鋼管混凝土組合柱施工質(zhì)量保障措施

孫源興，高常杰

（1. 威海市鴻安建筑集團(tuán)有限公司，山東 威海 264200；2. 威海建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，山東 威海 264200）

鋼管混凝土組合柱是指由截面中部鋼管混凝土和鋼管外鋼筋混凝土同時(shí)澆筑疊合而成的柱子。近年來鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在我國逐步得到推廣，鋼管混凝土具有強(qiáng)度高、重量輕、塑性好、耐疲勞、耐沖擊等優(yōu)點(diǎn)。

1 情況簡(jiǎn)介

某商廈工程外框筒采用鋼管混凝土組合柱方式。自地下一層起，共 88 根，鋼管采用無縫鋼管，非定尺加工，現(xiàn)場(chǎng)提供的鋼管長度為 8～12m，一層至六層層高5.1m、七層以上層高 3.9m。

本工程具有如下特點(diǎn)：（1）鋼管混凝土組合柱單根吊裝鋼管長度 8～12m，且不定尺。按成本控制要求，必須按出廠尺寸整根吊裝。吊裝精度要求高，立柱水平中心線允許偏差僅為 5mm。立柱垂直度，允許偏差長度的 1/1000，且不大于 15mm。（2）工期緊：此工序在關(guān)鍵線路上，其吊裝速率直接影響到總工期的完成時(shí)間。（3）鋼管內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量要求高：包括振搗密實(shí)度、管內(nèi)外澆筑高度等都是施工質(zhì)量控制的重點(diǎn)難點(diǎn)。因此，組合柱作為結(jié)構(gòu)主要傳力和受力構(gòu)件，必須加強(qiáng)控制。

2 影響質(zhì)量的主要因素分析

影響組合柱的質(zhì)量因素很多，如技術(shù)交底不詳細(xì)、測(cè)量放線責(zé)任未落實(shí)、圍焊前過程檢查不全面、現(xiàn)場(chǎng)管理人員不細(xì)心疏漏檢查點(diǎn)、檢測(cè)儀器精度不夠、混凝土坍落度過大、澆筑混凝土?xí)r引起鋼柱偏移、對(duì)垂直度偏差后果的認(rèn)識(shí)不足等等，都是引起質(zhì)量不足的隱患。

但結(jié)合本工程特點(diǎn)，最主要需要克服的因素在以下幾點(diǎn)：

（1）鋼管直徑過細(xì)，混凝土拋落容易掛壁，達(dá)不到自密實(shí)。因?yàn)椴捎酶呶粧伮浞?，從鋼管上口進(jìn)行混凝土澆筑，就會(huì)有此問題的出現(xiàn)。如何確?；炷撩軐?shí)度，是施工的難點(diǎn)。

（2）根據(jù)混凝土澆筑量，估計(jì)混凝土澆筑標(biāo)高不準(zhǔn)確。對(duì)于鋼管內(nèi)混凝土的澆筑標(biāo)高應(yīng)嚴(yán)格控制，確保內(nèi)外混凝土同時(shí)澆筑，必須明確檢查方法，并制定有效的控制手段。

（3）利用塔吊臨時(shí)固定，晃動(dòng)大、不平穩(wěn)，圍焊時(shí)，保證不了垂直度，占用塔吊時(shí)間長。并且由于時(shí)間緊，焊接過快，無法保證焊接質(zhì)量，保證不了垂直度。

3 質(zhì)量保障措施

3.1 改變鋼管柱圍焊前臨時(shí)固定方法

由于圍焊前利用塔吊臨時(shí)固定鋼管，造成鋼柱吊裝工序施工時(shí)間由預(yù)計(jì)的 8 小時(shí)變成 16 小時(shí)，嚴(yán)重影響總工期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。必須改良施工工藝，提高塔吊的利用效率。為此，在吊裝時(shí)利用特制卡具，來提高塔吊的利用效率。

