勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)柱中的混凝土施工技術(shù)

龍紹章 趙紅霞 韓 宇

中國華西企業(yè)有限公司 廣東 深圳 518034

1 工程概況

1.1 項目概況

基金大廈位于深圳市福田CBD金融中心區(qū)，地下4層，地上42層，總高度208.5 m。

1.2 型鋼混凝土（SRC）柱概況

塔樓區(qū)框架柱主要為16根圓柱（圖1），其中型鋼混凝土（SRC）圓管柱位于塔樓區(qū)地下1層至地上4層（標(biāo)高－6.10～16.75 m）。SRC柱截面2 100 mm，鋼管外徑1 400 mm，壁厚80 mm，其中鋼管外包厚350 mm鋼筋混凝土C60，管內(nèi)為C60混凝土。鋼管柱中設(shè)計有水平加勁內(nèi)隔環(huán)板，間距約1 000 mm，內(nèi)隔環(huán)板中心直徑600 mm，環(huán)板上預(yù)留了4個φ35 mm排氣孔（圖2）。

圖1 塔樓區(qū)SRC柱分布

圖2 圓管鋼柱剖面

裙房區(qū)鋼結(jié)構(gòu)主要為18根外包混凝土的箱型鋼柱（圖3），柱外徑截面尺寸700 mm×700 mm，壁厚50 mm。柱外包厚150 mm鋼筋混凝土C60，柱內(nèi)為C60混凝土。

圖3 裙房區(qū)鋼柱分布

2 難點分析

因鋼骨內(nèi)外均需灌實混凝土，塔樓區(qū)SRC柱內(nèi)隔環(huán)板寬400～600 mm，縱向間距較小，同時裙樓SRC柱外包混凝土厚度為150 mm、塔樓SRC柱外包厚度為350 mm，且柱外縱筋及箍筋綁扎密集，空間較小，混凝土澆筑難度大。為保證混凝土施工質(zhì)量及混凝土強(qiáng)度，結(jié)合本工程設(shè)計特點，鋼管柱內(nèi)采用C60微膨脹自密實混凝土施工，保證灌入混凝土的密實度，鋼管柱外采用C60普通混凝土。

3 SRC柱混凝土施工

3.1 自密實混凝土配比

3.1.1 確定自密實混凝土配合比

SRC柱混凝土采用自密實混凝土，混凝土坍落度一般為（240±20） mm，混凝土擴(kuò)展度不小于650 mm，保證流動性能，使混凝土可以充盈到柱內(nèi)各個角落，利用水平加勁板上的排氣孔排出空氣，使板下的柱角容易充滿混凝土，并摻入適量膨脹劑，從而消除凝結(jié)硬化過程中產(chǎn)生的收縮，使鋼管與混凝土的結(jié)合更密實。試驗前經(jīng)攪拌站試配，初步確定C60自密實混凝土配合比如下：采用中材亨達(dá)P.O 52.5水泥；采用9%左右深圳媽灣產(chǎn)的F類Ⅱ級粉煤灰；就近取用當(dāng)?shù)厮槭?，最大公稱直徑不大于18 mm，連續(xù)級配，含泥量不大于1.0%；采用就近的惠州產(chǎn)地Ⅱ級區(qū)中砂，滿足C60混凝土配制性能，含泥量控制在2.0%以內(nèi)；采用深圳五山產(chǎn)的高效緩凝型減水劑，與水泥相容性良好；采用HEA微膨脹劑，摻量6%。其中，水泥∶砂∶石子∶水∶外加劑∶粉煤灰∶礦粉=1∶1.55∶1.55∶0.31∶0.02∶0.122∶0.268 3，且配制的混凝土強(qiáng)度，一般不應(yīng)低于設(shè)計強(qiáng)度的1.15倍。

3.1.2 配比前準(zhǔn)備工作

1）確定配比后，應(yīng)在澆筑前，給混凝土廠家預(yù)留充分的時間準(zhǔn)備原材料，以滿足澆筑供應(yīng)需求。

2）按配比配制的SRC柱內(nèi)微膨脹混凝土，對于超高層結(jié)構(gòu)施工，除滿足基本強(qiáng)度要求外，值得關(guān)注的是混凝土坍落度的設(shè)計，坍落度需控制在220～260 mm間，擴(kuò)展度不小于650 mm，混凝土配合比及坍落度選擇根據(jù)試驗試配確定，施工前報監(jiān)理、業(yè)主確認(rèn)。自密實混凝土進(jìn)場后需進(jìn)行現(xiàn)場坍落度及擴(kuò)展度檢測。

3）施工方及監(jiān)理方，應(yīng)派專人全程監(jiān)督混凝土攪拌廠投料全過程，以配制成與模擬試驗配比一致的混凝土。

4）澆筑前，SRC柱內(nèi)部積水和垃圾應(yīng)清理干凈，經(jīng)監(jiān)理驗收合格后方可澆筑。

5）混凝土進(jìn)場時，坍落度、擴(kuò)展度等指標(biāo)檢測合格后方可澆筑，有條件的尚應(yīng)準(zhǔn)備混凝土填充性能檢測工具。

3.2 澆筑方法

鋼骨內(nèi)外均需灌實混凝土，應(yīng)按鋼柱分節(jié)高度，待鋼結(jié)構(gòu)焊接等檢測合格后，首先完成鋼柱內(nèi)混凝土澆筑，然后進(jìn)行柱外鋼筋綁扎、支模，澆筑外包的鋼筋混凝土。

