淺談鋼管混凝土柱的施工質量控制要點

黃應生

【摘要】本文詳盡的講述了鋼管混凝土柱的應用領域、施工工藝流程、施工質量控制方法及控制要點。通過以上信息完整全面的反應了鋼管混凝土柱施工的全過程，為同類工程施工提供一些借鑒。

【關鍵詞】工藝流程；控制方法；控制要點；鋼管柱制作；吊裝；焊接；檢測；混凝土澆筑

一、鋼管混凝土柱在建筑工程中的應用領域

隨著我國經濟社會的發展，建筑行業日新月異，各種新材料、新工藝、新工法的成功應用，對建筑結構的安全性、可靠性也提出了更高的要求。在高層建筑中鋼管混凝土柱的優越性愈來愈突出.可以節約大量混凝土和鋼材，可以降低柱子造價，增加了有效使用面積，縮短工期，獲得很大的經濟效益。它具有良好的受力性能和施工性能，鋼管混凝土柱的應用在日常生活中越來越廣泛。

那么鋼管混凝土柱在施工質量控制方面應注意那些問題呢？下面筆者就鋼管混凝土柱施工質量控制談談自已的看法，也借此與同行業的同仁們一起討論、交流與學習。

二、鋼管混凝土柱施工工藝流程：

鋼管柱制作工藝流程

施工圖→原材料復檢→鋼板號料→自動切割下料→鋼板坡口加工→鋼板卷制→二氧化碳氣體保護焊打底焊→碳弧氣刨清根→焊鋼管直焊縫→超聲波探傷檢驗→校正→鋼管對接、拼裝→焊鋼管環焊縫→超聲波探傷檢驗→焊內襯環、耳板→除銹、涂裝→檢驗合格出廠。

鋼管柱安裝工藝流程

施工圖→鋼管檢驗→柱軸線測量、放線→鋼管柱吊裝→鋼管柱焊接→焊縫檢測合格→樓層梁板模板安裝→樓層梁板鋼筋安裝→鋼管柱混凝土澆筑→樓層樓板結構施工→下一節鋼管柱吊裝。

三、鋼管混凝土柱施工質量控制方法及控制要點

1、鋼管柱制作

1）放樣、號料應根據工藝要求預留制作和安裝的焊接收縮量；制作時切割、刨邊和銑平等加工余量。

2）鋼管卷制：卷管方面應與鋼板壓延方向一致。在卷板過程中，應注意保證管端平面與管軸線嚴格垂直。卷壓鋼板時，考慮到一次變形量不能太大，應及時調整上滾間隙。鋼管卷制后應在管端打上十字軸線并作標記。

3）在鋼管卷制過程中，由于設備和材料的條件限制，需要進行對接，組對在托架上操作，托架構造。對接時應嚴格保持焊后管肢平直。焊接時，除控制幾何尺寸外，還應控制焊接變形，焊接宜采用分段反向順序，分段施焊應保證對稱，并預留對接間隙，以抵消收縮變形。

4）鋼管柱制作焊接縱、環焊縫均采用CO2氣體保護焊打底，清根后自動埋弧焊焊接。全自動焊接中心操作示意。施焊前應清除焊絲上的油污和鐵銹，對焊劑進行烘焙至350℃～400℃，保溫2h。焊縫兩端設置引弧板和引出板。焊接完畢后，應采用氣割切除引弧和引出板，并修磨平整，不得用錘擊落。

2、鋼管柱安裝

1）鋼柱起吊前應地管端焊接區域打磨除銹，定出柱軸線與水平標高標記。鋼管對接時，在對接處設置調節螺桿校正柱的垂直度，在x、y軸向架設2臺經緯儀，測出柱底偏差，調整調節絲桿，使柱頂標記與柱底十字線重合，焊接環焊縫，卸去卡板，對柱身垂直度進行復測，并做好記錄，以便下節柱安裝調整，防止出現累積誤差。

2）鋼管柱的現場焊接形式為水平焊，施焊前焊條需烘焙，并保溫2小時后方可使用。施焊時焊條應放在電熱保溫筒內，隨用隨取。焊接采用分段分向順序，分段施焊保持對稱，防止焊接變形影響安裝精度。安裝后焊縫要求進行超聲波探傷檢測。

