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某项目超高钢管混凝土浇筑及质量保证措施

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2026-03-24

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某项目超高钢管混凝土浇筑及质量保证措施

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一、钢管混凝土施工方法

1、方法分析

1.1 人工振捣的可行性

本工程所有钢管柱外径均在1200mm～1800mm之间，具备人工振捣的前提条件，现以1200mm直径为例将钢管内部具体情况表述如下：

钢管截面尺寸

钢管混凝土浮浆清理

如上图中尺寸所示，当钢管柱直径大于800mm时工人也能进入钢管内实施作业，因此本工程钢管内部可以进行人工振捣。

1.2、分析结果

实施人工振捣才能最大限度的保证混凝土的密实度，根据钢管砼柱柱长不个特点，浇筑混凝土时我司拟对所有钢管柱实施人工振捣，振捣方式见下表：

构件范围	钢管柱长0~15m	钢管柱长15m及以上
振捣方式	工人在柱顶上口用振捣器械对混凝土实施振捣	工人在加劲板上口用振捣器械对混凝土实施振捣
注：所有钢管混凝土采用高频振动棒实施振捣，具体情况详后。

2、现场准备

2.1、主要施工机具的配备

1、下料专用串筒内径125mm，壁厚3mm。3000mm×6根，2000mm×2根
2、吊斗
接料斗防止溢出混凝土溅到钢管外壁上）
3、漏斗
4、简易爬梯每一节尺寸为400mm×300mm

3、钢管混凝土浇筑振捣系统布置

3.1 技术准备

本工程钢管柱内均填充C60微膨胀混凝土。钢管混凝土要求混凝土具有很好的填充性能，确保充满钢管内的每个部位，混凝土要有良好的流动性及体积稳定性。我们将从混凝土原材料的选择、配合比设计调整以及各种质量保证措施等方面来保证混凝土的浇筑质量。

4、钢管混凝土施工

4.1 总体施工工艺流程

4.2 混凝土输送方法选择

根据钢管柱的高度及浇注量，采用汽车泵或塔吊吊运

4.3 单根钢管柱浇筑流程

本工程每根钢管柱长度5～25m不等，施工时每3米左右为一小节，根据小节分节情况设置振捣操作平台，每根钢管柱具体的浇筑流程图如下所示：

步骤一：基层清理 , 并将混凝土浇筑至底部加劲环环面以上。

步骤二：拆除施工平台一，人爬至平台二并将平台二下爬梯拆除。混凝土浇筑至人所在加劲环环面以上。

步骤三：拆除施工平台二，人爬至平台三将平台三下爬梯拆除。混凝土浇筑至平台三下加劲环环面以上。

步骤四：拆除施工平台三，人爬至平台四将平台四下爬梯拆除。混凝土浇筑至平台四下加劲环环面以上。

步骤五：拆除施工平台四，人爬至平台五。混凝土浇筑至柱顶加劲肋以下。

步骤六：拆除施工平台五，于柱顶安全平台处焊接柱顶加劲肋及盖板，剩余砼浇注至柱顶。

二、钢管混凝土质量保证措施

钢管混凝土柱是由钢管和混凝土共同作用的受力构件，要求混凝土具有很好的填充性能，确保充满钢管内的每个部位，混凝土要有良好的流动性、体积稳定性，加上钢管不像木模板一样有一定的吸水性，所以混凝土还要有良好的保水性能，不得有离析、泌水现象。

