超高層大直徑鋼鋼管混凝土土柱施工技技術(shù)【摘要】結(jié)合在在在重慶新新聞傳傳媒中心心工程程施工中中的實實踐，介介紹大大直徑鋼鋼管混混凝土柱柱制作作、定位位、吊吊裝、焊焊接以以及鋼管管內(nèi)混混凝土澆澆筑等等方面的的施工工方法，積積累累了一些些高層層建筑鋼鋼管混混凝土柱柱施工工方面的的經(jīng)驗驗?！娟P(guān)鍵字】鋼管管管混凝土土柱、制制作、吊吊裝、焊焊接、澆澆筑1、工程概況重慶新聞傳媒中中中心一期期工程程位于重重慶市市渝北區(qū)區(qū)空港港新城同同茂大大道和秋秋城大大道相交交處西西北側(cè)，同同時時也位于于軌道道交通五五、十十號線交交匯處處的西北北側(cè)，即即重慶空空港新新城兩路路組團(tuán)團(tuán)F-13322-1地塊。地地下5段（含基基礎(chǔ)礎(chǔ)段，除除基礎(chǔ)礎(chǔ)段，其其余每每段為一一層高高度），地地上上22段，共27段采用鋼鋼管管混凝土土柱，每每層14根，最大大鋼鋼管混凝凝土柱柱高度（地地下下/地上）-20..77m/999..9m。施工高高度度高，難難度大大，工藝藝復(fù)雜雜。鋼柱柱與結(jié)結(jié)構(gòu)層間間砼梁梁的連接接采用用環(huán)板+牛腿的方方式式，其節(jié)節(jié)點大大樣如下下圖1所示。鋼鋼管管柱分布布、規(guī)規(guī)格及混混凝土土強(qiáng)度等等級如如下表1所示：表1鋼管柱柱柱分布、規(guī)規(guī)格格及混凝凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級級序號分布區(qū)域樓層規(guī)格備注116軸-19軸軸/FF軸-K軸基礎(chǔ)、-4F~~~3F（含3F）φ1200*3330鋼管柱內(nèi)澆筑素素素混凝土土強(qiáng)度度等級：1段-23段為C60ZZY；24段-27段為C50ZZYY216軸-19軸軸/FF軸-K軸4F~10F（含10F）φ1200*2225316軸-19軸軸/FF軸-K軸11F~22FFF（含22F）φ1200*2220圖一混凝土土梁與鋼鋼管混混凝土柱柱連接接A型節(jié)點圖二1-11剖剖面圖三A型節(jié)節(jié)點點A-A剖面圖圖四2-22剖剖面圖五梁與鋼鋼柱節(jié)點點典型型實物圖圖2、鋼管柱制作作作2.1鋼管柱柱柱制作工工藝流流程：施工圖→原材料料料復(fù)檢→鋼板號料→自動切割割下下料→鋼板坡口口加加工→鋼板卷制→二氧化碳碳?xì)鈿怏w保護(hù)護(hù)焊打打底焊→碳弧氣刨刨清清根→焊鋼管直直焊焊縫→超聲波探探傷傷檢驗→校正→鋼管對接接、拼拼裝→焊鋼管環(huán)環(huán)焊焊縫→超聲波探探傷傷檢驗→焊內(nèi)襯環(huán)環(huán)、耳耳板→除銹、涂涂裝→檢驗合格格出出廠。2.2制作前的的的準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備：在充充充分、詳詳實的的審圖基基礎(chǔ)上上，依據(jù)據(jù)設(shè)計計交底、設(shè)設(shè)計計變更及及規(guī)范范要求等等繪制制加工詳詳圖，明明確加工工工藝藝要求、技技術(shù)術(shù)規(guī)定《鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)工程程施工工質(zhì)量驗驗收規(guī)規(guī)范》（GB5002205—2001）、質(zhì)保保體體系等；；主材準(zhǔn)備:鋼鋼鋼管柱的的鋼管管及預(yù)埋埋環(huán)板板采用Q3455--B鋼材(鎮(zhèn)靜鋼),錨栓、耳耳板板采用Q23355-B鋼材(鎮(zhèn)靜鋼)。