鋼管的吊裝及臨時(shí)就位卡具，為保證鋼管柱接高的質(zhì)量和速度，采取下述接高連接方式制作專用卡具，用螺栓調(diào)整垂直度。

制作卡具時(shí)需要特別注意：上下環(huán)板內(nèi)圓一定要機(jī)加工至鋼管直徑寬度，然后再切割成兩個(gè)半圓環(huán)；連接板之間一定要預(yù)留 4mm 的間隙，以保證圓環(huán)與鋼管柱用螺栓能完全緊固；上下環(huán)板的螺栓孔必須一致，保證螺栓上下貫通且垂直，才能調(diào)整垂直度。卡具的制作與應(yīng)用見圖 1。

廣東省東江分水方案劃定東江水資源開發(fā)利用紅線不得突破106.64億m3，與現(xiàn)狀用水相比增量空間小。東江分水實(shí)施后，流域各市根據(jù)所分配的水量及水質(zhì)要求，以供定需，量水定產(chǎn)，紛紛限制高耗水和高污染產(chǎn)業(yè)，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)節(jié)水工作。通過分水促進(jìn)各地經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)、合理布局產(chǎn)業(yè)，東江流域用水量連年上升的勢(shì)頭得到遏制，初步實(shí)現(xiàn)了水資源可持續(xù)利用。

圖1 卡具制作與應(yīng)用

采用此固定卡具的施工方法，卡具臨時(shí)固定，垂直度初步調(diào)整完畢后，塔吊可以摘鉤，吊裝另一根鋼管，垂直度、水平位移微調(diào)、鋼管焊接工作完全不需要塔吊輔助即可進(jìn)行，從而節(jié)省鋼管施工中塔吊的使用時(shí)間，也提高了本工序的流水速度，從根本上解決了工期和施工質(zhì)量的矛盾。

3.2 改良鋼管內(nèi)混凝土澆筑方法

為確?；炷翝仓|(zhì)量，須改良鋼管內(nèi)混凝土澆筑方法。通過調(diào)研、收集大量的相關(guān)資料，總結(jié)出四種方法，并進(jìn)行對(duì)比分析，詳見表 1。

表1 鋼管混凝土澆筑的方法

經(jīng)綜合論證，采用第四種方法——側(cè)壁開孔手工振搗的方法。

管內(nèi)混凝土澆筑采用側(cè)壁開孔手工振搗的方法，在每層層高+1m 處開設(shè) (10×20)cm 混凝土澆筑口，并在此澆筑口插振搗棒振搗密實(shí)。

當(dāng)該層混凝土澆筑完畢后，將原澆筑孔切割下來的鋼板采用二氧化碳保護(hù)焊的方式將該澆筑孔封堵，并進(jìn)行探傷試驗(yàn)，保證滿足二級(jí)焊縫的要求。

采用鋼管側(cè)壁開孔澆筑混凝土的方法，從根本上解決了混凝土澆筑質(zhì)量。

3.3 制定有效的控制混凝土標(biāo)高的方法

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本工程組合柱內(nèi)外混凝土同時(shí)澆注。

通過這種簡(jiǎn)潔、有效的控制方式使鋼管內(nèi)外混凝土澆筑標(biāo)高一致得以實(shí)現(xiàn)。

圖2 混凝土澆筑示意圖

4 結(jié)語

通過一系列的針對(duì)性工作，有效控制了鋼管混凝土組合柱施工的質(zhì)量問題。經(jīng)對(duì)組合柱進(jìn)行了檢查，質(zhì)量合格率達(dá)到 97% 以上。通過工藝的改進(jìn)，節(jié)省大量焊接和內(nèi)襯管費(fèi)用；普通混凝土代替自密實(shí)混凝土，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，且減少了鋼管接高時(shí)占用塔吊及框架柱鋼筋綁扎的時(shí)間，提高了施工速度。