钢管柱混凝土的施工方法分析

艾光逃

（中国建筑第七工程局有限公司南方分公司，福建 厦门 361008）

钢管柱混凝土在我国已经沿用了近百年，通过不断的实践，现阶段我国在钢管柱混凝土施工技术方面逐渐已经形成了一套完整的体系方案，需要从钢管柱混凝土的特点、建筑施工的要求、钢管柱混凝土技术等多层次出发来对钢管柱混凝土施工方法进行分析，保证施工方法科学可行且有着优质的经济质量表现。

1 莲花工程概述

厦门市思明区莲花北路的磐基·莲花工程整体规模较大，建筑面积高达72159.5m2，整体项目工程由四个塔楼和裙楼组成，地下四层地上三十四层，1#塔楼1～5 层有42 根人工挖孔桩，6 层以上区域有39 根人工挖孔桩，其中钢管柱最大截面规格选择1810×1960mm。柱内采用自密实混凝土，强度等级由下至上分别为C60、C50、C45、C35。

2 钢管柱混凝土的特点分析

相比于出其他施工方式，钢管柱混凝土结构在经济效益方面表现优质。据不完全统计，钢管柱混凝土施工可以最大程度节约钢材达到30%以上且能有效控制成本造价，节约资金超过五分之一，钢管柱混凝土是将钢管内部进行混凝土填充进而形成一种整体性较强的组合结构。通过混凝土填充可以有效提升钢管的稳定性，钢管也能对混凝土起到一定的约束，对混凝土结构施加一定的压力进而提升整体的抗压、抗震、抗爆能力，在很多跨度较大负荷较大的施工领域有着广泛应用。在钢管柱混凝土施工技术方面，由于钢管本身的耐侧压和抗变形能力，因此整体技术工序较为简单不需要支模拆模作业，不仅减少了工作量也有效缩短了工期，且相比于钢筋骨架，钢管柱混凝土浇筑施工更便捷，不仅受外界影响较小且施工不需要支撑，在炼化工程中表现优质[1]。

3 钢管柱混凝土施工方法

钢管柱混凝土施工分为多个流程，在整体施工中重要的施工技术和施工方法主要有泵送顶升法、逐段高抛法、敲击法、超声波定位检测法等等，需要根据自身实际情况结合运用。

3.1 泵送顶升法

泵送顶升法需要借助混凝土输送泵实现，主要是针对建筑结构相对简单的低层建筑进行。具体操作是在钢柱下部预留混凝土进料孔，通过混凝土输送泵用压力将钢柱内部密实填充，进料孔需要保证比输送泵车的三通管略高，并保证钢管柱与钢管之间夹角在60°左右，然后开启泵车将混凝土通过输送管运输到钢柱内部，并注意适时调整止回阀门保证钢管柱混凝土的密实程度。当混凝土出现溢流现象后关闭止回阀，进行点焊对钢管柱进行封顶随后就可以拆除钢管，待到混凝土终凝之后对进料孔和排气孔进行处理，一般情况下先进行水泥砂浆处理，用封顶板对钢管柱顶部进行处理，对进料孔进行补焊[2]。

在进行泵送顶升法时，需要格外注意钢管柱浇灌口和泵车位置以及输送管走向的调整，需要保证独立性，通过分析莲花工程的工程特点，由图1 所示，竖向的泵管选择排风井且靠近钢柱，有利于泵管加固。钢柱浇筑混凝土时，楼层钢筋桁架楼板未铺设好，不便在楼层面设水平泵管。根据施工具体情况在进行液压布料机选择时采用HGY21 布料机，由于HGY21布料机半径为21m，可以有效覆盖主楼施工范围，并根据HGY21 液压布料机的实际规格制作适配的钢平台，钢平台需要保证荷载量在十吨以上并保证钢柱混凝土的浇筑高度。

图 1 液压布料机及平台布置图

本工程确定两条泵管线路。

同时根据实际需求进行对输送泵进行压力调整，一般情况下，都是保持在10～20MPa 之间，整体施工需要保证连续性，避免出现中途停滞的现象，尤其是夏天，由于压力和气温影响，很容易造成浇筑失败。

在进行泵送顶升法时不能同时进行外部振捣作业，并注意利用水泥砂浆来降低阻力，随后在泵送顶升法施工过程中需要保证将水泥砂浆排空。整个过程中需要从钢管的溢流孔处添加润滑砂浆来降低钢管内的摩擦力。

3.2 逐段高抛法

逐段高抛法在施工之前需要选择免振自密实性能较高的混凝土材料，并科学进行混凝土配合，保证19cm 左右的塌落度，具体误差上下不超过1cm，并加入膨胀剂来对收缩进行适当的补偿，以此保证钢管柱内混凝土的密实程度。在施工过程中需要保证全过程严格监管，不能出现钢管柱有零部件穿过。相比于泵送顶升法自下向上一次浇筑的施工形式，逐段高抛法是自上向下填充，分段安装、分段浇筑，整体施工程序简单且耗时较短，对设备要求较低且不需要大量的人力资源来支持施工，在稳定性和整体性方面的表现优质，普遍适用各种建筑施工。现阶段，在一些高层建筑，或者结构较为复杂施工空间限制性较大的建筑工程中被广泛使用。

逐段高抛法的施工流程相对较为简单，先对钢管柱进行分段，随后拼接安装钢管柱体系，并对钢管柱体系进行梁板支设，利用超声波技术保证钢管柱体系整体质量，随后对施工区域的梁板钢筋进行绑扎处理，便可以开始逐段高抛法浇筑施工，先对钢管柱内部进行清理，随后逐层进行浇灌平台搭设逐层浇灌[3]。

3.3 敲击法

在进行钢管柱混凝土密实度检测过程中，常常通过敲击法进行分析。通过对钢管柱混凝土用质检钢锤敲打，对每一根钢管、不同层钢管进行监察，一般在钢管柱混凝土施工后的一周和四周分两次进行检查，随机抽选钢管柱混凝土，保证一定的数量基数，从底部一直敲击到顶端。一般情况下，钢管柱混凝土的两个端口敲击声音不同，但是整体敲击不允许出现第三种声响，如果出现异常声响，一般情况下将敲击法作为钢管柱混凝土质量初检方法，整体检测效率较高准确性一般。

3.4 超声波定位检测法

目前，超声波定位检测法是钢管柱混凝土施工检验最准确最权威的方式，可以对钢管柱混凝土的各种缺陷准确反馈并对问题区域进行定位。利用超声波技术将声波导入钢管柱，随后用超声波定位检测仪器来对数据信息进行捕捉，并通过分析声波数据来对钢管柱性能进行评价。

4 莲花工程钢管柱混凝土的施工总结

莲花工程钢管柱混凝土的施工混凝土方量为350m³。由于塔吊的施工效率限制一共需要进行50h 连续作业才能完成，而采用泵管+布料机浇筑混凝土，将泵送顶升法与逐段高抛法相结合可以有效提升施工效率，大幅度节省施工实践，仅用了五分之一的施工时间也就是10h 左右即完成浇筑施工，且施工质量通过检测并满足标准要求，整体施工表现更为优质。相比于传统施工方法，成本低操作简单技术要求低，可以有效控制成本造价保证建筑进度和施工质量。

5 结语

结合厦门市思明区莲花北路的磐基·莲花工程对管柱混凝土的施工进行分析，通过比较得出泵送顶升法与逐段高抛法可以有效节省工期且质量表现优质，技术要求较少，人员专业性需求较低，需要不断优化完善推广以提升泵送顶升法与逐段高抛法的使用空间，促进建筑行业稳定高速发展。