焊條選選用用E43115、E43116和E50115、E501166型系列焊焊條;（3）統(tǒng)一量具具：所所有參加加與制作作及質(zhì)質(zhì)檢人員員所使使用的一一切量量具，不不僅要要統(tǒng)一廠廠定、統(tǒng)統(tǒng)一校核核，而而且必須須定期期送計量量部門門或自行行嚴(yán)格格校核，使使其其符合國國家有有關(guān)規(guī)定定（4）模具制作作：本本工程的的鋼管卷卷制采采用3輥卷板機(jī)機(jī)進(jìn)進(jìn)行卷制制，由由于卷板板機(jī)的的相鄰兩兩滾輪輪中心軸軸線間間的距離離達(dá)350mmm，故鋼管管卷卷制后，此此范范圍內(nèi)是是平直直段，滿滿足不不了鋼管管應(yīng)有有的圓度度。2.3制作要點點點（1）鋼板氣割割前前應(yīng)將切割割割區(qū)域表表面的的鐵銹、污污物物等清除除干凈凈，氣割割后應(yīng)應(yīng)清除熔熔渣和和飛濺物物；（2）放樣、號號料料應(yīng)根據(jù)工工工藝要求求預(yù)留留制作和和安裝裝的焊接接收縮縮余量；；制作作時應(yīng)考考慮切切割余量量；（3）中板下料料用用自動切割割割機(jī)進(jìn)行行下料料，而薄薄板下下料采用用機(jī)械械剪切，切切割割后均需需清除除毛刺；（4）切割后出出現(xiàn)現(xiàn)變形的零零零件，要要矯正正其平直直度，質(zhì)質(zhì)量要求求為局局部彎曲曲矢高高f的允許偏偏差差值在1.5mmm范圍內(nèi)（f≤1.5mmm）；（5）板材坡口口加加工及端面面面加工，為為保保證施工工質(zhì)量量，應(yīng)進(jìn)進(jìn)行線線切割，其其加加工余量量不應(yīng)應(yīng)小于2.0mmm。3、鋼管拼接組組組裝（1）組裝前，應(yīng)應(yīng)應(yīng)先檢驗合合格格，所有有焊接接面需按按要求求打磨,打磨范圍圍：：焊縫邊邊緣每每邊30～50mm，并不得得有有大于1mm的局部缺缺口;（2）鋼管柱每每層層只有一個個個拼接點點，其其節(jié)點在在樓層層以上1.2m位置，鋼鋼管管柱長度度按樓樓層高度度加工工；（3）鋼管卷制制：卷卷管方向向應(yīng)與鋼鋼板壓壓扎方向向一致致。在卷卷板過過程中，應(yīng)應(yīng)注注意保證證管端端平面與與管軸軸線嚴(yán)格格垂直直。卷壓壓鋼板板時，考考慮到到一次變變形量量不能太太大，應(yīng)應(yīng)及時調(diào)調(diào)整上上滾間隙隙。鋼鋼管卷制制后應(yīng)應(yīng)在管端端打上上十字軸軸線并并作標(biāo)記記。（4）組對時上上、下下節(jié)間相相鄰兩條條縱縫縫應(yīng)錯開500mmm以上。把把鋼鋼管放在在托輪輪架上，在在鋼鋼管上劃劃出O°、90°、180°、270°四根基準(zhǔn)準(zhǔn)線線，作為為后續(xù)續(xù)組裝的的基準(zhǔn)準(zhǔn)線，劃劃線時時全盤考考慮鋼鋼管柱及及連接接節(jié)點部部件的的位置、方方向向，便于于現(xiàn)場場組對及及垂直直度觀測測。（5）鋼牛腿組組裝裝：鋼牛腿腿腿由上、下下外外環(huán)板及及其腹腹板組成成，按按照四個個方向向均部置置有鋼鋼牛腿計計算，其其對稱方方向上上的鋼牛牛腿最最外端跨跨距為為2.9m，在平板板胎胎架上無無法完完成組裝裝工作作，故制制作專專用胎架架對鋼鋼牛腿進(jìn)進(jìn)行組組裝。如如下圖圖2所示：表二組裝胎胎架一用用料表表（見下下圖）序號材料名稱型號規(guī)格材質(zhì)重量㎏件數(shù)總重量㎏1熱軋H型鋼HW200*22200**8**12Q235B1566462642鋼板δ=20Q235B534.442137.6圖2牛腿組組組裝（6）鋼管焊接接成成型后，為為為消除焊焊接變變形，應(yīng)應(yīng)采用用機(jī)械校校正，直直至達(dá)到到尺寸寸精度要要求。