鋼管柱施工過程中超緩凝混凝土強度及時間控制

康曉平+施雄元

摘 要：鋼管柱施工過程中常采用超緩凝混凝土。在施工過程中，能夠有效的控制超緩凝混凝土的凝固和強度產生時間，能很好的控制鋼管柱施工的工序銜接，提高施工功效。本文結合工程實踐，探討了城市軌道交通鋼管柱施工過程中的超緩凝混凝土強度控制，并針對超緩凝混凝土強度的產生，提出對超緩凝混凝土強度控制的辦法。

關鍵詞：鋼管柱施工；超緩凝混凝土；時間控制

中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0107-02

1 工程概況和特點

1.1 工程概況

深圳市城市軌道交通2號線三期工程主體工程2131標段正線長約3.82km（右線計），全線地下穿越，線路由新秀站站后折返線（2號線二期）末端引入，下穿貓窩山、羅沙公路、塘排山后右轉向國威路下敷設至設計終點蓮塘站，與8號線一期相接。

蓮塘口岸站為深圳市城市軌道交通2號線三期工程的第一個車站，車站設于羅沙路與延芳路交匯處，本站周邊小區分布有：北側的廣嶺家園，西南側的西嶺花園及曦龍山莊，東側四季御園、蘭亭國際。車站西南角為貓窩山，東北角為塘排山，東南側為武警六支隊軍事儲備用地。站跨羅沙路，車站呈南北方向設置，車站2號風亭和D出入口設于南側貓窩山坡腳處，1號風亭和C出入口設于北側貓窩山坡腳處。

車站南側、北側部分采用明挖法施工，跨羅沙路段采用蓋挖逆作法施工。蓋挖逆作車站的主體結構中立柱采用鋼管柱，為保證施工質量，鋼管柱采用液壓插管機進行施工，其下抗拔樁采用超緩凝混凝土澆筑。鋼管柱鋼管最大長度30m，直徑0.8m，連工具鋼管總重30t，鋼管插入混凝土面3m，通過栓釘與混凝土連接。

1.2 工藝流程和特點

鋼管柱施工工藝流程：鋼管柱及其下抗拔樁鉆孔→抗拔樁鋼筋籠安裝→超緩凝混凝土澆筑→液壓插管機就位→鋼管柱鋼管安裝→鋼管柱鋼管固定→鋼管柱鋼筋籠安裝→鋼管柱混凝土澆筑。

在鋼管柱施工過程中，抗拔樁的混凝土施工和鋼管柱鋼管的安裝是鋼管柱施工的關鍵點。抗拔樁混凝土提前凝固則鋼管柱鋼管無法插入混凝土中與抗拔樁結合成整體，鋼管柱鋼管安裝質量不能保證，則鋼管柱的質量無法保證。因此鋼管柱下抗拔樁混凝土在使用液壓插管機的情況下必須使用超緩凝混凝土。

在鋼管柱施工過程中使用超緩凝混凝土澆筑鋼管柱下抗拔樁，有利于鋼管柱鋼管插入與鋼管垂直度、位置的調節。超緩凝混凝土對鋼管柱施工質量保證有極重要的作用。

2 超混凝混凝土性能分析

超緩凝混凝土是一種特殊的混凝土。其生產過程是在攪拌過程中摻和外加劑，達到延遲混凝土初凝時間的作用。在施工過程中，這種新型的混凝土能夠在很長的時間內保持塑性，適用于一些有特殊要求的環境，增加混凝土的使用的寬度和廣度。超緩凝混凝土主要通過緩凝劑的添加達到緩凝效果，混凝土初凝時間超24小時，能很好的保證施工過程中在澆筑混凝土后的施工工序銜接。

鋼管柱鋼管總重30t，鋼管插入混凝土面3m。

按照一般混凝土的初凝和齡期強度，混凝土的強度在21℃時在凝結后1天強度達到設計強度的10%，而后強度逐步增大，3天時達到50%，7天時達到70%，最后齡期在28天時達到100%。超緩凝混凝土設計緩凝時間為48小時，其初凝并產生強度時間必然不小于24小時，能滿足施工條件。

3 試驗

為了解超緩凝混凝土在鋼管柱施工過程中對施工條件的影響。特別設計一組實驗，分析混凝土的初凝時間對鋼管柱施工的影響。

鋼管柱下抗拔樁混凝土為C35P12超緩凝混凝土，塌落度220mm，緩凝時間48小時；一般混凝土為C35P12水下混凝土，塌落度220mm，初凝時間6～8小時。C35混凝土的配比如表1。

根據以上混凝土配比進行施工，在施工過程中按要求把混凝土做成試塊。在凝結后每過12小時檢查其強度。得到結果如表2、圖1。

根據實驗結果，得到以下結論：（1）超緩凝混凝土的初凝時間遠超一般混凝土，其初凝時間為24小時；（2）超緩凝混凝土的初凝時間長，有效地為鋼管柱施工工序提供了有利條件；（3）初凝時間為48小時的超緩凝混凝土其初凝為24小時，并開始產生強度；（4）對于鋼管柱施工工藝流程，超緩凝混凝土初凝時間在48小時可以保證鋼管柱施工的質量和作業功效；（5）超緩凝混凝土的使用，需要考慮其混凝土施工是否與后續的工序相關，以保證施工質量和效果。（6）超緩凝混凝土在24小時前處于可塑狀態，在24小時后其強度快速增長，與一般混凝土強度基本一致。

4 控制措施

通過對施工中一般混凝土和超緩凝混凝土齡期強度的測量和分析，發現超緩凝混凝土的緩凝時間受到添加緩凝劑的影響，在攪拌時添加的緩凝劑比例較多時，混凝土的初凝時間將延長。施工過程的超緩凝混凝土施工措施如下：（1）超緩凝混凝土施工時應嚴格控制緩凝時間，保證初凝時間在48小時以上（2）超緩凝混凝土施工后，應該抓緊時間進行后續工序的施工，保持工序銜接的緊密；（3）由于超緩凝混凝土在施工后24小時就開始凝固并產生強度，在完成鋼管柱鋼管施工后應保持隔離，不能對鋼管柱鋼管及連接設備進行移動，以防鋼管柱鋼管的偏移，難以修補。（4）完成鋼管柱鋼管安裝后，在混凝土產生強度時，應該盡早固定鋼管柱鋼管，保證其垂直度。

5 結語

通過對鋼管柱下抗拔樁超緩凝混凝土的分析和比較，并與實際現象進行對比，可以得到以下結論：

（1）在采用液壓插管機以及其他混凝土澆筑后按照鋼管柱鋼管施工工藝時，采用超緩凝混凝土可以有效保證鋼管柱鋼管安裝質量，其緩凝時間應該根據現場實際情況進行調整。

（2）超緩凝混凝土在澆筑后大大延緩初凝時間，保證施工質量，同時在凝結后強度增加情況與普通混凝土相似。其強度的增加速率保證了鋼管柱施工后插管機轉移的時間，保證工序銜接有效且快速。

（3）超緩凝混凝土的使用提高了混凝土施工的深度和廣度，為混凝土施工與其他結構施工的銜接提供了有力的支持。

參考文獻

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