采取下列措施确保钢管混凝土的质量：

项目	质量保证措施
原材料的质量控制	控制粗细骨料的级配、粒径、粒形、强度、含泥量、杂质等指标，特别是骨料中的泥块含量，含泥量大不仅影响混凝土的强度，还使混凝土的自身收缩增大，容易产生裂缝。还要控制粗骨料的空隙率，粗骨料的空隙率小不仅可以节约水泥，减少混凝土的自身收缩及混凝土的水化热，还可以提高混凝土的流动性，减少混凝土拌合物的泌水。对进场的原材料严格按规范规定的检验批次进行检验，不合格材料严禁进场。
双掺技术	在混凝土中掺加矿物掺合料不但可以提高混凝土的密实度、强度，还可以改善混凝土的流动性、可泵性，提高混凝土的耐久性。此外加入矿物掺合料还可以降低配合比中的水泥用量，减少混凝土的水化温升，降低混凝土的内外温差，防止出现温度裂缝，同时混凝土单方水泥用量减少使混凝土的自身收缩减小，也可防止裂缝的产生。此外加入掺合料还可以降低拌合物中的C3A的浓度和碱的浓度，减少混凝土拌合物的泌水现象和坍落度损失，抑制混凝土中的碱-骨料反应。
膨胀剂	在混凝土中掺加一定量的膨胀剂来补偿混凝土的自身收缩，以补偿因温差和干缩产生的内应力，还可以降低混凝土的水化热，避免产生冷缝，确保混凝土在钢管中填充密实及和钢管壁之间的粘结。为了防止膨胀剂掺量过大引起过度膨胀，模拟混凝土在钢管中的条件测定不同掺量下混凝土的各项性能及变形值，通过膨胀剂掺量的变化引起混凝土变形的变化来确定一个膨胀剂的最佳掺量。
配合比的优化设计	钢管混凝土要求混凝土拌合物有很好的自密实性能，要平衡混凝土的流动性和抗离析的关系，浆骨比要适当，砂浆量太小，影响混凝土的流动性；砂浆量过大，混凝土的自身收缩大，同时由于粗骨料体积比例小，混凝土的弹性模量降低，混凝土的受压变形增大。
拌合物的质量控制	混凝土倒锥法试验流出时间在8至15秒之间，压力泌水比小于40%。泵送混凝土坍落度200mm±20，非泵送混凝土坍落度
拌合物的质量控制	140mm±20，混凝土的初凝时间不小于8小时，终凝时间不大于12小时，坍落度经时损失1小时小于20mm，2小时小于40mm。
混凝土拌合物生产控制	混凝土搅拌站要严格按配合比进行生产，生产前对搅拌楼的计量设备进行校定，确保原材料的计量准确。高强高流动性混凝土要求有足够的搅拌时间，搅拌时间要求控制在3分钟，确保拌合物搅拌均匀，气温变化及砂石含水率变化时应对施工配合比及时调整，确保入泵混凝土坍落度的稳定，严格控制单方混凝土的用水量，炎热天气时采取相应措施降低混凝土的入模温度，搅拌站及现场应加强对混凝土的抽检力度，不合格混凝土严禁使用。搅拌车在装车前应排除罐体内的洗车水，在运输过程中要保持旋转状态，卸料前高速旋转1分钟，保证混凝土拌和均匀。并保持泵送的连续性。
施工现场的质量控制	现场要合理安排调度混凝土运输车辆及混凝土浇筑的人员，防止混凝土运输车在现场等待时间过长，影响混凝土的质量。确保入模混凝土的坍落度一致。严禁在现场对混凝土拌合物加水。严格执行混凝土进场交货检验制度，由搅拌站人员向现场检验人员逐车交验，交验的内容有：目测混凝土有无泌水离析现象，试验员对每车的坍落度进行取样试验，对于坍落度不符合要求的混凝土严禁使用。混凝土每车必检，检查必须有记录和检查人员签字。
现场拟做样板钢管柱实验	制作典型的钢管柱进行样板柱试验，模拟现场气温及施工条件进行混凝土的泵送施工。来检验混凝土填充的密实度和混凝土的泌水性能等其它性能指标。现场制作标养试件，浇筑28天后先进行超声波检测，然后割开钢管观察混凝土的密实情况，并钻取芯样检测钢管内混凝土的强度。
现场试件制作	严格按照《混凝土结构工程质量验收规范》对每根非节点钢管柱和节点钢管柱浇筑的混凝土制作试件，并做好施工纪录及试件强度试验报告。
混凝土浇筑	混凝土浇筑过程中，前台与后台保持有效沟通，混凝土浇筑及间歇的全部时间不应超过混凝土的初凝时间。同一根钢管柱的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。
现场交通协调	现场要合理安排调度混凝土运输车辆及混凝土浇筑的人员，防止混凝土运输车在现场等待时间过长，影响混凝土的质量。

