的框架之间间距为30-40cm，加固完成后，模板的底部平面离地面0.5-1cm距离，并用砂浆填缝；

S8、进行梁钢筋施工，完成后向叠合柱钢管内、管外浇筑混凝土；进行梁钢筋施工之前，通过建立的钢管混凝土叠合柱BIM模型进行模拟，模拟内容包括：对梁钢筋对孔洞尺寸、孔洞角度、钢筋的穿孔角度、钢筋的锚固长度进行模拟；

其中，所述在地基上预埋锚栓时在土建施工时穿插进行，预埋锚栓之前，锚栓前端和后端均套入用于将锚栓固定的定位板。

2.如权利要求1所述的高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，地基上预埋锚栓之前完成地下室筏板基础层钢筋绑扎，所述地下室筏板基础层钢筋绑扎包括：

筏板交叉面筋通过电焊连接；将锚栓放到预定位置，调整轴线、标高，定位好后，采用扁铁将锚栓通过电焊与基础钢筋连接在一起。

3.如权利要求1所述的高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，所述锚栓在浇灌前再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢靠后进入浇灌工序；砼浇灌前，螺纹上涂黄油并包上油纸。

4.如权利要求3所述的高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，在吊装叠合柱钢管时，在吊具下端挂设四根单绳，通过四根单绳分别连接叠合柱钢管上的均匀环形分布的四个连接点进行吊运；在起吊之前，所述叠合柱钢管下方铺垫枕木。

5.如权利要求1所述的高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，吊装叠合柱钢管，使叠合柱钢管底部与锚栓连接前，先对叠合柱钢管的上下节柱对接端口弹出定位线，作为安装基准线并使用安装螺栓将用于连接叠合柱钢管上的耳板的连接板临时固定在上节柱上。

6.如权利要求1所述的高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，吊装叠合柱钢管时，叠合柱钢管吊到就位上方180～200mm时停机稳定后，对准下段钢管截面后，再缓慢下落。

7.如权利要求1所述的高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，同期施工的叠合柱，当该叠合柱钢管管壁开孔的截面损失率＞50％，则宜在孔侧和孔间加焊补强板。

8.如权利要求1所述的高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，所述向叠合柱钢管内、管外浇筑混凝土采用自密实混凝土进行浇筑；

管内混凝土浇筑采用侧壁开孔高抛浇筑方法，在每层层高上圆形砼浇筑口，自密实混凝土通过该浇筑口进行管内混凝土浇筑，钢管内混凝土最大自由倾落高度≤9m，柱模板内混凝土倾落高度≤5m；采用振捣棒对叠合柱钢管外壁进行轻微振捣抖动；浇筑前先浇注10～20mm厚与砼强度等级相同的减石子水泥砂浆；然后从钢管顶部进行浇注砼，浇筑完成后焊接封堵口；

管外混凝土采用自密实混凝土；叠合柱钢管外混凝土浇筑在管内混凝土初凝前进行浇筑，浇筑时采用钢筋进行插捣，并在模板外用橡胶锤进行辅助敲击。

9.如权利要求1所述的高层钢管混凝土叠合柱施工方法，其特征在于，预埋锚栓定位尺寸偏差≯2㎜,预埋锚栓顶端的相对高差≯5㎜。

Images