钢管柱柱芯混凝土顶升施工工法

钢管柱柱芯混凝土顶升施工工法

钢管混凝土柱柱芯混凝土顶升施工工艺是利用混凝土输送泵的泵送压力将自密实混凝土从钢管柱底部灌入，直至注满整根钢管柱的一种混凝土免振捣施工方法。通过工程施工实践，总结形成本工法。

1 特点

1.1 本工艺能一次性将钢管混凝土柱内的混凝土顶升至所需高度，可减少工序环节，降低劳动强度，加快施工进度。

1.2 本工艺与高位抛落免振捣法相比，可有效避免钢管柱内混凝土不密实、离析等缺陷，确保混凝土质量符合设计要求。

2 适用范围

本工法适用于混凝土强度等级C50以下、顶升高度35m以下、直径Φ800以下钢管柱的泵送顶升。

3 工艺原理

在钢管混凝土柱底部适当位置开孔并焊接带单向阀的混凝土输送管，利用混凝土泵的压力将自密实混凝土自下而上挤压顶升灌入钢管内，直至注满整根钢管混凝土柱。

4 工艺流程

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制作单向阀及截止阀

是 柱底部开孔、焊接单向阀 单向阀后连接截止阀 及混凝土输送管 试配自密实混凝土 凝土全部运至现场 全部运至现场 浇筑单根钢管柱的混

现场混凝土坍落度及 坍落扩展度的检测 混凝土试块制作 顶升自密实混凝土 浇筑结束。混凝土泵进行回抽，判断单向阀是否关闭 是 拆除混凝土输送管及截止阀 否 关闭截止阀，拆除截止阀后靠近混凝土泵端的输送管 混凝土养护，7天后 割去浇筑口外露部分输送管 焊接封口钢板 图1 流程图

5 施工操作要点

5.1 现场加工制作单向阀及截止阀。单向阀由Φ145mm，5mm厚的混凝土输送弯管（R=500mm）及8mm厚的Q345钢板共同加工而成，具体加工方法和尺寸如图2所示。

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R=0.5M 泵送弯管R=0.5M 泵送弯管R=500

145R=500

R=0.5M 泵送弯管，从中部断开，用于单向阀加工。145

8厚Q235钢盖板一个泵送弯管可加工两个单向阀。铰链 65～控制角度用钢板 70145泵送管

单向阀开启状态示意图图2 单向阀加工大样

截止阀采用20厚的Q345钢板及Φ18的螺栓加工制作，具体加工方法和尺寸如图3所示。

25020焊接板400|μ18拉结螺栓56016020400320240D=145

6520320 活动钢板（560×240×20钢板） 固定钢板（400×250×20钢板）套箍 320×20槽 固定钢板（400×250×20钢板）560250螺栓孔洞240焊接板2020|1μ8拉结螺栓D=13520

泵送孔洞 活动钢板（560×240×20钢板） 活动钢板（560×240×20钢板） 固定钢板（400×250×20钢板）输送端板件图示 注：固定钢板与活动钢板间适当留缝隙，缝隙不大于2mm，使用钢板均为Q235,钢板须平整、无变形。截止阀开启状态示意图

图3 截止阀加工大样

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5.2 在距钢管混凝土柱底部300mm～500mm开一Φ145mm圆孔，以清除柱内积水、杂物及焊接单向阀。

5.3 焊接单向阀（如图4），单向阀伸进钢管混凝土柱内的位置见图中所示。单向阀的盖板与水平方向的夹角宜为600～700，可通过伸出铰链背后的钢板调节固定。

截止阀铰链～608厚钢板

泵送管套箍固定角度的钢板图2 单向阀

图4 单向阀

5.4 用套箍连接截止阀（如图5），在截止阀与混凝土泵间布置混凝土输送管。若单向阀在浇筑完毕后能正常启闭，可重复利用截止阀。

套箍焊接板钢管柱焊接板拉结螺栓70单向阀钢管柱1拉结螺栓1固定钢板可活动钢板固定钢板输送端145可活动钢板

图 3 截 止 阀1-1图5 截止阀

5.5 浇筑前，要计算好单根柱混凝土量，待所需混凝土运送到施工现场后方可进行顶升（从混凝土拌合至开始顶升的时间应控制在混凝土初凝前），防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断。同时，及时做好混凝土坍落度及坍落扩展度的检测。

5.6 在混凝土输送管与截止阀连接前，泵送砂浆用以润滑输送管道，并把该部分砂浆清除干净后再进行柱芯混凝土的浇筑。

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5.7 混凝土顶升至柱顶后，应及时停泵，并进行数次回抽，若柱顶混凝土面无明显回落，方可拆除混凝土输送管。

5.8在拆除混凝土输送管过程中，随时做好关闭截止阀的准备，并应注意拆管顺序，必须先拆除截止阀后靠近混凝土泵端的输送管，再拆除截止阀前的套箍及截止阀。若拆管过程中混凝土有涌出现象，应立即关闭截止阀，待混凝土终凝后再拆除截止阀。 5.9 浇筑完毕30min后，观察柱顶混凝土有无回落下沉，若有下沉，则用人工补浇柱顶混凝土。

5.10 混凝土养护7天后，将柱底单向阀外露部分割去，并焊接封口钢板。

6 材料及机具设备

6.1 制作单向阀和截止阀的钢材均为8mm厚及20mm厚的Q345钢板。

6.2 泵送混凝土的配合比设计，应符合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）、《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10-95）、《自密实高性能混凝土技术规程》（DBJ13-55-2004）和《预拌混凝土生产施工技术规程》（DBJ13-42-2002）的规定，并应根据混凝土原材料、运输距离、混凝土泵送性能与输送管径、泵送距离及气温等进行试配。配合比实例见表6.2。

表6.2 自密实混凝土（C50）配合比（kg/m）

水 175 自来水 粗骨料 950 细骨料 713 水泥 380 矿渣粉 粉煤灰 TW-7R 110 63 Ⅱ级 11.06 高效泵送剂 AEA 38 膨胀剂 3

5～25mm的连细度模数为2.6～续级配碎石 2.8的中砂 磨细高炉P.0.42.5 矿渣粉 注：配合比中水胶比为0.32，坍落度为190～220mm。

6.3 所需机具设备有：混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵（HBT80C-1818D,理论最大输出压力为18Mpa）、输送管、单向阀、截止阀、铁锹、试件制作器具、电焊机、对讲机等。

7 劳动组织

劳动组织根据每班浇筑的钢管柱数量、混凝土量以及商品混凝土的运输距离确定。以一个台班浇筑10根钢管柱混凝土，每根10m3混凝土，商品混凝土运输距离8KM为例。具体见表7。

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