钢管柱芯混凝土泵送顶升施工及质量控制

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1、钢管柱芯混凝土泵送顶升施工及质量控制一、概述1、钢管混凝土(concretefilledsteeltube>简写为CFST)是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。钢管混凝土结构可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高，同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而人人地提高了承载能力。钢管混凝土主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为：承载力高、延性好，抗震性能优越；施工方便，工期大大缩短；有利于钢管的抗火和防火；耐腐蚀性能优于钢结构。随着国家建设的加快，钢管混凝

2、土结构的应用越来越广泛。2、钢管混凝土柱浇灌已广泛使用的有开孔浇灌法、高位抛落法等施工方法。采用泵送顶升法施工，在混凝土浇灌过程中不需振捣，可节省大量的混凝土用工和机械；由于混凝土从柱根向上顶升逆向浇灌，利用混凝土的重力自密实，比传统施工工艺浇灌的混凝土更加密实、均匀，并较好地杜绝Y采用高位抛落法在变肢距处岀现离析、烂根等质量通病；由于双肢柱在柱脚底部连通，利用连通器原理只需在任一肢柱上开孔就可以同时将一榀双肢柱浇灌完毕，极大提高了施工效率；同时不搭设高空脚手架，减少了高空作业量，在安全保障方面可有较大改善，并且具有时间短、费用低等优点。3

3、、钢管柱芯混凝土顶升浇灌施工，主要是利用混凝土输送泵的压力将混凝土通过混凝土输送管及钢管柱下部接口的连接管顶入钢管柱内。钢管柱顶部设置排气孔，以减少泵送压力。在钢管柱下部接口连接管上，采用设置截止闸方法，防止混凝土倒流。4、某厂房主钢结构柱采用大型4管格构柱，共计135根。根据设计要求，钢管柱芯混凝土采用泵送顶施工工艺，钢管柱泵送顶升混凝土强度等级为C50,在管柱下部开临时浇灌孔，用混凝土泵自下而上灌注混凝土的泵送顶升法施工。形式如下图：钢管柱的规格型号及长度如下表：二、钢管柱芯混凝土顶升浇灌施工工艺1、钢管柱芯混凝土顶升浇灌施工工艺流程2

4、、泵送混凝土的配合比设计泵送混凝土配合比应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)、《混凝土泵送施工技术规程》(JGJ/T10-95)＞《自密实高性能混凝土技术规程》(DBjl3-55-2004)和《预拌混凝土生产施工技术规程》(DBJ13-42-2002)的规定。泵送混凝土配合比除了必须满足混凝土设计强度和耐久性的要求外，尚应使混凝土满足可泵性要求，使水灰比小、坍落度大，减少混凝土收缩，强度、均匀性和凝聚性均优于普通同强度等级的塑性混凝土。在混凝土中同时掺加减水剂和膨胀剂，可使混凝土拌和物泌水率减小，含气量增加,

5、和易性改善，从而满足泵送要求。并应根据混凝土原材料、运输距离、混凝土泵送性能与输送管径、泵送距离及气温等进行试配。3、混凝土泵的选择：混凝土输送泵顶升时泵送的压力组成分为混凝土垂直静压力、顶升过程中混凝土间的粘结阻力、水平输送及弯曲管等压力。混凝土在顶升过程屮，混凝土在钢管A呈“泉涌状”上升，混凝土输送泵工作压力与泵产品性能、状况、泵送高度、泵送水平距离和混凝土坍落度及和易性有关。施工前要根据现场实际水平泵送距离及泵送管路的设置计算压力损失(具体见压力损失换算表)，为减少泵送压力损失，输送泵与钢柱间距离不宜过大，以确保达到有效工作压力。以G

6、Z-JK为计算实例进行选择计算钢管柱为0650*16,柱长27.3m,柱底标高为一3.5m。(1)垂直静压力：Nl=2400X[(2〜2.5)X0.125/2]2X3.14X9.8=31534.98〜49273.41(N)P1=N1/S=31534.98〜49273.41+[(0.125/2)2X3.14]X10—6=2.57〜4.02(Mpa)(2)顶升过程中混凝土间的粘结阻力P2参考混凝土在水平管内流动每米产生的压力损失计算中的粘结系数:Kl=(3.00—0.01S)X102(S为混凝土坍落度，即为180mm)=(3.00—0.01X1

7、80)X102=120(pa)P2=(2〜2.5)X0.125X3.14X27.3X120+[(0.125/2)2X3.14]X10—6二0.21〜0.27(pa)(1)水平输送及弯管压力损失P3水平输送管按60m考虑压力损失，共计0.3(Mpa)输送管卡按20个考虑，共计2.0(Mpa)900弯管按4个考虑，共计0.4(Mpa)管路止回装置，每只压力损失0.8(Mpa)混凝土在钢管柱内顶升时考虑压力损失，0.1Mpa/5m,共计0.6(Mpa)P3二0.3+2.0+0.4+0.8+0.6二4.1(Mpa)以上三种压力相加得出：P=P1+P

8、2+P3=6.88〜8.39(Mpa)为了防止在施工过程中出现不可预见的压力损失，在计算压力时为准计算的基础上考虑1.2的安全系数得：Pz=8.39X1.2=10.07(Mpa)