談鋼管混凝土柱試驗(yàn)段在超高層建筑中應(yīng)用

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1、談鋼管混凝土柱試驗(yàn)段在超高層建筑中應(yīng)用　　摘要：鋼管混凝土柱具有承載能力高、抗震能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在現(xiàn)代高層建筑建設(shè)中應(yīng)用得越來(lái)越廣泛，但對(duì)實(shí)際完成工程鋼管混凝土柱的混凝土質(zhì)量檢測(cè)方法及準(zhǔn)確性有限。本文以天府國(guó)際金融中心項(xiàng)目為例，對(duì)鋼管混凝土柱檢測(cè)方式的選擇、實(shí)驗(yàn)段的實(shí)施方案及實(shí)施過(guò)程進(jìn)行了敘述，分析借助試驗(yàn)段來(lái)確定混凝土配合比、澆筑工藝及構(gòu)造措施等的實(shí)際意義，以供相關(guān)工程人員參考。關(guān)鍵詞：鋼管混凝土柱；試驗(yàn)段；檢測(cè)；超高層建筑中圖分類(lèi)號(hào)：TU375文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1.工程概況7天府國(guó)際金融中心

2、項(xiàng)目由兩棟塔樓和大底盤(pán)地下室組成。兩棟塔樓均無(wú)裙樓，總高度均為202.275m，屬超高層建筑。塔樓1單元為公寓樓，平面呈近似橢圓形，地上58層，地下3層，采用由鋼管混凝土柱-鋼梁-鋼筋混凝土核心筒-伸臂桁架-腰桁架組成的混合結(jié)構(gòu)體系；塔樓2單元為辦公樓，平面呈近似橢圓形，地上48層，地下3層，采用由鋼管混凝土柱-鋼梁-鋼筋混凝土核心筒組成的混凝土結(jié)構(gòu)體系。鋼管混凝土柱采用C60~C30混凝土，直徑為1150mm逐漸變徑至工程頂部為600mm，辦公單元共16根，公寓單元共22根，如圖1，鋼管內(nèi)設(shè)環(huán)板。

3、因塔樓單層建筑面積小，為盡量保證室內(nèi)使用空間及美觀性，將靠外環(huán)梁設(shè)置的空調(diào)主機(jī)冷凝水管暗埋于鋼管混凝土柱的鋼管內(nèi)，增大了混凝土的澆筑難度。圖1公寓單元平面示意圖2鋼管混凝土柱實(shí)驗(yàn)段試件示意2.工程疑問(wèn)及實(shí)施方案分析天府國(guó)際金融中心項(xiàng)目為超高層建筑，建筑外觀沿豎向中部大，上下小，呈流線形紡錘狀，外形高聳挺拔，高寬比達(dá)6.10，在進(jìn)行鋼管混凝土柱施工前期論證時(shí)，存在以下幾個(gè)疑問(wèn)：從投資與安全綜合考慮，采用普通混凝土、微膨脹混凝土或自密實(shí)混凝土哪種更為經(jīng)濟(jì)合理？如何判定鋼管混凝土柱的澆筑質(zhì)量以確保結(jié)構(gòu)安全

4、可靠，如：鋼管壁及橫隔板等與混凝土的密貼情況？鋼管內(nèi)冷凝水管預(yù)埋是否有效及施工是否合理?目前對(duì)于鋼管混凝土柱在實(shí)際完成工程中的檢測(cè)方式大多采用管筒外以硬物敲擊管壁，聽(tīng)其音辨別是否有空洞，或采用對(duì)穿式超聲波檢測(cè)，即在鋼管壁與混凝土膠結(jié)良好的前提下依據(jù)《超聲波檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》（CECS721：2000）的要求對(duì)主體結(jié)構(gòu)鋼管混凝土柱采用徑向、斜向?qū)y(cè)的方法進(jìn)行檢測(cè)，如濟(jì)南綠地普利門(mén)項(xiàng)目、廣州新電視塔等項(xiàng)目。經(jīng)工程實(shí)施情況調(diào)查，大部分工程僅對(duì)實(shí)際完成工程的鋼管混凝土進(jìn)行了外部敲擊檢測(cè)，少數(shù)采用了超聲

