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摘要：本文以T1航站楼的钢管柱施工为具体实例，对项目中自密实混凝土施工中遇到的问题进行分析并制定出相应的措施，对自密实混凝土的配合比设计进行阐述，重点研究了钢管混凝土导管施工技术要点，为同类工程提供一定的参考。
关键词：钢管柱 自密实混凝土 施工技术
1 项目概况
T1航站楼工程设计钢管柱总根数达164根，钢管柱内浇筑的材料为C50自密实微膨胀混凝土与FC1泡沫混凝土，对柱脚的填缝则是采用的C40无收缩细石混凝土。钢管柱的分布如图1所示。
图1 钢管柱分布平面图
2 施工技术难点及措施
2.1 混凝土性能要求高
在进行自密实混凝土浇筑时，因为钢管柱内混凝土需具有高流动性、自密实性、较大的塌落度和塌落扩展度、较好的抗离析能力及微膨胀性，这些都对混凝土配合比设计提出了较高要求。本项目综合这些要求，会同设计院、商品混凝土搅拌站一起确定了混凝土的性能参数，通过试配试验确定配合比并进行试配验证，从而保证混凝土配合比能够满足施工及设计要求。
2.2 混凝土浇筑高度
由于项目中所涉及到的钢管数量较大，部分钢管柱的分节长度较长，混凝土自由落体较高，易使混凝土产生离析。针对这一问题，项目中对于分节长度大于9m的钢管柱，在浇筑混凝土时采用导管或串筒进行浇筑，从而降低了混凝土的自由落体高度。为了能够避免这种情况的出现，项目中采用了对钢管内部插入式振捣棒来进行振捣，同时在外部利用木槌进行敲击振捣，利用敲击的声音进行判断混凝土浇筑是否达到了密实。
2.3 混凝土振捣困难
因为钢管柱较为狭窄，所以在进行混凝土浇筑时，对钢管柱内混凝土的振捣较为困难，从而会造成振捣不充分的情况发生，影响后期混凝土的灌注质量。
2.4 混凝土质量控制
项目中的钢管采用了环形劲肋，进行混凝土浇筑时，混凝土无法充分填充环形加劲肋下部的空隙，导致混凝土内部密实度缺陷，影响钢管柱的柱承载力。针对这种情况，采取的措施主要是通过在环形加劲肋下部的钢管柱上钻通气孔，并在环形加劲肋上开孔，使环形加劲肋下部的空气顺畅排除，从而能够有效的避免密实度缺陷的产生。
3 钢管柱自密实混凝土导管施工技术
3.1 施工流程
本工程C50自密实混凝土浇筑采用高抛法自密实法进行浇筑，辅以人工振捣，钢管柱总体浇筑流程为如下：柱脚螺栓预埋→承台（独立基础）第一次混凝土浇筑→首节钢管柱安装→柱脚C40无收缩细石混凝土灌浆→钢管柱内灌注C50自密实微膨胀混凝土→养护→检测→随工程进度进行钢管柱吊装及混凝土浇筑。
3.2 自密实混凝土配合比设计
本工程采用的是微膨胀自密实混凝土，拟定配合比如表1所示。
表1 C50微膨胀自密实混凝土拟定配合比
经多次试验对比后选出最佳配合比，保证C50微膨胀自密实混凝土在9米高抛试验后任然具有良好的工作性能，流动性，不泌水，粘聚性好，满足设计及规范要求。
表2 C50微膨胀自密实混凝土的性能
本工程中的自密实混凝土要求塌落扩展度为550mm-650mm，扩展时间T500≥2s。
3.3 钢管柱自密实混凝土施工技术要点
3.3.1 柱脚灌浆（C40无收缩细石混凝土）
柱脚在进行灌浆前，需要对钢管柱柱脚轴线、水平度、垂直度进行相应的检测，在确保各部分施工合格且连接牢固之后，才能够进行后续的施工操作。当钢管柱承台第一次浇筑的混凝土强度达到70%时，开始进行钢管柱柱脚灌浆。
