鋼管混凝土組合柱施工質量保障措施

孫源興，高常杰

（1. 威海市鴻安建筑集團有限公司，山東 威海 264200；2. 威海建設集團股份有限公司，山東 威海 264200）

鋼管混凝土組合柱是指由截面中部鋼管混凝土和鋼管外鋼筋混凝土同時澆筑疊合而成的柱子。近年來鋼管混凝土結構在我國逐步得到推廣，鋼管混凝土具有強度高、重量輕、塑性好、耐疲勞、耐沖擊等優點。

1 情況簡介

某商廈工程外框筒采用鋼管混凝土組合柱方式。自地下一層起，共 88 根，鋼管采用無縫鋼管，非定尺加工，現場提供的鋼管長度為 8～12m，一層至六層層高5.1m、七層以上層高 3.9m。

本工程具有如下特點：（1）鋼管混凝土組合柱單根吊裝鋼管長度 8～12m，且不定尺。按成本控制要求，必須按出廠尺寸整根吊裝。吊裝精度要求高，立柱水平中心線允許偏差僅為 5mm。立柱垂直度，允許偏差長度的 1/1000，且不大于 15mm。（2）工期緊：此工序在關鍵線路上，其吊裝速率直接影響到總工期的完成時間。（3）鋼管內混凝土澆筑質量要求高：包括振搗密實度、管內外澆筑高度等都是施工質量控制的重點難點。因此，組合柱作為結構主要傳力和受力構件，必須加強控制。

2 影響質量的主要因素分析

影響組合柱的質量因素很多，如技術交底不詳細、測量放線責任未落實、圍焊前過程檢查不全面、現場管理人員不細心疏漏檢查點、檢測儀器精度不夠、混凝土坍落度過大、澆筑混凝土時引起鋼柱偏移、對垂直度偏差后果的認識不足等等，都是引起質量不足的隱患。

但結合本工程特點，最主要需要克服的因素在以下幾點：

（1）鋼管直徑過細，混凝土拋落容易掛壁，達不到自密實。因為采用高位拋落法，從鋼管上口進行混凝土澆筑，就會有此問題的出現。如何確保混凝土密實度，是施工的難點。

（2）根據混凝土澆筑量，估計混凝土澆筑標高不準確。對于鋼管內混凝土的澆筑標高應嚴格控制，確保內外混凝土同時澆筑，必須明確檢查方法，并制定有效的控制手段。

（3）利用塔吊臨時固定，晃動大、不平穩，圍焊時，保證不了垂直度，占用塔吊時間長。并且由于時間緊，焊接過快，無法保證焊接質量，保證不了垂直度。

3 質量保障措施

3.1 改變鋼管柱圍焊前臨時固定方法

由于圍焊前利用塔吊臨時固定鋼管，造成鋼柱吊裝工序施工時間由預計的 8 小時變成 16 小時，嚴重影響總工期目標的實現。必須改良施工工藝，提高塔吊的利用效率。為此，在吊裝時利用特制卡具，來提高塔吊的利用效率。

鋼管的吊裝及臨時就位卡具，為保證鋼管柱接高的質量和速度，采取下述接高連接方式制作專用卡具，用螺栓調整垂直度。

制作卡具時需要特別注意：上下環板內圓一定要機加工至鋼管直徑寬度，然后再切割成兩個半圓環；連接板之間一定要預留 4mm 的間隙，以保證圓環與鋼管柱用螺栓能完全緊固；上下環板的螺栓孔必須一致，保證螺栓上下貫通且垂直，才能調整垂直度。卡具的制作與應用見圖 1。

廣東省東江分水方案劃定東江水資源開發利用紅線不得突破106.64億m3，與現狀用水相比增量空間小。東江分水實施后，流域各市根據所分配的水量及水質要求，以供定需，量水定產，紛紛限制高耗水和高污染產業，調整產業結構，加強節水工作。通過分水促進各地經濟轉型升級、合理布局產業，東江流域用水量連年上升的勢頭得到遏制，初步實現了水資源可持續利用。

圖1 卡具制作與應用

采用此固定卡具的施工方法，卡具臨時固定，垂直度初步調整完畢后，塔吊可以摘鉤，吊裝另一根鋼管，垂直度、水平位移微調、鋼管焊接工作完全不需要塔吊輔助即可進行，從而節省鋼管施工中塔吊的使用時間，也提高了本工序的流水速度，從根本上解決了工期和施工質量的矛盾。

3.2 改良鋼管內混凝土澆筑方法

為確保混凝土澆筑質量，須改良鋼管內混凝土澆筑方法。通過調研、收集大量的相關資料，總結出四種方法，并進行對比分析，詳見表 1。

表1 鋼管混凝土澆筑的方法

經綜合論證，采用第四種方法——側壁開孔手工振搗的方法。

管內混凝土澆筑采用側壁開孔手工振搗的方法，在每層層高+1m 處開設 (10×20)cm 混凝土澆筑口，并在此澆筑口插振搗棒振搗密實。

當該層混凝土澆筑完畢后，將原澆筑孔切割下來的鋼板采用二氧化碳保護焊的方式將該澆筑孔封堵，并進行探傷試驗，保證滿足二級焊縫的要求。

采用鋼管側壁開孔澆筑混凝土的方法，從根本上解決了混凝土澆筑質量。

3.3 制定有效的控制混凝土標高的方法

根據設計要求，本工程組合柱內外混凝土同時澆注。

通過這種簡潔、有效的控制方式使鋼管內外混凝土澆筑標高一致得以實現。

圖2 混凝土澆筑示意圖

4 結語

通過一系列的針對性工作，有效控制了鋼管混凝土組合柱施工的質量問題。經對組合柱進行了檢查，質量合格率達到 97% 以上。通過工藝的改進，節省大量焊接和內襯管費用；普通混凝土代替自密實混凝土，取得了良好的經濟效益，且減少了鋼管接高時占用塔吊及框架柱鋼筋綁扎的時間，提高了施工速度。