大截面异形钢管柱混凝土泵送顶升施工技术

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1、大截面异形钢管柱混凝土泵送顶升施工技术段新华王宜彬司崇鲁韩成帅马野中国建筑第八工程局有限公司天津分公司以天津周大福金融屮心工程为背景，针对外框钢管柱的特点，介绍丫钢管內高强度高性能混凝土顶升施工方法，重点阐述了钢结构深化设计改进、钢管柱顶升口优化、桁架层钢管柱混凝土施工以及多腔钢管柱顶升控制等多方面内容。通过对钢管内混凝土采取顶升施工技术，在保证施工质量的同时大大缩短工期、降低施工成本。关键词：高层建筑;大截面;.异形钢管柱;桁架;泵送顶升;施工技术;钢管柱截面多变，如图1所示。图1钢管柱截面情况Fig.1Sectionsofsteelpipecolumn首层钢管柱数

2、量为40个，钢管柱交错扭转向上，直径为1200，1800,2300mm(见图2)。外框柱浇筑方式有顶升法、高位抛落法、人工浇捣法等。高位抛落法是通过一定抛落高度，产生动能使混凝土密实，较简单，但对倾斜交叉、内有加劲板的柱难以密实。人工浇捣是利用人工配合振捣棒达到密实效果，操作简单，但工作面狭窄，工人长时间在管内施工，速度也较慢。另外一种人工浇捣方法是增加串管，浇筑•-定高度，向上提升芈简，但须占用吊运工具。图2塔楼首层钢管柱平面示意Fig.2Planofsteelpipecolumnatthefirstflooroftowerbuilding泵送顶升法是利用泵送压力将

3、混凝土自下而上注入钢管内，通过泵压和混凝土自重达到混凝土密实，施工速度较快、密实度较好，但对混凝土性能和泵送要求较高。本工程为丫提高顶升效率，减少钢管柱内混凝土施工缝，利用超高压顶升泵送技术。2施工重点与难点因顶升法施工不占用钢结构施工主导工序时间，相比于传统的抛落法施工大大缩短工期。本工程外框钢管柱混凝土浇筑方式主要采用顶升法，其施工重点与难度如下。1）钢管柱混凝土竖向施工缝浮浆多、骨料少由于采用顶升法施工混凝土由下向上流动，达到设计标高位置开始回落，粗骨料较浆液密度大，下沉快，致使钢管柱表面浆液富集，粗骨料少，强度低;且只能通过上层钢管的顶升孔进行剔凿，剔凿后无法

4、将混凝土残渣清除，存在严重的质量隐患。2）一次顶升超高、截面超大钢管柱最大截面尺寸为直径2300mm,一次顶升高度达到6个施工作业层（30m），则1根钢管柱1次顶升混凝土体量可达124m,混凝土强度等级为C60，C80，且顶升最大标高419.000m，顶升难度大。3）倾斜角度大，环板多每根钢管柱有不同的倾斜角度，最大倾角19°（见图3），钢管柱内环板多，若采取顶升法施工很难使其内部达到密实，尤其是环板阴角位置。图3斜向钢管柱剖面示意Fig.3Profileofinclinedsteelpipecolumn卜载原图4）异形钢管柱顶升组织难度大如双腔钢管柱顶升过程屮需保持

5、双腔内的混凝土基本上同步上升，避免从一个腔体向另一个腔体高抛下落，造成混凝土离析，从而形成质量隐患。5）桁架层交叉杆件多，工序安排难度大桁架层竖向杆件（ti括斜杆）内均有混凝土，iL多个杆件交叉相汇，顶升工序安排不合理会导致桁架层杆件内串流，致使杆件A混凝土无法达到密实和整个结构的受力平衡。3新技术实施为保证顶升混凝土过程中对主体结构的应力平衡，采用对撑施工原则，总体施工顺序：1区一2区->3区->4区；各区内施工顺序为：1一6->5->2->3->4，如图4所示。图4钢管柱施工顺序示意Fig.4Constructionsequenceofsteelpipecolum

6、n3.1高性能混凝土配合比控制本工程钢管柱内混凝土采用自密实混凝土，其属“建筑业十项新技术”中推广应用的内容，现其配合比设计也已成熟，其扩展度需满足60（f700mm，以保证混凝土良好的流动性。3.2用于顶升法的混凝土钢管柱深化设计技术除针对高强高性能混凝土自身进行优化配合比设计外，鉴于顶升法施工混凝土的高流速状态，在顶升施工策划时需结合钢管柱深化设计的特点，对其柱身进行设计优化，以降低混凝土顶升施工难度。主要采取以下几点措施。1）根据设计要求，钢结构柱内位于梁柱节点部位需加强处理，其内部增设了加劲环板。为增大钢管内梁柱节点部位混凝土瞬时流量，除设计要求在加劲环板中间

7、留设彡O450mm圆孔外,在环板上另外增设多个过浆孔，孔直径50mm,环向间距<350mm。2）在钢结构柱身上设置排气孔，每层至少设置2个（直径1800mm和2300mm钢管柱分别设置4个、6个），梅花形布置开设直径20mm排气孔，开设位置为钢管柱内环板的阴角部位，且呈反对称，以保证混凝土顶升施工时能够顺利将钢管内的空气排出、柱内混凝土密实，如图5所示。阁5钢管柱身开设排气孔Fig.5Thedischargeport下载原阁3）在钢管混凝土柱楼层标高上300mm处开设顶升孔，适合泵管布罝，不用增加弯头，泵管下还需要垫木方且不会对既有楼板造成损伤等。孔