在进行灌浆前，需要将基础进行相应的凿毛处理，确保相应的区域清理干净，在进行灌浆施工的前24小时用水对钢管柱底部进行湿润，在灌浆前的一个小时前将积水吸干。确定好定位轴线，进行模板的支设，对于模板的下口，则利用砂浆进行相应的封堵。模板支设的高度要求要高于灌浆面10cm。采用压力灌浆设备进行灌浆施工，从钢管内向钢管外进行灌浆操作，利用钢钎抽拉来进行灌浆料的密实性。在灌浆结束后需要进行洒水养护，当混凝土强度达到1.2Mpa之后，再对外露的地方进行凿毛处理。
图2 柱脚灌浆大样
3.3.2钢管柱混凝土浇筑
图3 混凝土自由坠落高度不得超过9.0m 4 混凝土浇筑至柱顶下500mm处
钢管柱自密实混凝土的浇筑主要采用的是分段浇筑方式，在实际施工中针对钢管柱的平面位置采用不同的浇筑方式。对于项目的外围钢管柱，采用汽车泵进行浇筑，对于有条件采用汽车泵进行浇筑的室内柱优先采用汽车泵，汽车泵无法覆盖的区域，则是将运输到施工区域的自密实混凝土，利用塔吊+料斗的形式进行相应的浇筑。
自密实混凝土浇筑前应对钢管柱内的水电管道安装情况进行确认，对钢管柱侧壁上的孔洞进行封堵，确保管内没有杂物和积水之后，进行混凝土的第一层浇筑工作，自密实混凝土本身具有较好的填充性能，依靠自身的下落就能够达到项目要求的密实效果。
对于钢管柱的分节高度达到15m的，在进行浇筑时，因为自密实混凝
土的自由落体高度要控制在9m的范围内，才能保证浇筑的质量，所以要采用导管进行相应的灌注。混凝土在浇筑过程中，需采用人工振捣，每浇筑0.8-1m高度的混凝土需采用插入式振捣泵密插短震，同时应在钢管柱外采用木槌敲击配合振捣，每次振捣至混凝土表液面不再明显下降，无气泡时为准。特别是在有内环形加劲板处，混凝土不易填充至根部，需要在内加劲板处加强振捣，确保混凝土填充密实。
除了最后一节钢管柱，再对每段钢管柱浇筑时要浇筑到本节钢管柱的顶端下方0.5m处，主要是为了能够避免焊接钢管时的高温对混凝土质量的影响。在最后一节钢管柱浇筑至顶端时，将混凝土浇筑至柱顶下方300mm处，待下方混凝土强度等级达到设计值的50%后，使用相同等级的细石混凝土进行填充。
3.3.3 钢管柱密实度检测
钢管柱混凝土达到设计强度的70%（7-10天）后，可进行钢管柱密实度检测，钢管柱密实度采用敲击钢管的方法及超声波方法进行检测，敲击检测应全数进行，超声波检测数量不少于总数的20%。
采用敲击法进行检测时，若发现浇筑质量存在缺陷，需进一步采用超声波方法进行检测。
超声波检测的原理如图5所示。
图5 钢管柱超声波检测原理
4 小结
通过对项目中的钢管柱自密实混凝土利用敲击法和超声波进行检查，柱内自密实混凝土的密实情况均能够满足相关的要求，同时自密实混凝土强度及各部分的性能指标都能够满足规范要求。采用这种自密实混凝土导管施工，能够满足灌注混凝土对管柱高度的要求，同时因为自密实混凝土独有的优点，使得项目周期得以缩短，减少了施工成本又保证了施工质量。对同类项目钢管柱自密实混凝土施工提供了较为有意义的参考。
参考文献：
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[2]苏广洪，葛洪军.广州珠江新城西塔斜交钢管混凝土柱施工技术[J].施工技术，2009，38（12）：1-4.
[3]金耀.用于钢管混凝土立柱中的混凝土泵送顶升施工技术[J].铁道建筑，2006（11）：33-34.
论文作者:李宏亮,唐宇轩,曾力,陈鹏,林志
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/9/16
标签：混凝土论文; 密实论文; 钢管论文; 项目论文; 施工技术论文; 导管论文; 环形论文; 《基层建设》2019年第18期论文;