钢管柱施工方法

采用精度为1/200000的自动安平投点仪、激光测距仪及前方交会法，确定梁、柱基础的中心位置和预埋件的精确定位。

4.8.2钢管柱施工

钢管柱承重性能良好，在受力较大部位能有效减少混凝土柱体积，起到承载和传力作用。钢管柱施工要求较为严格，由专业工厂加工制作，运至工地安装。

钢管混凝土柱主要由Ф950钢管，底法兰环形钢板、顶法兰环形钢板（钢管柱安装前预焊），Q235加劲钢板以柱内节点加强钢筋和C40混凝土组成，L=4350mm。

1)施工方法及施工顺序

钢管柱分两段组装，施工时先在临时仰拱上开孔，首节由4#导洞吊装，第二节由3#导洞吊装，找正对口焊接，对口形式采用钢管内壁预埋φ22接茬钢筋，接茬筋长10cm，接口焊接工艺应满足表3-7要求。钢管焊接完成后，由钢管柱的顶端安放柱的主筋及箍筋，扶正钢管，将钢管托起，连接钢管柱内主筋，钢管柱下落就位，与底部法兰固定连接，钢管柱顶端采用型钢井字固定，定位型钢与格栅钢筋焊接，绑扎钢管柱内箍筋，钢管柱的定位精度与直顺度应满足表3-8要求。柱内混凝土采用导管输送，使用振捣棒振捣，当混凝土浇注至柱顶时，预埋柱顶补强筋。

2)钢管柱加工制作及运输

（1）钢管柱的制作

①钢管柱施工所采用的有关规范

钢管柱的制作、安装所依据的主要规范为《钢结构工程施工及验收规范》

（GB50205-2001）、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002），《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS 28：90）。

②钢管柱的制作、安装精度

根据有关规范，钢管柱的制作、安装精度见下列各表。

表4-6 钢管柱制作允许偏差（mm）

钢管柱由专业工厂加工制作，加工制作时严格进行选材，3号碳素钢结构质量标准符合GB700《碳素结构钢》的要求，严格按《钢管结构工程施工及验收规范》进行加工。

钢管柱加工时，严格控制纵向弯曲度、椭圆度、管端平整度。具体要求详见钢管柱制作及安装允许误差表。

钢管柱出厂前进行焊缝、长度、表面清洁度、防腐处理、超声探伤检查，按GBJ205-2001《钢结构工程施工及验收规范》质量标准进行验收。并按照每根钢柱进行分节编号，组对配装检验，合格后再分解装运。

钢管柱在运输过程中采取有效措施防止碰撞，装车和卸车采用吊机轻吊轻

放，不允许随意抛掷。钢管柱在导洞内运输过程中对临时仰拱进行支撑加固处理。运输采用小平板车固定钢管柱经导洞运输至孔位。

D钢管柱安装

钢管柱的安装方法:受作业空间所限，钢管柱施工分段在3#及4#导洞进行拼接。

a. 施工准备

施工准备工作包括施工人员的到位，吊装机具的配置，辅助材料到位，自动定位器，钢管柱等材料的进场备置等。

b .测量放线

在底梁南北及东西方向各测设2点挂线，找到桩心位置，其水平位置误差不大于5mm。

c. 钢管柱的吊放安装

①出厂前，在每节钢管柱内壁起吊位置对称焊接设置一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保钢管柱起吊时的安全。

②准备工作完成后，分次将钢管柱吊入孔内，管节间焊接联接（安放柱内钢筋）。

③采用两点起吊法吊装钢管柱，将管体缓慢吊起，至垂直位置，进行钢管柱主筋连接。

④缓慢吊放钢管柱使钢管柱底部准确嵌入定位法兰，人工在下导洞内直接观察钢管柱底与定位法兰的吻合程度。其后对钢管柱上端精确定位，在3#导洞柱顶临时定位井字支架与钢管柱之间设四根带花栏螺栓的扣件，对钢管柱位置进行微调，这四根扣件位于柱顶部平面上经过钢管柱中心的两个垂直方向上。精确校

正钢管柱顶标高、纵轴线位置、垂直度的检测，用工字钢将钢管柱管顶与格栅焊接固定。由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位法兰确定，在钢管柱上端空间位置校测固定后，即可认为管顶与管底在垂直方向投影重合，钢管位置已精确定位。

