勁性鋼筋混凝土結構柱中的混凝土施工技術

龍紹章 趙紅霞 韓 宇

中國華西企業有限公司 廣東 深圳 518034

1 工程概況

1.1 項目概況

基金大廈位于深圳市福田CBD金融中心區，地下4層，地上42層，總高度208.5 m。

1.2 型鋼混凝土（SRC）柱概況

塔樓區框架柱主要為16根圓柱（圖1），其中型鋼混凝土（SRC）圓管柱位于塔樓區地下1層至地上4層（標高－6.10～16.75 m）。SRC柱截面2 100 mm，鋼管外徑1 400 mm，壁厚80 mm，其中鋼管外包厚350 mm鋼筋混凝土C60，管內為C60混凝土。鋼管柱中設計有水平加勁內隔環板，間距約1 000 mm，內隔環板中心直徑600 mm，環板上預留了4個φ35 mm排氣孔（圖2）。

圖1 塔樓區SRC柱分布

圖2 圓管鋼柱剖面

裙房區鋼結構主要為18根外包混凝土的箱型鋼柱（圖3），柱外徑截面尺寸700 mm×700 mm，壁厚50 mm。柱外包厚150 mm鋼筋混凝土C60，柱內為C60混凝土。

圖3 裙房區鋼柱分布

2 難點分析

因鋼骨內外均需灌實混凝土，塔樓區SRC柱內隔環板寬400～600 mm，縱向間距較小，同時裙樓SRC柱外包混凝土厚度為150 mm、塔樓SRC柱外包厚度為350 mm，且柱外縱筋及箍筋綁扎密集，空間較小，混凝土澆筑難度大。為保證混凝土施工質量及混凝土強度，結合本工程設計特點，鋼管柱內采用C60微膨脹自密實混凝土施工，保證灌入混凝土的密實度，鋼管柱外采用C60普通混凝土。

3 SRC柱混凝土施工

3.1 自密實混凝土配比

3.1.1 確定自密實混凝土配合比

SRC柱混凝土采用自密實混凝土，混凝土坍落度一般為（240±20） mm，混凝土擴展度不小于650 mm，保證流動性能，使混凝土可以充盈到柱內各個角落，利用水平加勁板上的排氣孔排出空氣，使板下的柱角容易充滿混凝土，并摻入適量膨脹劑，從而消除凝結硬化過程中產生的收縮，使鋼管與混凝土的結合更密實。試驗前經攪拌站試配，初步確定C60自密實混凝土配合比如下：采用中材亨達P.O 52.5水泥；采用9%左右深圳媽灣產的F類Ⅱ級粉煤灰；就近取用當地碎石，最大公稱直徑不大于18 mm，連續級配，含泥量不大于1.0%；采用就近的惠州產地Ⅱ級區中砂，滿足C60混凝土配制性能，含泥量控制在2.0%以內；采用深圳五山產的高效緩凝型減水劑，與水泥相容性良好；采用HEA微膨脹劑，摻量6%。其中，水泥∶砂∶石子∶水∶外加劑∶粉煤灰∶礦粉=1∶1.55∶1.55∶0.31∶0.02∶0.122∶0.268 3，且配制的混凝土強度，一般不應低于設計強度的1.15倍。

3.1.2 配比前準備工作

1）確定配比后，應在澆筑前，給混凝土廠家預留充分的時間準備原材料，以滿足澆筑供應需求。

2）按配比配制的SRC柱內微膨脹混凝土，對于超高層結構施工，除滿足基本強度要求外，值得關注的是混凝土坍落度的設計，坍落度需控制在220～260 mm間，擴展度不小于650 mm，混凝土配合比及坍落度選擇根據試驗試配確定，施工前報監理、業主確認。自密實混凝土進場后需進行現場坍落度及擴展度檢測。