機(jī)機(jī)械校正正無法法完成的的可用用熱加工工來校校正。（7）在鋼管卷卷制制過程中，由由于設(shè)備和材材料的條件限限制，需要進(jìn)進(jìn)行對接，其其對接在托輪輪架上進(jìn)行操操作。對接時時應(yīng)嚴(yán)格保持持焊后管肢平平直。焊接時時，除控制幾幾何尺寸外，還還應(yīng)控制焊接接變形，焊接接宜采用分段段反向順序，分分段施焊應(yīng)保保證對稱，并并預(yù)留對接間間隙，以抵消消收縮變形。（8）鋼管對接接時時，為確保保保對接處處的焊焊接質(zhì)量量，在在對接處處鋼管管內(nèi)壁設(shè)設(shè)置附附加襯板板，其其寬度為100mmm，厚度為6mm，與管內(nèi)內(nèi)壁壁保持0.5mmm的間隙。4、鋼管柱與基基基礎(chǔ)承臺的的連連接4.1工藝流程程程：澆注基礎(chǔ)C3000墊層→綁扎底部部鋼鋼筋網(wǎng)片→綁扎側(cè)壁壁鋼鋼筋網(wǎng)片→安裝4根M36錨栓→檢查錨栓栓定定位精度→定位環(huán)板板預(yù)預(yù)埋。4.2鋼管柱柱柱錨栓定定位在基礎(chǔ)坑槽驗收收收合格后后，澆澆筑基礎(chǔ)C30墊層砼，綁綁綁扎底部部網(wǎng)片片鋼筋，綁綁扎扎側(cè)壁鋼鋼筋，綁綁扎側(cè)壁壁鋼筋筋的同時時開始始安裝4根M36錨栓，錨錨栓栓安裝定定位的的準(zhǔn)確，直直接接影響鋼鋼管柱柱的安裝裝精度度，采用用外徑徑900mmm，寬度100mmm，厚度10mm的鋼板帶帶，定定位錨栓栓位置置，而后后采用用鋼管支支架固固定鋼板板帶的的方式進(jìn)進(jìn)行錨錨栓的空空間定定位。圖3鋼管柱底底定位位示意圖圖4.3鋼管柱錨錨錨栓安裝裝錨栓安裝前由測測測量在基基坑墊墊層上用用全站站儀放出出基坑坑十字線線，按按照圖紙紙分出出4根立桿的的外外邊線，在在綁綁扎底部部鋼筋筋時避開4根立桿的的位位置，并并沿著著鋼管切切線放放線鉆φ16mm，深度20mm的孔，然然后后用φ16mm鋼筋打入入孔孔內(nèi)，把把鋼筋筋與立桿桿進(jìn)行行焊接，鋼鋼管管焊接完完畢后后把三層層網(wǎng)片片筋放在在底板板鋼筋上上面，1#、2#鋼管調(diào)平平固固定后，在在鋼鋼管下方方綁扎扎第一層層網(wǎng)片片筋，第第一層層網(wǎng)片筋筋綁扎扎完畢后后固定定3#、4#鋼管，鋼鋼管管固定后后綁扎扎最后兩兩層網(wǎng)網(wǎng)片筋。圖4錨栓支支支架安裝5、鋼管柱吊裝裝裝5.1吊裝準(zhǔn)備備備（1）考慮到鋼鋼管管柱吊裝的的的需要，選選用用型號為為QTTZ2550（70355BB-16）附著式式起起重機(jī)；；（2）對加工好好的鋼鋼管柱運(yùn)運(yùn)達(dá)現(xiàn)場場后，進(jìn)進(jìn)行尺寸寸、外外觀的二二次檢檢驗，鋼鋼管構(gòu)構(gòu)件外形形尺寸寸（如直直徑、長長度、管管口圓圓度等）允允許許偏差不不得超超過規(guī)范范要求求；（3）在第一段段鋼管管柱吊裝裝前進(jìn)行行標(biāo)高高復(fù)核時時，應(yīng)應(yīng)對地腳腳錨栓栓的調(diào)整整螺母母標(biāo)高進(jìn)進(jìn)行精精確控制制，以以保證第第一段段鋼管柱柱安裝裝完成后后，其其柱頂標(biāo)標(biāo)高滿滿足設(shè)計計要求求。