表4-7 钢管柱焊接坡口允许偏差（mm）

表4-8 钢管柱吊装就位允许偏差（mm）

E钢筋安装

a底纵梁施工时，按设计要求预埋钢管柱底部加强筋、主筋及其接驳器；

b钢管焊接完成后，由钢管柱的顶端安放柱的主筋及箍筋，扶正钢管，将钢管托起，连接钢管柱内主筋；

c钢管柱下落就位，与底部法兰固定连接，钢筋工下到管内，绑扎钢管柱内箍筋；

d当混凝土浇注至柱顶时，预埋柱顶补强筋。

F钢管柱施工注意事项

钢管柱加工制作、安装、混凝土浇筑严格执行设计要求和相关规范。

安装钢管柱时要保证位置准确，检查立柱的垂直度，位移偏差小于5mm，垂直度小于4mm。

钢管柱焊接过程中一定要对称焊接，保证受力均匀，焊缝饱满、长度符合规范要求。

钢管柱安装后应按照规范要求，对安装焊缝进行探伤检测。

保证钢管柱混凝土密实的措施：

a钢管柱混凝土强度等级为C40，混凝土中加入微量膨胀剂，以消除钢管柱内因混凝土收缩产生的缝隙。

b商品混凝土运至现场后应严格检验坍落度，现场严禁随意加水。

C当混凝土浇到柱顶时，上面易出现一层较厚的水泥砂浆，而且气泡不易排出。柱顶看灰人员注意观察顶部混凝土的状态，当出现上述情况时，应清除水泥砂浆，重新浇筑混凝土，并加强振捣，确保气泡排出。

d作业过程保证振捣质量，避免振动棒触及钢筋和管柱。

e钢管内的混凝土浇筑应连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。每次浇灌混凝土前应先浇灌一层10～20cm的与混凝土等级相同的水泥砂浆，以免自由落下的混凝土粗骨料产生弹跳现象。

f钢管内的混凝土浇筑质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，应用超声波检测。对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强。然后将钻孔补焊封固。

动物园钢管柱施工方法

⑵定位器安装

①自动定位器的原理及作用

钢管柱采用上下两端同时定位法固定。钢管柱下端定位主要依赖于自动定位器，上端用型钢焊接定位。自动定位器是一种预先加工的装置，精确校正其平面位置、高程和垂直度后，固定于基桩钢筋上，浇筑基桩混凝土后其下端锚固于基桩混凝土中。其构造特点决定了可实现对钢管柱的引渡、限定、精确定位的功能。

②自动定位器的设计

自动定位器呈十字锥形，由型钢组焊而成。锥底宽度比钢管内径小1.5mm（单侧）。主要包括锥形引渡板、定位十字板等构件，其中锥形引渡板实现对钢管柱的引渡功能，并控制钢管柱的垂直度、限定钢管柱的水平位移；定位十字板承托钢管柱，并控制钢管柱的水平位置及标高；定位器的制作质量必须严格控制，保证其具有足够的强度、刚度及精确度，以确保钢管柱安装时，定位器不发生破坏、变形、移位现象，并提供所要求的精度。

③自动定位器的安装

首先由测量人员在桩间加强带顶面，定位器安放作业面内测放钢管柱中心十字轴线、定位器标高控制点，标记于导坑支护护壁上。

而后施工人员携带定位器、槽钢及其他配件进入导坑，安置定位器。定位器安放位置如下图：

从上端孔口将钢管柱中心点投至桩底，施工人员依据中心点调整定位器中心，依据四个方向的标高控制点调整标高。精确校正位置后，使用螺栓将其固定。

定位器的安装必须做到安装前精确放线定位，安装后重新复验。在浇筑混凝土时，要尽量避免对定位器的冲击。

定位器底部与LI 混凝土连接部分需要灌注高强树脂砂浆—环氧砂浆。环氧砂浆灌注厚度为2cm ，环氧砂浆各项材料用量配合比（重量比）为1：0.1：0.2：0.88：2（树脂：乙二胺：二丁脂：水泥：砂子）。

