钢管混凝土柱肢结构最好使用顶升法泵送混凝土

　　一、工程概况
　　唐山市丰南冷轧薄板镀锌有限公司位于唐山丰南沿海工业园区，占地537亩，总建筑面积18144M2，已于2009年8月20日竣工投产。我主持施工的镀锌生产线单层厂房杯口基础底面以上采用了圆形双肢钢管混凝土柱肢形式，共48根，单肢钢管直径ø375mm，混凝土为C30商品混凝土，顶升法泵送混凝土标高为38m。采用泵送顶升施工方法浇筑钢管内混凝土，均一次性顶升至设计标高，每肢钢管柱混凝土浇筑时间在20~30分钟，钢管混凝土浇筑28天后，采用敲击钢管检查和超声波检测柱芯混凝土的密实度，未发现空鼓和明显的收缩现象。
　　二、圆形钢管柱肢结构内混凝土的施工方法
　　1、逐段浇捣法
　　由于圆柱肢钢管很高，插入式振捣棒不能从柱顶部溢流孔处一直下插到混凝土浇注的部位，所以只能将圆柱肢钢管侧壁分段开孔，分段灌入混凝土，分段凭感觉和经验振捣，此时用眼睛观察不到振捣情况，完成一段封闭该段的开孔，然后再进行下一段施工。混凝土浇注时脚手架必须事前搭好，由于钢管柱肢外侧开孔较多，材质内部晶格也发生变形，削弱了钢管本身的刚度和塑性。因此这种方法费工、费力，工种交叉施工，增加了工序，成本高，劳动强度大，也不容易控制住施工质量，效果不好。
　　2、高抛法
　　我在主持圆钢管柱肢混凝土浇注施工中，也尝试用了高位抛落方法，浇注了4肢钢管柱的混凝土，混凝土从钢柱顶部溢流孔连续灌入钢柱内部，钢管柱外部均匀分段绑设了附着式振捣器，每个振捣器在混凝灌入部位振捣都超过1分钟，但振捣点是固定的，至于振捣多长时间合适是和许多因素相关的，譬如：钢管的壁厚、混凝土的坍落度、附着振捣器绑置的松紧程度等等，所以不能保证混凝土的密实性和均匀性，混凝土是否产生了离析、分层现象，眼睛也观察不到。随着钢管柱肢内的混凝土灌入的高度不断上升，在接近钢管柱顶约10米范围只能再使用插入式振捣棒用人工振捣，也是比较麻烦费工费人的高空作业程序，而且延长了作业时间。
　　3、泵送顶升法
　　此方法是利用混凝土输送泵的压力将自密实混凝土从圆钢管柱底部预留的开孔位置连续不断由下往上挤压顶入钢管内，直到注满整肢钢管柱的免振捣施工方法，减少了许多工序环节，降低了劳动强度，加快了施工进度。
　　3.1施工时的主要事项：
　　3.1.1在距离圆钢管柱底部400~600mm处开一个ø125~145mm圆孔，用一截长约600mm、45~60°、直径和钢管柱开孔相适宜的短钢管弯头一端插入钢管柱孔内，外部四周和钢管柱点焊；另一端和混凝土输送管用管卡相连。
　　3.1.2浇注前，要计算好单肢混凝土的用量，合理有计划地订购商品混凝土，从混凝土搅拌至开始顶升的时间要控制在混凝土的初凝以前，并做好坍落度的检测工作。
　　3.1.3同一肢圆钢管内的混凝土泵送顶升施工应该是连续进行，不能间断，直到圆钢管顶部溢流孔或排气孔溢出混凝土为止，借用混凝土的自重挤压密实不需振捣。
　　3.1.4自圆钢柱肢开孔以下及嵌入基础杯口部分钢管的混凝土需在泵送顶升前填满，为了保证其密实性，可用插入式振捣棒直接插入振捣或采用外部附着式振捣器振捣，振捣时间大于1分钟即可。
　　3.1.5泵送顶升之前，泵送砂浆用来润滑输送管道，并把此部分砂浆清除干净后再进行圆钢柱芯混凝土的浇注，为了减少顶升的混凝土与圆钢柱管壁之间的摩擦阻力，也可在施工时，从圆柱管顶部溢流孔向圆钢管柱沿着内壁注入适量与混凝土配合比相同的水泥浆。
　　3.1.6泵送混凝土管连接一定要安全可靠，严重变形、磨损管壁变得较薄的输送管不得使用，严格检查橡胶密封圈的老化情况，管卡及螺栓破损严重的要及时更换，以便安全施工。
　　3.1.7圆钢管柱肢开孔时割下来的柱钢板，应该编号保存在该柱肢下面，以便混凝土养护7天后焊接封口时方便。
　　3.1.8混凝土浇注30分钟后，查看圆柱钢管柱顶部混凝土有无下沉情况，若有则用人工补充浇注混凝土，用振捣棒做适宜的振捣。
　　3.1.9圆钢管柱肢顶部开设的溢流孔（也可做排气用）的孔径要大于混凝土输送管的直径，等到已浇注的混凝土的强度达到设计强度的50%以后，可以将柱顶钢板和钢管焊牢。
　　3.1.10在泵送顶升前，最好使用塑料软带子缠绕圆钢管柱肢，以免混凝土度钢管柱外壁的污染，尤其是钢管柱的高端位置，清洗、铲除都很费工、费力，造成没有必要的人工费支出。
　　3.2施工质量的保证
　　3.2.1严格按照国家《混凝土结构工程施工质量验收规范》和《钢管混凝土结构设计与施工规程》进行施工。
　　3.2.2混凝土搅拌车在装料及运输过程中，应保证运输车的滚筒按3~6r/min低速运转，以保持混凝土拌合均匀性，不至于产生分层、离析的现象，更不允许在等待泵送顶升、卸料时加水，冬季滚筒应加以覆盖包裹。
　　3.2.3混凝土输送管的安装要符合现场的实际情况，尽可能缩短管线长度，少用弯管，输送泵尽量接近钢管柱肢，场地应平整密实，道路要畅通，以保证混凝土输送泵、混凝土运输车平稳运行，拆装泵送管方便。
　　3.2.4混凝土的原材料应符合质量要求及严格控制原材料的计量；严格控制好混凝土的坍落度；水泥、砂、石子、水、外加剂（如矿渣粉、粉煤灰、微膨胀剂、高效泵送剂）原材料技术指标必须符合国家标准，混凝土配合比须符合设计规定的强度等级。
　　3.2.5加强混凝土试件的制作质量及管理，派专人负责制作、标准养护、保管和送检，保证试件的真实性，以最后的实验报告为竣工依据。
　　3.2.6钢管柱肢内的混凝土浇筑的质量可根据国家规范采用敲击钢管外壁听声音的方法检查判定是否有不密实、空鼓的部位，也可以此采用超声波进行探伤检测。
　　三、结束语
　　由于在此项圆钢管柱肢混凝土施工中采用了泵送顶升法，使混凝土的抗压性能和钢管材的塑性性能得到同时发挥，起到了很好的保障作用；既对提高构件的承载力、抗震性能有好处又减少了许多施工工序，避免了多个工种交叉作业，有利于安全管理，也可以组织流水作业，加快了施工进度，与其它浇捣方法相比具有良好的综合效益，同时提高了经济技术指标，有其自身的优势。