浅谈建筑工程中钢管混凝土叠合柱施工工艺及质量控制

常聚芳

摘 要：结合某大楼工程，其建筑结构形式为框架剪力墙结构，框架抗震等级为二级，剪力墙抗震等级为一级。建筑设计使用年限50 年，文章就该工程的钢管柱施工工艺方面做出了分析，并对钢管混凝土叠合柱施工各环节的质量控制要点，做出了论述。

关键词：建筑工程；钢管混凝土；钢管柱；施工工艺

1 钢管柱施工工艺

1.1 钢管混凝土叠合柱的施工工艺流程钢管柱钢管详图设计→钢管加工→钢管进场柱脚螺栓加工→柱脚螺栓预埋钢管吊装→钢管柱脚二次灌浆浇筑→柱脚砼养护→钢管柱柱筋绑扎→钢管柱模板支设→钢管柱砼浇筑→拆模、养护。

1.2 框架结构钢管柱梁柱节点核心区施工工艺：

1.2.1 钢管柱与框架梁采用牛腿连接施工工艺。钢管柱施工→剔凿柱砼表面浮浆，柱筋浮浆→确认主次梁纵筋钢筋位置→主梁下铁钢筋锚入柱子内→次梁下铁下排与型钢牛腿穿贯通筋→次梁下铁上排钢筋在柱牛腿上通过→节点核心区箍筋绑扎、焊接→主梁上铁与型钢牛腿焊接，穿贯通筋→主次梁箍筋，与主筋绑扎→常规主次梁、节点区模板支设→砼浇筑。

1.2.2 钢管柱与框架梁采用环型梁施工工艺。钢管柱施工→剔凿柱砼表面浮浆，柱筋浮浆→确认环型梁标高支环型梁模板→环型梁钢筋绑扎→支框架梁模板→框架梁上铁搭在环型梁上铁上锚入环型梁内→框架梁下铁搭在环型梁下铁上锚入环型梁内→框架梁箍筋绑扎→梁柱核心区模板支设→砼浇筑。

1.3 首层钢管柱安装工艺：基础面清理凿毛→调整预埋螺栓螺帽标高、螺栓位置→核对钢管柱标记基准线→吊装就位→就位调整、临时固定→垂直度标高调整→柱脚二次浇筑→地下一层混凝土叠合柱施工

1.4 二层钢管柱安装工艺。核对钢柱→标记基准线→吊装钢柱安装螺栓临时固定→调整垂直度→钢管坡口熔透焊接→探伤实验

2 钢管混凝土叠合柱施工控制要点

2.1 钢管加工质量要求。钢管制作采用机械加工，由有资质的钢结构制作厂家承担。钢材、焊接材料、螺栓等应有质量证明书，质量应符合国家规范规定。型钢钢板制孔，采用工厂车间制孔，严禁现场气割。栓钉抽样检查其焊接质量。钢管柱焊缝采用全熔透剖口焊接，达到二级焊缝要求。焊接前将构件焊接面油锈清除，焊工持证上岗。施工中确保现场钢柱拼接和梁柱节点连接的焊接质量，坡口形式尺寸。焊接后要按二级焊缝标准进行探伤试验。

2.2 预埋螺栓。主要是要控制好标高、位置。螺栓预埋前要先做好模具，模具采用700×700mm，15mm 厚多层板，在多层板上定好孔位后钻孔，孔径比螺栓直径大2mm。在梁柱节点模板合模前预埋。预埋时采用2 块模具，外露螺栓的长度范围内上下各一块。模具中心线与钢管柱中心线对齐，找好标高后，然后用附加钢筋将螺栓上下焊接固定。并再次对螺栓进行检查，发现偏差及时纠正。预埋螺栓标高保证钢管柱脚下部不少于50mm 长螺杆，以便在柱脚下安装调节螺母，调整钢管柱垂直度及标高。

2.3 钢管柱安装：

2.3.1 钢管柱安装采用塔吊吊装，堆放在塔吊的回转半径内。

2.3.2 安装前核对钢管柱定位轴线，标高，地脚螺栓直径和伸出长度。并对钢管柱编号，外形尺寸、螺孔位置、牛腿方向，梁钢筋穿钢梁腹板预留孔等全面复核。调整螺帽的垫片上表面标高到柱脚下表面标高。