（4）柱腳地面面標(biāo)標(biāo)高及柱位位位軸線應(yīng)應(yīng)先進(jìn)進(jìn)行復(fù)測測；（5）吊裝使用用的機(jī)機(jī)具、工工具材料料及輔輔助設(shè)施施用料料等必須須準(zhǔn)備備到位，加加固固措施必必須提提前完成成；（6）鋼管柱組組裝裝后，在吊吊吊裝時應(yīng)應(yīng)考慮慮減少吊吊裝荷荷載作用用下的的變形，必必要要時采取取臨時時加固措措施，對對吊點的的位置置經(jīng)計算算后確確定；5.2鋼管柱安安安裝及焊焊接要要點安裝工藝流程：：：檢驗→吊升→就就位→臨時固定→校正正→永久固定→焊接→探傷檢測測。（3）首節(jié)鋼管管柱的的安裝：：鋼管柱安裝時，起起吊吊點位置置是鋼管柱上上部的耳板，通通過卸扣與鋼鋼絲繩連接起起來。由于第第一段（-20.7700m～-17.7700m）鋼管柱的的重量約為6.6t，且塔機(jī)還還未安裝完成成，故采用25t汽車吊進(jìn)行行吊裝（如下下圖5），安裝鋼鋼管柱時應(yīng)在在兩個垂直方方向架設(shè)二臺臺經(jīng)緯儀，同同時觀測柱的的兩條控制母母線，測量人人員校正鋼管管柱的垂直度度（如圖6）。圖5首節(jié)鋼鋼鋼管柱吊裝裝圖圖6垂直度觀觀測測示意圖圖（4）上部鋼管管柱柱對接上部鋼管柱即從從從第二段段（-17..77m）開始，每每每段鋼管管柱的的重量在4.5～10.55t之間，由由現(xiàn)現(xiàn)場塔機(jī)QTZ22550進(jìn)行吊裝裝，鋼鋼管柱安安裝時時，起吊吊吊點點位置是是鋼管管柱上部部的耳耳板，通通過卸卸扣與鋼鋼絲繩繩連接起起來，為為保證吊吊裝安安全，采采用φ21㎜鋼絲繩4股(四方對稱稱捆捆綁)進(jìn)行吊裝裝（如如圖7）.圖7上部鋼鋼鋼管柱吊裝裝鋼管柱吊裝就位位位后,將柱上下下端端的“十字”軸線對齊,用鐵尖、鐵鐵鐵碼將上上下筒筒節(jié)調(diào)平,用千斤頂頂調(diào)調(diào)整鋼管管柱的的垂直度度及標(biāo)標(biāo)高,當(dāng)上下鋼鋼管管軸線稍稍有偏偏差時,采用特制制包包箍鉗調(diào)調(diào)整。現(xiàn)現(xiàn)場對接接焊采采用人工工焊,接口焊縫縫為為熔透二二級焊焊縫,分次焊滿滿。如如下圖所所示:對稱點焊標(biāo)高檢測測圖8鋼管柱對對接做做法當(dāng)上層鋼管柱定定定位、校校核完完畢后，進(jìn)進(jìn)入入施焊階階段。為為保證焊焊接質(zhì)質(zhì)量不受受風(fēng)力力影響，必必要要時在簡簡易操操作平臺臺上再再搭設(shè)一一個防防護(hù)措施施，并并用彩條條布進(jìn)進(jìn)行四周周圍擋擋，制作作一個個簡易防防風(fēng)屏屏，保證證焊縫縫的焊接接質(zhì)量量。（5）鋼管柱施施焊焊鋼管柱施焊前,,,應(yīng)將焊縫縫清清理干凈,并由兩個個焊焊工對稱稱施焊焊(如圖9)。圖9對稱施施施焊施焊過程中,應(yīng)及時用用吊吊線檢查查鋼管管柱的垂垂直度度。如有有偏差差,相應(yīng)調(diào)整整施施焊順序,以保證鋼鋼管管柱垂直直度誤誤差在規(guī)規(guī)范允允許范圍圍內(nèi)。施施焊時,應(yīng)將前道道焊焊的焊渣渣清理理干凈,缺陷打磨磨清清除再進(jìn)進(jìn)行下下道焊。要要保保證焊縫縫美觀觀,不得咬邊邊、弧弧坑、氣氣孔等等缺陷?，F(xiàn)現(xiàn)場場接口焊焊縫按按二級焊焊縫質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)驗收收。（6）焊后打磨磨、校校正及檢檢查①焊后,要將將焊縫周圍的的的飛濺、焊焊疤疤等打磨磨干凈凈;②焊后,檢查查鋼管柱的垂垂垂直度,若有偏差,應(yīng)及時進(jìn)進(jìn)行行校正,將鋼管柱柱的的垂直度度偏差差校正至至規(guī)范范允許范范圍內(nèi)內(nèi)。