3.2.1 柱內(nèi)混凝土澆筑

SRC柱混凝土采用固定料斗高位卸料方式，自由傾落高度應(yīng)結(jié)合分節(jié)柱體高度，一般不大于3 m，并采取可靠的排氣措施。施工中采取如下澆筑方法：采用塔吊吊起料斗，向SRC柱柱中已固定好的漏斗中加入混凝土，料斗下口接長卸料管串筒，串筒應(yīng)按SRC柱內(nèi)隔板內(nèi)徑合理選擇，串筒直徑應(yīng)小于內(nèi)徑100～200 mm，以便混凝土下落時管內(nèi)空氣能夠排出。安裝料斗時，料斗孔徑對準(zhǔn)SRC柱柱中心，以確保混凝土順利通過內(nèi)隔板?；炷翍?yīng)分層澆筑、分層下料、分層振搗（輔助微幅振搗）、逐層停歇，沉實復(fù)振后，再澆上一層混凝土，分層厚度400～500 mm?；炷帘仨毧刂圃诔跄龝r間前入柱，澆灌管內(nèi)混凝土作業(yè)時應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，中間不留施工縫，當(dāng)有不可避免的間歇時間時，應(yīng)嚴(yán)格控制間歇時間不得超過混凝土初凝時間，應(yīng)提前編制澆筑時間計劃。在節(jié)點板上、下30 cm范圍內(nèi)微幅振動，時間以無氣泡泛出、混凝土面不再明顯下降為準(zhǔn)。管內(nèi)混凝土澆筑應(yīng)密實，無脫粘、離析現(xiàn)象。分段澆筑的混凝土，應(yīng)在距鋼管上口連接部位以下的500 mm處停止?jié)仓悦夂附痈邷赜绊懟炷临|(zhì)量。

3.2.2 柱外包混凝土澆筑

鋼管柱外包混凝土澆筑采取塔吊吊運(yùn)料斗，出料口加溜槽的方法，本項目首層挑空高度達(dá)18 m，故需分節(jié)澆筑混凝土，每節(jié)澆筑高度控制在3 m以內(nèi)，直至澆筑至樓層設(shè)計標(biāo)高處。在有梁柱樓層，鋼管外包混凝土先澆筑至梁底下100 mm處，停歇2 h后再進(jìn)行梁高范圍的柱混凝土澆筑施工，以防已澆筑混凝土收縮造成梁柱節(jié)點處沉降影響。

3.3 混凝土養(yǎng)護(hù)

柱內(nèi)混凝土采用管內(nèi)灌水養(yǎng)護(hù)，柱外混凝土采用塑料薄膜包裹養(yǎng)護(hù)。

4 SRC柱C60混凝土檢測

4.1 檢測方式

SRC柱內(nèi)混凝土質(zhì)量采用超聲波法進(jìn)行檢測，SRC柱外包混凝土采用結(jié)構(gòu)實體回彈檢測。其超聲波檢測由業(yè)主委托的第三方檢測單位進(jìn)行。

4.2 超聲波檢測

4.2.1 檢測準(zhǔn)備

各段聲測管宜用外加套管連接或為滿焊焊接接長。每根SRC柱內(nèi)均需埋設(shè)聲測管，在混凝土澆筑前，于內(nèi)隔板內(nèi)側(cè)埋設(shè)，圓柱內(nèi)均勻分布埋設(shè)3根、方柱內(nèi)按對角線埋設(shè)2根聲測管。聲測管應(yīng)與SRC柱焊接牢固，固定間距不超過2 m。管的埋設(shè)深度與柱底齊平，管底部50 mm處用端頭板封死底管，管的上端應(yīng)高于SRC柱柱頂表面300～500 mm，同一根柱的聲測管外露高度應(yīng)相同。聲測管上端做好套頭封堵措施，防止混凝土進(jìn)入管內(nèi)引起堵塞。

4.2.2 檢測方法

本工程SRC柱內(nèi)檢測數(shù)量，按專家論證的方案指導(dǎo)意見執(zhí)行，本工程對所有鋼管柱全數(shù)檢查，每根柱每完成一層，均做超聲波檢測，檢測由具備檢測資質(zhì)的第三方進(jìn)行。SRC柱混凝土檢測時間宜在澆筑完成后7 d左右，即推算混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度75%（即45 MPa）以上時進(jìn)行檢測。

在檢測工作完成后，應(yīng)將測管采用高一強(qiáng)度等級的微膨脹細(xì)石混凝土封堵灌實，確保聲測管內(nèi)灌實水泥漿，保證密實度。

4.3 混凝土強(qiáng)度評定

鋼柱內(nèi)混凝土，按每層每柱留置1組標(biāo)養(yǎng)試塊，鋼柱外包混凝土按澆筑方量留置試塊，作為混凝土評定依據(jù)。

5 結(jié)語

通過本工程實踐，SRC柱混凝土施工質(zhì)量良好，從相關(guān)檢測部門的檢測結(jié)果可知，質(zhì)量均能達(dá)到設(shè)計要求，驗證了調(diào)配的自密實混凝土施工的可靠性。