3）施工方及監理方，應派專人全程監督混凝土攪拌廠投料全過程，以配制成與模擬試驗配比一致的混凝土。

4）澆筑前，SRC柱內部積水和垃圾應清理干凈，經監理驗收合格后方可澆筑。

5）混凝土進場時，坍落度、擴展度等指標檢測合格后方可澆筑，有條件的尚應準備混凝土填充性能檢測工具。

3.2 澆筑方法

鋼骨內外均需灌實混凝土，應按鋼柱分節高度，待鋼結構焊接等檢測合格后，首先完成鋼柱內混凝土澆筑，然后進行柱外鋼筋綁扎、支模，澆筑外包的鋼筋混凝土。

3.2.1 柱內混凝土澆筑

SRC柱混凝土采用固定料斗高位卸料方式，自由傾落高度應結合分節柱體高度，一般不大于3 m，并采取可靠的排氣措施。施工中采取如下澆筑方法：采用塔吊吊起料斗，向SRC柱柱中已固定好的漏斗中加入混凝土，料斗下口接長卸料管串筒，串筒應按SRC柱內隔板內徑合理選擇，串筒直徑應小于內徑100～200 mm，以便混凝土下落時管內空氣能夠排出。安裝料斗時，料斗孔徑對準SRC柱柱中心，以確保混凝土順利通過內隔板。混凝土應分層澆筑、分層下料、分層振搗（輔助微幅振搗）、逐層停歇，沉實復振后，再澆上一層混凝土，分層厚度400～500 mm。混凝土必須控制在初凝時間前入柱，澆灌管內混凝土作業時應連續進行，中間不留施工縫，當有不可避免的間歇時間時，應嚴格控制間歇時間不得超過混凝土初凝時間，應提前編制澆筑時間計劃。在節點板上、下30 cm范圍內微幅振動，時間以無氣泡泛出、混凝土面不再明顯下降為準。管內混凝土澆筑應密實，無脫粘、離析現象。分段澆筑的混凝土，應在距鋼管上口連接部位以下的500 mm處停止澆筑，以免焊接高溫影響混凝土質量。

3.2.2 柱外包混凝土澆筑

鋼管柱外包混凝土澆筑采取塔吊吊運料斗，出料口加溜槽的方法，本項目首層挑空高度達18 m，故需分節澆筑混凝土，每節澆筑高度控制在3 m以內，直至澆筑至樓層設計標高處。在有梁柱樓層，鋼管外包混凝土先澆筑至梁底下100 mm處，停歇2 h后再進行梁高范圍的柱混凝土澆筑施工，以防已澆筑混凝土收縮造成梁柱節點處沉降影響。

3.3 混凝土養護

柱內混凝土采用管內灌水養護，柱外混凝土采用塑料薄膜包裹養護。

4 SRC柱C60混凝土檢測

4.1 檢測方式

SRC柱內混凝土質量采用超聲波法進行檢測，SRC柱外包混凝土采用結構實體回彈檢測。其超聲波檢測由業主委托的第三方檢測單位進行。

4.2 超聲波檢測

4.2.1 檢測準備

各段聲測管宜用外加套管連接或為滿焊焊接接長。每根SRC柱內均需埋設聲測管，在混凝土澆筑前，于內隔板內側埋設，圓柱內均勻分布埋設3根、方柱內按對角線埋設2根聲測管。聲測管應與SRC柱焊接牢固，固定間距不超過2 m。管的埋設深度與柱底齊平，管底部50 mm處用端頭板封死底管，管的上端應高于SRC柱柱頂表面300～500 mm，同一根柱的聲測管外露高度應相同。聲測管上端做好套頭封堵措施，防止混凝土進入管內引起堵塞。

4.2.2 檢測方法

本工程SRC柱內檢測數量，按專家論證的方案指導意見執行，本工程對所有鋼管柱全數檢查，每根柱每完成一層，均做超聲波檢測，檢測由具備檢測資質的第三方進行。SRC柱混凝土檢測時間宜在澆筑完成后7 d左右，即推算混凝土強度達到設計強度75%（即45 MPa）以上時進行檢測。

在檢測工作完成后，應將測管采用高一強度等級的微膨脹細石混凝土封堵灌實，確保聲測管內灌實水泥漿，保證密實度。

4.3 混凝土強度評定

鋼柱內混凝土，按每層每柱留置1組標養試塊，鋼柱外包混凝土按澆筑方量留置試塊，作為混凝土評定依據。

5 結語

通過本工程實踐，SRC柱混凝土施工質量良好，從相關檢測部門的檢測結果可知，質量均能達到設計要求，驗證了調配的自密實混凝土施工的可靠性。