一、工程实例
某工程建筑高度318m，地下6层，地上71层，采用钢管混凝土柱+钢筋混凝土环梁+框架核心筒结构体系，大楼外框柱设计为钢管混凝土，柱内浇筑C60混凝土，钢管柱外包混凝土分为150mm厚及50mm厚两种情况，其中管内C60混凝土和人防部位设计外包150mm厚混凝土与主体结构同步施工，外包50mm厚C20混凝土待主体结构分段验收合格后再进行浇筑，本文重点总结50mm厚外包混凝土的综合施工技术。
二、施工难点与解决方案
1、混凝土原材料的配置
外包混凝土厚度50mm，中间设置钢板网，混凝土有效截面尺寸25mm，一次浇筑高度3.3m，混凝土强度C20，如何实现混凝土的泵送浇筑工艺，是配合比设计的一大难题。经反复试验，确定解决方案如下：
（1）采用高流态混凝土配制方案，原材料中水泥采用华润产红河水P·C32.5复合硅酸盐水泥，武鸣产直径5～10mm碎石，钦州细砂，外加剂采用聚羧酸KNF-3B高效减水剂。经试验确定，水灰比0.52，坍落度230～240mm，扩展度540～570mm，倒筒时间6s。
（2）考虑外包混凝土方量小，泵送部位多，单根浇筑时间长，采用现场搅拌方案。
2、模板优化
外包混凝土柱总计77层，单层最大高度15.6m，截面尺寸变化17次，如何完成薄壳混凝土质量的外坚内美，模板方案选择是重中之重。经对比分析，钢模板坚固、易加工、不易破损，但存在质量大、不利于高空作业搬运、成本高昂等特点，对于超高层外包混凝土模板施工不是最佳选择。
采用定型加工木模板方案彻底解决了上述问题：①圆柱模板采用4片组装方案，设凹+凸企口拼接，模板采用50mm宽、3mm厚柔性钢带锁紧固定，间距500mm布置。梁下预留lOOmm条带浇筑口，拆模后人工抹细石混凝土收口。②对酒店区3.8m和办公区4.2m以下层高的外包柱采用一次配模一次浇筑工艺。对商业区4.5m及以上层高分段配模浇筑，大堂15.6m外包柱采用3段配模浇筑。
3、薄壳混凝土裂缝控制措施
本工程应用的圆柱壳体在钢管混凝土的表面，在实际应用的过程中，这两种结构共同受力。建筑施工的环境、温度都会发生一定的变化，这就会给混凝土造成一定的影响，壳体内部的受力情况比较复杂，很容易导致钢管混凝土出现裂缝的现象，就无法进行长久的应用。所以为了避免裂缝现象的发生，就一定要做好以下几个方面的工作：第一，要做好钢结构的清理工作，保证基层结构干净整洁；第二，要严格按照混凝土的配合比进行材料的拌合，保证材料的精准性，水灰比也要控制在合理的范围内；第三，在进行混凝土的浇筑过程中一定要做全方位的振捣工作，保证每个位置的紧密性；第四，浇筑完成后也一定要做好薄壳混凝土的养护工作，要进行洒水处理，避免水分流失而出现收缩裂缝。
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三、施工工艺和关键方法
1、施工准备
在施工之前一定要做好前期的准备工作，要让每个施工人员对施工的具体流程有一个详细的了解，施工单位还需要做好技术的交底工作。工作人员可以了解施工中所应用的技术，确保各项施工工艺的合理应用。同时还需要准备好施工中使用的材料，并做好质量上的检验，确保其符合施工需求。使用的施工设备也需要提前做好调试工作，还需要对其进行保养和维护，保证在施工中可以正常应用。
2、操作架搭设
每颗钢柱周圈均需搭设双排操作架，架体跨距1.2m，排距0.6m，步距1.5m，架体四周加设竖向剪刀撑，架体距钢柱边缘最近距离为40cm，操作层需满铺木脚手板，操作层底部满挂安全平网，防护栏杆满挂安全立网。
3、钢结构清理
清理钢管混凝土柱表面，并用钢丝刷清除钢管柱表面锈迹、混凝土流浆等。
4、角钢焊接
在钢管表面焊接40mm长25×3，沿钢柱周长四等分布置，竖向间距600mm，全高布置，角钢一肢两侧与钢管贴焊，焊脚尺寸Hf=3mm。另在圆柱模拼缝位置处及钢管柱顶部周圈以600mm间距焊接40mm长50×3用于控制圆柱模位置及混凝土厚度。
5、钢板网安装
在钢板网上按照500mm间距与角钢成梅花形布置25mm厚水泥垫块，用扎丝将钢板网与水泥垫块绑扎牢固。垫块主要起到控制钢板网位置的作用。
6、底节圆柱模定位
在楼板上确定8个定位点，确保点与钢管柱表面的垂直距离等于防火层厚度。在每个点的位置上钻孔插入西6钢筋头，钢筋头伸出板面约30mm长，每根定位钢筋的长度为80mm，利用钢筋头定位圆柱模内侧控制防火保护层厚度。
7、安装底节圆柱模
依据定位钢筋位置安装圆柱模，拼缝处避开定位钢筋头，紧固柱箍两边接口螺栓固定牢固，柱箍第1道距地300mm，向上间距为600mm／道。要求圆柱模接口肋槽必须拼接严密。
8、混凝土浇捣
按施工配合比拌制C20细石混凝土，拌好后从圆柱模四周分层灌入，每层浇筑高度300-500mm。用附着式振捣器振捣至无明显气泡，辅以外侧钢管敲击保证浇捣密实。
9、浇筑口处理
浇筑完成后，需要将浇筑口的钢板拆卸下来，并做好浇筑口的清理工作，使用的钢板也要及时进行清理，方便以后应用。12小时以后，将全部模板拆除，再使用水泥浆液对混凝土浇筑口进行修补，保证混凝土的完整性。
10、养护
模板拆除后，要对混凝土进行养护作业，其也是施工中比较重要的施工环节，其关系到钢管柱结构后期的应用效果。需要在浇筑完成后的12小时内进行养护工作，要在混凝土的表面刷一层水性养护剂，然后使用保护膜将其表面覆盖，主要起到保水保温的作用，在这种环境下，混凝土不会出现收缩裂缝，养护的时间要超过一周才能保证混凝土的质量。
参考文献：
[1]张扬.钢结构拱顶屋盖薄壳混凝土裂缝控制技术[J].建筑技术,2017,48(6):571-573.
[2]韩立江,李军,范贵元.大跨度多曲率薄壳钢筋混凝土结构施工技术[J].施工技术,2014(s2):552-555.
论文作者:赵斌,
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/17
标签：混凝土论文; 钢管论文; 外包论文; 圆柱论文; 钢筋论文; 裂缝论文; 模板论文; 《中国西部科技》2019年第7期论文;