钢管混凝土组合柱施工质量保障措施
2020-12-01孙源兴高常杰
孙源兴,高常杰
(1. 威海市鸿安建筑集团有限公司,山东 威海 264200;2. 威海建设集团股份有限公司,山东 威海 264200)
钢管混凝土组合柱是指由截面中部钢管混凝土和钢管外钢筋混凝土同时浇筑叠合而成的柱子。近年来钢管混凝土结构在我国逐步得到推广,钢管混凝土具有强度高、重量轻、塑性好、耐疲劳、耐冲击等优点。
1 情况简介
某商厦工程外框筒采用钢管混凝土组合柱方式。自地下一层起,共 88 根,钢管采用无缝钢管,非定尺加工,现场提供的钢管长度为 8~12m,一层至六层层高5.1m、七层以上层高 3.9m。
本工程具有如下特点:(1)钢管混凝土组合柱单根吊装钢管长度 8~12m,且不定尺。按成本控制要求,必须按出厂尺寸整根吊装。吊装精度要求高,立柱水平中心线允许偏差仅为 5mm。立柱垂直度,允许偏差长度的 1/1000,且不大于 15mm。(2)工期紧:此工序在关键线路上,其吊装速率直接影响到总工期的完成时间。(3)钢管内混凝土浇筑质量要求高:包括振捣密实度、管内外浇筑高度等都是施工质量控制的重点难点。因此,组合柱作为结构主要传力和受力构件,必须加强控制。
2 影响质量的主要因素分析
影响组合柱的质量因素很多,如技术交底不详细、测量放线责任未落实、围焊前过程检查不全面、现场管理人员不细心疏漏检查点、检测仪器精度不够、混凝土坍落度过大、浇筑混凝土时引起钢柱偏移、对垂直度偏差后果的认识不足等等,都是引起质量不足的隐患。
但结合本工程特点,最主要需要克服的因素在以下几点:
(1)钢管直径过细,混凝土抛落容易挂壁,达不到自密实。因为采用高位抛落法,从钢管上口进行混凝土浇筑,就会有此问题的出现。如何确保混凝土密实度,是施工的难点。
(2)根据混凝土浇筑量,估计混凝土浇筑标高不准确。对于钢管内混凝土的浇筑标高应严格控制,确保内外混凝土同时浇筑,必须明确检查方法,并制定有效的控制手段。
(3)利用塔吊临时固定,晃动大、不平稳,围焊时,保证不了垂直度,占用塔吊时间长。并且由于时间紧,焊接过快,无法保证焊接质量,保证不了垂直度。
3 质量保障措施
3.1 改变钢管柱围焊前临时固定方法
由于围焊前利用塔吊临时固定钢管,造成钢柱吊装工序施工时间由预计的 8 小时变成 16 小时,严重影响总工期目标的实现。必须改良施工工艺,提高塔吊的利用效率。为此,在吊装时利用特制卡具,来提高塔吊的利用效率。
钢管的吊装及临时就位卡具,为保证钢管柱接高的质量和速度,采取下述接高连接方式制作专用卡具,用螺栓调整垂直度。
制作卡具时需要特别注意:上下环板内圆一定要机加工至钢管直径宽度,然后再切割成两个半圆环;连接板之间一定要预留 4mm 的间隙,以保证圆环与钢管柱用螺栓能完全紧固;上下环板的螺栓孔必须一致,保证螺栓上下贯通且垂直,才能调整垂直度。卡具的制作与应用见图 1。
广东省东江分水方案划定东江水资源开发利用红线不得突破106.64亿m3,与现状用水相比增量空间小。东江分水实施后,流域各市根据所分配的水量及水质要求,以供定需,量水定产,纷纷限制高耗水和高污染产业,调整产业结构,加强节水工作。通过分水促进各地经济转型升级、合理布局产业,东江流域用水量连年上升的势头得到遏制,初步实现了水资源可持续利用。
图1 卡具制作与应用
采用此固定卡具的施工方法,卡具临时固定,垂直度初步调整完毕后,塔吊可以摘钩,吊装另一根钢管,垂直度、水平位移微调、钢管焊接工作完全不需要塔吊辅助即可进行,从而节省钢管施工中塔吊的使用时间,也提高了本工序的流水速度,从根本上解决了工期和施工质量的矛盾。
3.2 改良钢管内混凝土浇筑方法
为确保混凝土浇筑质量,须改良钢管内混凝土浇筑方法。通过调研、收集大量的相关资料,总结出四种方法,并进行对比分析,详见表 1。
表1 钢管混凝土浇筑的方法
经综合论证,采用第四种方法——侧壁开孔手工振捣的方法。
管内混凝土浇筑采用侧壁开孔手工振捣的方法,在每层层高+1m 处开设 (10×20)cm 混凝土浇筑口,并在此浇筑口插振捣棒振捣密实。
当该层混凝土浇筑完毕后,将原浇筑孔切割下来的钢板采用二氧化碳保护焊的方式将该浇筑孔封堵,并进行探伤试验,保证满足二级焊缝的要求。
采用钢管侧壁开孔浇筑混凝土的方法,从根本上解决了混凝土浇筑质量。
3.3 制定有效的控制混凝土标高的方法
根据设计要求,本工程组合柱内外混凝土同时浇注。
通过这种简洁、有效的控制方式使钢管内外混凝土浇筑标高一致得以实现。
图2 混凝土浇筑示意图
4 结语
通过一系列的针对性工作,有效控制了钢管混凝土组合柱施工的质量问题。经对组合柱进行了检查,质量合格率达到 97% 以上。通过工艺的改进,节省大量焊接和内衬管费用;普通混凝土代替自密实混凝土,取得了良好的经济效益,且减少了钢管接高时占用塔吊及框架柱钢筋绑扎的时间,提高了施工速度。