三、管混凝土的检测

1、检测方法的选择

钢管混凝土浇筑完成并待混凝土达到一定强度后，需要对混凝土的浇筑质量进行检测，一般的检测方法有手敲法和超声波检测法，现将这两种方法选择如下：

方法名称	方法概述	特点
手敲法	小锤敲击管壁，听声判别。	精度不高，人为因素太大，壁厚较大时不易进行。
超声波检测	利用超声波首波声时比较，判别混凝土缺陷。	精度高，但对检测设备和检测过程要求较高。

综上，本工程拟采用超声波检测方法进行钢管混凝土浇筑质量的检测控制。

2、超声波检测原理概述

超声波检测钢管混凝土的基本原理是在钢管外径的一端利用发射换能器产生高频振动，经钢管传向钢管外径另一端的接收能器。超声波在传播过程中遇到由各种缺陷时其能量就会在缺陷处衰减，造成超声波到达接收换能器的声时、幅值、频率的相对变化。根据这些相对变化，对钢管混凝土的质量进行分析判断。

3、钢管混凝土检测现场实施

3.1 检测工作流程

检测工作分两个阶段：一是混凝土初凝后在钢管内部检测；二是混凝土终凝后在钢管外部检测。检测工作流程如下图所示：

钢管混凝土检测流程图

3.2 钢管混凝土检测方法概述

钢管混凝土检测采用内部埋设声测管及外部布设检测点的方法，混凝土浇筑前在钢管内埋设3根测声管，内外检测点均呈等边三角形布置，如下图：

钢管混凝土内外检测点布置图

3.3 钢管混凝土初凝后内部检测

以每两根管为一个测试剖面，对每个剖面进行检测。检测时，在两个测声管内分别放进发射换能器R和接收换能器T，以同样的速度同步移动，每500检测一次，逐点测读声学参数，检测方式以对测为主。

对上述检测可疑部位进行复测，复测时可采用多种方式进行，如下图：

钢管混凝土内部检测示意图

通过跟无缺陷钢管混凝土的波形比较分析，确认混凝土的振捣质量。

3.4 钢管混凝土终凝后外部检测措施

由于混凝土达到设计强度后施工作业面与检测作业面高差达3～5环约30～50米)，所以不宜采取常规检测方法。本工程拟采用超声波自动爬行系统进行钢管混凝土外部检测，该系统各技术指标如下表所示：

项目	技术指标
几何尺寸	385×222×102mm
净重	4.75Kg
附着力	由仪器中的强磁性材料钕铁硼提供
推力	13.6Kg
驱动	4个独立的12V直流电机
爬行轮	用特制的防滑合成橡胶制成
爬行速度	25mm/s
连接电缆	长50米，重6Kg
传感器	用RO-CEE橡胶的干耦合轮子，5MHZ双晶探头
电源	30Ah酸性电池密封胶体包装
工作时间	8小时

3.5 检测工作现场实施要点

项目	实施要点
制作试件	开工制作混凝土浇筑质量良好的钢管混凝土节点模型，包括筒身部位和各种加劲板部位。
超声波实验	在模型上进行超声波检测实验，并记录好实验数据测定在施工可能遇到的各种条件下混凝土内声的波形。
数据分析	分析上述实验数据，得出各种模型内的波形参数。
检测管布置	三根测声管按照等边三角形布置，竖向管与钢管内水平加劲固定，各测声管之间一定要保证平行。
现场检测	先由下至上进行普测，然后对可疑部位进行复测。
数据分析	与前期波形参数进行对比分析，得出结论。