③用超聲波探傷傷傷儀對焊縫縫內(nèi)內(nèi)部質(zhì)量量進(jìn)行行檢查,若有缺陷,用氣弧刨刨將將缺陷清清理掉掉,然后對焊焊縫縫進(jìn)行修修補(bǔ)。按按焊縫長長度的的20%抽檢超聲聲波波探傷,且外觀質(zhì)質(zhì)量量達(dá)到二二級焊焊縫標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。（7）檢查、驗驗收收鋼管柱焊完畢,,,經(jīng)質(zhì)檢部部門門相關(guān)人人員探探傷檢測測合格格后,形成報告告后后方可進(jìn)進(jìn)行下下一道工工序。6、鋼管柱內(nèi)混混混凝土澆筑筑鋼管柱內(nèi)混凝土土土采用C60素混凝土土，內(nèi)內(nèi)摻ZP膨脹劑（控控控制膨脹脹率為為萬分之之二至至二點五五），用φ150的膠導(dǎo)管管（相當(dāng)于于串筒）進(jìn)進(jìn)行澆注，在在混凝土澆澆筑時，一一次澆筑的的最大高度度為2m（即每層層樓分3次進(jìn)行澆澆筑），下下一層混凝凝土澆筑進(jìn)進(jìn)行充分振振搗后，澆澆筑上一層層混凝土,兩層混凝凝土的澆筑筑間隔時間間不超過混混凝土的初初凝時間。6.1、混凝土土土施工縫縫的留留置、處處理鋼管柱內(nèi)混凝土土土的施工工縫留留置在每每層樓樓的鋼管管柱對對接焊縫縫下500mmm處，在下下一一層柱內(nèi)內(nèi)混凝凝土澆筑筑之前前，將施施工縫縫處剔鑿鑿搓毛毛?；炷潦┦┕たp剔剔鑿及及界面檢檢驗按按如下方方式進(jìn)進(jìn)行：（1）混凝土的的剔剔鑿應(yīng)在澆澆澆筑的混混凝土土達(dá)到一一定的的強(qiáng)度后后進(jìn)行行，本方方案中中考慮3天時進(jìn)行行；；（2）混凝土用用人人工剔鑿，剔剔鑿為滿剔，剔剔除深度以剔剔鑿處粗骨料料為止，并保保證剔鑿?fù)瓿沙擅娴钠秸榷龋唬?）剔鑿后用用清清水反復(fù)清清清洗工作作面，平平整度用用水平平尺檢查查。（4）自檢合格格后后報監(jiān)理復(fù)復(fù)復(fù)驗，監(jiān)監(jiān)理復(fù)復(fù)驗合格格后進(jìn)進(jìn)行上一一層混混凝土的的澆筑筑?；炷恋臐仓扒扒埃龑σ褲矟仓炷撩婷娴那謇砝?、鑿鑿毛，并并清除除落入管管內(nèi)的的水及異異物等等外，還還應(yīng)先先澆筑一一層厚厚度為100mmmm-2000mmm的與混凝凝土土強(qiáng)度等等級相相同的水水泥砂砂漿，增增加施施工縫的的粘結(jié)結(jié)和防止止自由由下落的的骨料料產(chǎn)生彈彈跳，再再按程序序進(jìn)行行澆筑。6.2混凝土的的的振搗（1）振搗時快快插插慢拔，振振振動時間間應(yīng)視視混凝土土表面面呈現(xiàn)浮浮漿和和不再下下落為為準(zhǔn)。（2）振搗上一一層層混凝土?xí)r時時，振搗搗棒應(yīng)應(yīng)插入下下層混混凝土中中不少少于50mm，每次振振動動時間10～15S，以消除除兩兩層之間間的接接縫，而而且在在振搗上上層混混凝土應(yīng)應(yīng)在下下層混凝凝土初初凝之前前進(jìn)行行。（3）振動棒振振點點的移動間間間距，不不大于于其作用用半徑徑的1.5倍，防止止漏漏振。（4）振搗嚴(yán)禁禁振振動棒振動動動鋼管柱柱。（5）在混凝土土澆澆筑過程中中中現(xiàn)場測測量人人員進(jìn)行行全程程跟蹤，并并隨隨時觀測測鋼管管柱的位位移情情況，如如澆筑筑過程中中鋼管管柱出現(xiàn)現(xiàn)位移移，應(yīng)停停止?jié)矟仓秆杆俜址治鑫灰埔圃蛞?，立即即整治治，而后后繼續(xù)續(xù)進(jìn)行澆澆筑。6.3混凝土的的的檢測混凝土的檢測按按按照《混混凝土土結(jié)構(gòu)工工程施施工質(zhì)量量驗