定位器安放大样图

导向板90°均布

φ40吊装孔

φ22水平调位螺母

φ16高程孔

（内丝）

底板预留孔

φ22定位螺栓孔

导向板均布

导向板90°均布

φ22螺栓

螺母垫片

φ22定位螺栓

φ16高程螺栓

φ22水平螺杆

单位： 数量：30套

定位器配套零件示意图

⑶ 钢管柱上口固定支架安装

混凝土工作台在人工挖孔之前先行浇注。即以中桩桩位为中心，自现况地面下挖3.5*3.5m 见方、30cm 深的土槽，延人工挖孔外轮廓线砌筑砖模，浇注混凝土。

施做方法如下图：

5.5.8 钢管柱的安装

⑴ 施工准备

施工准备工作包括施工人员的到位，吊装机具的配置，自动定位器，钢管柱等材料的进场备置等。

⑵ 施工放线

在桩孔东西方向及南北方向各测设2点挂线，找到桩心位置，其水平位置误差不大于2cm 。

⑶ 钢管柱的吊装及固定

钢管柱由加工厂根据设计图纸进行加工。出厂前，在钢管柱顶对称焊接设置一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保钢管柱处于最不利位置时，吊耳不发生侧翻破坏现象。

采用两台吊车相互配合作业。一台主吊，另一台吊车辅助吊装，以防止钢管柱底部戳地变形。操作时一台吊车在钢管柱上端两点起吊钢管柱，同时另一台吊车起吊钢管柱底部，使钢管柱上端起吊过程中，其底部脱离地面。辅助吊车缓慢放绳，待钢管柱完全垂直吊离地面，且相对稳定后，将其与辅助吊车分离。对准桩位、下放钢管柱，慢插入孔。顶端采用型钢作井字固定，在型钢上焊微调器。然后对钢管柱上端精确定位，精确校正钢管柱顶纵轴线位置，垂直度后，定位后用工字钢将钢管柱顶与预埋件焊接牢固。

钢管柱上口固定支架平面示意图

由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位器确定，钢管柱上端空间位置校定后，即可认为钢管柱顶与管底在垂直方向投影重合，钢管位置已精确定位。

⑷灌注杯口混凝土

杯口处混凝土与桩基混凝土同标号（C30），当现场不好灌注混凝土时，采用水泥砂浆。施工时将注浆管布设在钢管柱管壁外侧，使用绑丝、利用钢管柱与顶板、中隔板、底板连接处的锚栓将注浆管固定，随钢管柱下放至杯口注浆底部。

地面设有注浆泵，注浆管为φ20塑料管，单桩布设三根注浆管。以注浆量控制杯口混凝土的灌注位置。

⑸钢管柱安装质量的检查

立柱中心线与基础中心线偏差在±5mm；

立柱顶面标高和设计标高偏差在0-20mm；

钢管柱垂直度为长度的1/1000，最大不大于15mm；

钢管柱顶面不平度在±3mm以内；

各柱之间的距离偏差7mm，各柱上下两平面相应对角线差允许偏差20mm；

立柱顶面不平度允许偏差±5mm；

5.5.9 下放钢管柱内钢筋笼

下放钢管柱内钢筋笼方法同桩基钢筋笼。

5.5.10 钢管柱内混凝土灌注

⑴材料：采用C40无收缩混凝土，外加剂为U型微膨胀剂，外加剂掺量为12%，混凝土的坍落度为20～24mm。

⑵采用导管进行浇注，混凝土下落距离小于2m，每根钢管柱内灌注工作均连续进行，不间歇，每根钢管柱内灌注时间控制在1h之内。

⑶灌注：钢管柱精确定位后浇注杯口混凝土，与桩基连接为整体，使钢管柱固定，开始浇注钢管柱内混凝土。

⑷混凝土量超灌的控制：

控制混凝土的灌注总量，随时进行混凝土面高程的测量，勤拔导管，并控制导管埋入混凝土面的深度，最后一次灌注，导管底面与设计混凝土浇注面齐。

⑸钢管柱内混凝土质量控制：

钢管柱混凝土必须浇筑均匀，混凝土内不夹杂气泡，浇筑混凝土必须使用导管，且由下至上边振捣边拔导管，导管直径300mm，振捣棒长度大于24m。

5.5.11 钢管柱孔壁灌砂

中桩施工完成后，钢管柱外壁四周及钢管柱虚桩上部φ800钢管柱空管内灌砂水沉。灌砂位置详见下图：

cm

注：上图所示钢管柱按照设计要求，其钢管柱上端柱帽距离现况地面还有5.2m，施工过程中需要在地面上安装上口定位器，钢管柱需要高出地面0.5m，即每根钢管柱实际长度比设计钢管柱长度增加5.7m。

灌砂过程中先将孔内灌水，再向孔内灌砂。灌砂过程中要四周均匀填砂，并保证填砂充分浸水。