3、鋼管內混凝土澆灌

1）管內混凝土澆灌有三種方法：泵送頂升澆灌法；立式手工澆搗法；立式高位拋落無振搗法。泵送頂升澆灌需連續進行，中斷時間太久會給繼續泵送頂升澆灌造成很大困難，甚至無法繼續澆筑，因此通常采用吊斗卸料、人工振搗相結合的方法，但要根據到現場的混凝土坍落度適時調整搗捧，振搗方法為快插慢拔。一次澆灌高度不宜大于2m，振搗時間不少于30s，插入點沿管平面呈三角形分布，距管壁150m。

2）當混凝土澆灌到鋼管頂端時，可以使混凝土稍為溢出，防止柱頭砂漿層過厚。

3）管內混凝土的澆灌質量，可用敲擊鋼管的方法進行初步檢查，如有異常，則應用超聲波檢測。對不密實的部位，應采用鉆孔壓漿法進行補強，然而將鉆孔補焊封固。

4）配制高性能鋼管柱芯混凝土時，所用普通硅酸鹽水泥量控制在400-500kg/m3，水泥與摻合料的總量不宜超過500kg/m3，為確保密芯填充密實和滿足工程施工、強度設計要求，控制粉煤灰摻量不超過膠凝材料總量的20%。如果現場采用吊斗施工，選擇砂率在34-36%。

鋼管混凝土采用塔吊吊運加人工振搗的施工方法：

塔吊將載有混凝土的料斗吊運至鋼管柱上方，鋼管柱上口采用鋼漏斗接料并采用導管輔助澆筑。

13、鋼管柱安裝質量保證措施

1） 軸線誤差保證措施：在起吊重物時，宜使鋼結構本體會產生水平晃動，此時應盡量停止放線。為防止陽光對鋼結構照射產生偏差，放線工作要安排在早晨與傍晚進行。鋼尺要統一，使用時要進行溫度、拉力校正。

2） 標高誤差控制措施： 標高調整采用墊片或地腳螺栓。由于土建和制作的累計誤差都集中在吊裝工作上，為控制結構標高，在鋼結構加工時，定位支座高度可做負偏差，標高可用插片進行調整。

3）焊接的保證措施：為減少焊縫中擴散氫含量，防止冷裂和熱影響區延遲裂紋的產生，在坡口的尖部均采用超低氫型焊條打底，然后用低氫型焊條或氣體保護焊絲做填充。

4）焊接前，對母材焊道中心線兩側各2倍板厚的區域內進行超聲波探傷檢查。母材中不得有裂紋、夾層及分層等缺陷存在；嚴格控制焊接順序，盡量減少垂直于板面方向上的約束。

四、 結論與建議

通過鋼管混凝土柱施工流程全面詳細的論述了鋼管混凝土柱是在施工過程中的控制方法及控制要點，鋼管混凝土柱施工還應注意以下幾個方面的問題：

1、鋼管柱焊接施工前要做好以下幾方面工作：焊接變形，焊接處有裂紋、焊瘤、氣孔、夾渣、咬邊弧坑、未焊滿等。

2、鋼管混凝土柱施工過程中常見的質量問題： 鋼管壁與混凝土之間有空洞、柱軸線偏差。

3、鋼管混凝土柱施工質量檢測包含焊縫超聲波探傷檢測，柱混凝土完整性超聲波檢測。

參考文獻

[1] 《鋼管混凝土工程施工質量驗收規范》 GB50628-2010

[2]《高層建筑鋼-混凝土混合結構技術規程》 CECS 230-2008

[3]《鋼管混凝土結構技術規程》 CECS 28-2012

[4]《鋼結構工程施工質量驗收規范》 GB50205-2001

[5]《鋼結構焊接標準》 GB50661-2011

[6]《鋼結構施工及驗收規范》 GB50205-2001

[7]混凝土結構工程施工規范 GB50666—2011

[8] 廣州市建筑總公司， 建筑施工工藝標準，中國建筑工業出版，1995年2008