5、波檢測(cè)，但其檢測(cè)的結(jié)果并沒(méi)有嚴(yán)格的判定點(diǎn)，而基本憑經(jīng)驗(yàn)判定優(yōu)劣，準(zhǔn)確性不高。鋼管混凝土柱一旦發(fā)現(xiàn)空洞等質(zhì)量問(wèn)題，一般無(wú)法局部整改，只能將柱完全破除，對(duì)工期及投資造成較大不利影響。綜合考慮以上因素，我們決定天府國(guó)際金融中心項(xiàng)目采用1：1鋼管混凝土柱實(shí)驗(yàn)段模擬實(shí)際施工工況，待混凝土臨期達(dá)60天，混凝土收縮大部分完成后，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼板及混凝土剖切，進(jìn)行外觀檢查及混凝土取芯檢測(cè)，以達(dá)到以下目的：2.1驗(yàn)證混凝土澆筑的密實(shí)度及收縮性，考察混凝土與鋼管內(nèi)壁接觸面是否嚴(yán)密，考察管內(nèi)橫隔板下混凝土澆筑后是否存有空隙；2

6、.2確定混凝土配合比、外加劑品種及摻量；2.3驗(yàn)證混凝土澆筑工藝；2.4確定管內(nèi)冷凝水管的預(yù)埋方式。鋼管混凝土柱實(shí)驗(yàn)段按壁厚16mm，外徑1150，總高度9900mm，管柱高度范圍內(nèi)分布環(huán)板、內(nèi)襯板、現(xiàn)場(chǎng)坡口、吊耳板以及內(nèi)置冷凝水管，見(jiàn)圖2。3.實(shí)驗(yàn)段的實(shí)施過(guò)程3.1管柱的制作及安裝79.9m長(zhǎng)鋼管柱分按1.2m及8.7m兩節(jié)在鋼結(jié)構(gòu)工廠制作，運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)。第一節(jié)管柱安裝在地腳基礎(chǔ)上并檢查垂直度；第二節(jié)管柱與第一節(jié)管柱對(duì)接并檢查垂直度，注意冷凝水管的對(duì)接保持5mm間隙和同心度錯(cuò)邊，對(duì)接焊縫焊接完成；管

7、柱外圍按規(guī)范搭設(shè)雙排腳手架：鋼管腳手架的鋼管采用Φ48mm×3.0mm，腳手架立桿橫距1m，縱距1.5m,步距1.5m，腳手架外立桿范圍內(nèi)全跨設(shè)置豎向剪刀撐，雙排腳手架上下按規(guī)范設(shè)置兩道腳手板，腳手架總高度高出圓柱頂部1.5m，并在腳手架外圍設(shè)置一圈維護(hù)安全網(wǎng)，腳手架外圍按60º設(shè)置4根φ12攬風(fēng)繩，其鋼筋地龍預(yù)埋于混凝土錨體600mm×600mm×1200mm中。3.2混凝土的澆筑商品混凝土公司針對(duì)天府國(guó)際金融中心項(xiàng)目工程情況，通過(guò)對(duì)外加劑、凝膠材料和粗細(xì)骨料的優(yōu)選，選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿﹣?lái)控

8、制坍落度損失，減少混凝土離析，增強(qiáng)混凝土的流動(dòng)性、穩(wěn)定性，通過(guò)級(jí)配改善材料的勻質(zhì)性，優(yōu)化配合比，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)室大量試配，以檢測(cè)外加劑與水泥等各種材料的相容性，摻量的最合理比例，配置出具有塑性黏度，骨料懸于水泥漿中，不出現(xiàn)離析和泌水，并能自流密實(shí)的混凝土。另外，再對(duì)配合比進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，配置出微膨脹混7凝土。為對(duì)比不同混凝土在鋼管柱內(nèi)的實(shí)際表現(xiàn)，確定試驗(yàn)段的澆筑混凝土分三段，每段3.3m澆筑，且每段采用不同的配合比，第一段為一號(hào)配合比混凝土（自密實(shí)混凝土），中段為二號(hào)配合比混