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超高钢管混凝土一次顶升浇筑施工工法 中冶集团华冶资源开发有限责任公司 陈春香 1 前言 钢管混凝土柱柱芯混凝土顶升施工工艺是利用混凝土输送泵的泵送压力将自密实混凝土从钢管柱底部灌入，直至注满整根钢管柱的一种混凝土免振捣施工方法。通过工程施工实践，总结形成本工法。 2002年创中国企业新记录。 2 特点 2.1 本工艺能一次性将钢管混凝土柱内的混凝土顶升至所需高度，可减少工序环节，降低劳动强度，加快施工进度。 2.2 本工艺与高位抛落免振捣法相比，可有效避免钢管柱内混凝土不密实、离析等缺陷，确保混凝土质量符合设计要求。 2.3采用顶升施工工艺,可减少或避免在砼浇注时水泥浆对钢结构的污染,有利于成品保护图4-1 泵送顶升施工工艺图 5 施工工艺流程及操作要点 5.1施工工艺流程 图5.1-1 施工工艺流程图 5.2施工操作要点 5.2.1 逆止阀的安装 为防止在拆除输送管时混凝土回流,在进料短管与泵输送管之间安装1个止流装置,其形式为闸板式(见图5.2.1-1)。为防止顶升时闸板缝漏气,需用黄油涂缝。 图5.2.1-1 逆止阀平面图 5.2.2钢管柱顶端排气、溢流孔开设和溢流管安装。 1. 钢管混凝土柱顶端开设排气、溢流孔是为了保证钢管柱在顶升混凝土时的一个关键装置,该装置在顶满前,作为钢管柱的排气孔,因为钢管柱内在混凝土往上顶升时,随着混凝土的上升而空气外排,若排气量与混凝土的进料量不成比例,进料量大于空气的排出量,会造成阻力增加,故要求钢管柱端排气孔排气量要大于混凝土的进料量。 2. 溢流管的安装 因为吊车梁将柱顶大部遮盖,且肩梁板及加劲肋伸入钢管内,将钢管分成四部分(柱顶1m高处)钢管柱顶端的排气孔不能兼作溢流孔使用,溢流孔及溢流管只能安装在侧面且每一部分必须有一个溢流管安装位置(示意图5.2.2-1)。 5.2.3在距钢管混凝土柱底部300mm～500mm开一Φ145mm圆孔，以清除柱内积水、杂物及焊接单向阀。 5.2.3 焊接单向阀（如图5.2.2-1），单向阀伸进钢管混凝土柱内的位置见图中所示。单向阀的盖板与水平方向的夹角宜为600～700，可通过伸出铰链背后的钢板调节固定。 图5.2.2-1 排气孔、溢流管安装示意图 5.2.4进料短管与柱肢的连接 本工程自然地面为±0.000。基础顶面标高为-1.200m，而柱子插入基础内的深度为2.0m,为防止混凝土自由下落的高度过高,在管柱±0.000标高开一进料孔。进料口的尺寸要稍大于进料短管直径3mm。焊接的进料短管为Dg125无缝钢管,焊接时一定要保证进料短管与钢管柱向下呈45°,进料短管的出口面呈水平,以减少混凝土进入钢管柱内直接喷射到管内壁,减少混凝土向上的顶升阻力。(如图5.2.4-1) 图5.2.4-1 进料短管安装示意图 5.2.5混凝土的顶升施工 1. 实施顶升前,必须要对已运至现场的混凝土的坍落度进行检查,要求混凝土的坍落度必须保持在规定要求的范围内。现场要设专人对混凝土坍落度进行测试,对检测结果予以记录。通过对钢管混凝土顶升施工和混凝土坍落度是影响混凝土顶升浇筑最关键的一环。 2. 进料短管与钢管必须焊接牢固,焊肉饱满,不得有漏焊和花焊,防止在顶升过程中因水平管的颤动而脱焊,造成顶升失败。 3. 非特殊要求的钢管柱内混凝土不需振捣,以防堵管,进料短管管口以下部分混凝土靠自由下落填满。为保证混凝土密实,采用附着式振捣器在钢管柱外部振捣时间不少于1min。在顶升过程中,要派专人对泵压进行计录,及顶入的实际混凝土量,并与理论计算混凝土量进行比较。 4. 顶升施工时用于润滑输送管的水泥砂浆,不得替代混凝土注入钢管内。 5. 顶升完毕后,输送泵衡压2--3min后关闭逆止阀,将水平管拆除,将利用水平管内的剩余混凝土制作一组试块,作为观察是否初凝和终凝及同条件混凝土强度的依据,以便及时将逆止阀和进料短管拆除清洗,以备后用,混凝土顶升施工完毕。 6. 顶升完后,要及时清理被从排气孔流出的水泥浆污染的钢结构。 本工程在顶升过程中对泵送的有关数据作了详细记录(如表一),根据3根柱肢的压力记录得：泵送顶升压力与累计混凝土量(累计顶升高度)变化曲线(如图5.2.5-1)。 表5.2.5-1 泵送顶升压力与累计混凝土量(累计顶升高度)变化曲线 柱子编号 水平输送管的压力(MPa) 累计混凝土量所对应的压力(MPa) 混凝土平均坍落度(mm) 5m3 10m3 15m3 20m3 25m3 柱1 1.5 2.8 3.8 4.7 5.7 6.8 185 柱2 1.4 2.6 3.6 4.6 5.8 6.9 180 柱3 1.55 2.75