2.3.3 钢管柱安装前对预埋螺栓处的砼面进行清理凿毛，否则安装钢柱后很难再清理干净，严重影响钢管柱质量。

2.3.4 钢柱调整标高时采用水准仪及柱脚下部调整螺母。先在柱身标定标高基准点，水准仪测定基差值，旋动调整螺母以调整柱顶标高。

钢柱垂直度调整利用两台经纬仪与柱脚调整螺母进行调整。两台经纬仪从两个侧面同时观察。当受到现场条件限制，在精度要求不高的情况下，可以利用两套线坠与钢卷尺，在两个方向监测钢管柱的垂直度。

为避免上节钢管柱安装校正困难，故在混凝土浇筑前进行复核，浇筑过程中及完毕后，要利用花篮螺栓、钢丝绳对钢管柱进行二次校正。

2.4 柱脚浇筑CGM-1 高强无收缩灌浆料。成品的高强无收缩灌浆料，存于现场，随时浇筑，早期强度高，质量保证，施工方便。柱脚砼浇筑后达到终凝，具有一定强度（C20 以上，一天后），方可进行钢管柱钢筋绑扎。

2.5 钢管柱节点钢筋绑扎。注意主次梁绑扎顺序：两端均是钢管柱时，配筋时要精确计算钢筋长度，合理确定钢筋接头长度位置，留出20mm 的调节空间。特别是机械接头，施工时要从一端向另一端逐跨进行，防止钢筋在牛腿上焊接后，跨中无法进行接长。焊接前主筋下部保护层垫块要预先垫好，钢筋放平，防止跨中钢筋下垂。

2.6 柱帽、环型梁节点钢筋绑扎。

2.6.1 确定钢筋穿插及绑扎顺序。混凝土梁与环梁相交处节点钢筋密集，二排钢筋的穿插入环梁，施工时必须先将环梁处框架梁底面筋先穿插入环梁，再绑扎其他部位框架梁，梁口处附加箍先不绑扎，待梁筋穿插完毕后再进行调整及焊接。

2.6.2 环梁内框架梁箍筋的绑扎。在绑扎过程中，梁截面高度不同，当框架梁在环梁之上或之下位置时，仅有部分梁与钢管相连，框架梁在环梁内部分箍筋绑扎采用开口箍进行绑扎，成型后焊接或保证锚固即可。

2.6.3 附加箍筋的绑扎。附加箍筋的绑扎是钢筋工程的施工难点，尤其是135°弯勾由于其与二排主筋及大、小箍筋的位置交叉密集，施工中较难保证质量，因此附加箍筋采用90°弯勾，搭接处焊接，焊缝长度10d，且一个箍筋只能有一道焊缝。

2.7 钢管混凝土叠合柱砼浇筑。特点是柱内的钢管就是模板，具有很好的整体性和密闭性，不漏浆、耐压力，同时钢管四周为钢筋混凝土，采用定型模板。先浇注钢管内的混凝土，然后浇注钢管外的混凝土，混凝土强度等级为C60。

2.7.1 混凝土自钢管上口灌入，浇筑时使用插入式振捣棒，应快插慢拔，插点均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实，移动间距不大于振捣作用半径的1.5 倍，每一振点的延续时间以表面呈现浮浆为度，振捣上层混凝土时应插入下层混凝土5cm，以消除两层间的接缝。

2.7.2 第二次浇筑前，应先浇筑一层厚度为100～200mm 的与混凝土等级相同的水泥砂浆，以免自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳现象，待混凝土终凝后进行凿毛处理。

2.7.3 钢管混凝土内混凝土浇筑完成后，初凝前，便可进行钢管柱外侧混凝土浇注，标高控制在梁底标高以上30mm 位置，拆模后，及时采用塑料布包裹养护，同时在梁底标高以上5mm 的位置弹线，采用切割机切割，然后剔除混凝土柱表面松散石子和浮浆。

2.7.4 由于部分梁柱节点还加设了环型梁，梁柱节点部位钢筋非常密，为保证混凝土柱浇筑密实，采用C60 豆石混凝土，并采用30 型插入式振捣棒，浇筑时，派专人敲打模板检查混凝土密实度，通过以上措施取得良好效果。

3 结语

从本工程钢管柱的应用可以看到，钢管混凝土叠合柱施工技术由于其优良的结构承载性能，能够解决超高、超限、错层结构等复杂内力情况下的结构设计问题，能够满足对结构构件的抗震要求，减少结构构件截面尺寸，从而相对增加建筑使用面积，以较小的成本达到设计要求，其应用会越来越广泛。