钢管柱顶升砼方案

华冶装备制造基地钢结构厂房钢管柱顶升混凝土施工方案

编制：栗宁日期：

审批：张金亭日期：

批准：栗瑞学日期：

2011年10月25日

钢管柱混凝土浇筑施工方案

一、编制依据：

1、依据设计图纸和顶升钢管混凝土设计施工说明。

2、主要规范

（1）《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS28：90）

（2）《钢管混凝土结构设计与施工方案》（JCJ01—89）

（3）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）

（4）《建筑施工手册》第四版。

二、工程概况：

华冶装备制作基地位于成安县商城工业园区。生产车间为钢结构厂房。此厂房为单层排架结构，设计±0.000相当于绝对高程62.460m，基础为双杯口独立基础，柱为钢管混凝土柱，钢管柱为双肢格构柱，钢管内混凝土设计强度为C35。重型车间二跨总长283米，宽60米，建筑面积约16980平方米；普钢车间三跨总长283米，宽90米，建筑面积约2547平方米；下料车间二跨总长220米，宽60米，建筑面积约13200平方米；抛丸车间三跨总长2500米，宽30米，建筑面积约7500平方米，均为30米跨，四个车间合计总混凝土量约2700m³。采用插入式柱脚，单腹壁肩梁，柱顶与屋面梁钢接，钢柱单肢采用钢管混凝土构件；格构式柱的缀条采用空钢管。

三、主要技术要点

该项目在我公司是首次应用钢管混凝土泵送顶升浇灌工艺。泵送顶升浇灌法就是钢管柱在接近地面的适当位置安装一个带闸门的进料支管，直接与泵车的输送管相连，由泵车将混凝土连续不断地自下而上灌入钢管，无需振捣。通过实践找到了控制混凝土顶升的诸多因素，并采取设置止回装置、排气措施保证了钢管混凝土顶升的顺利完成。

四、钢管混凝土的顶升施工工艺：

1、根据本工程的实际情况，采用了泵送顶升浇灌法。泵送顶升浇灌法就是在钢管接近地面的适当位置安装一个带闸门的进料支管。直接与泵车的输送管相连，由泵车将混凝土连续不断地

自下而上灌入钢管，无需振捣。（如图1）

4、混凝土工程：

（1）为保证施工质量和施工进度，混凝土采用商品混凝土, 坍落度控制在160-190㎜之间。混凝土的运输：混凝土供应商采用混凝土运输车，将工程所需的混凝土运至施工现场，再用混凝土输送泵输送至作业部位。

（2）混凝土泵车的选择

混凝土泵车顶升时，泵车的压力组成分为混凝土垂直静压力、顶升过程中混凝土间的粘结阻

力、水平输送及弯管等压力。混凝土在顶升过程中，混凝土在钢管内是呈“泉涌状”上升。

1）垂直静压力：

N1=2400×50×[(2～2.5)×0.125/2 ]2×3.14×9.81＝57752.93～90244.33(N) P1= N1/S=57752.93～90244.33÷[（0.125/2）2×3.14]×10-6＝4.6～7.35(MPa)

2）顶升过程中混凝土间的粘结阻力

参考混凝土在水平管内流动每米产生压力损失计算中的粘结系数:

K1＝（3.00－0.01S）×102＝（3.00－0.01×180）×102＝120（Pa）（S为混凝土坍落度）

P2=(2～2.5)×0.125×3.14×50×120÷[(0.125/2）2 ×3.14]×10-6=0.38～0.48（MPa）

3）水平输送及弯管压力：

水平输送管按20m考虑压力损失0.1Mpa； 90°弯管按4只考虑，每只压力损失为0.1 MPa，

计0.4MPa；管路止回装置，每只压力损失0.8MPa。合计P3=1.3MPa

以上三种压力相加得出，压力为：

P =P1＋P2＋P3＝(4.6～7.35)+(0.38～0.48)+1.3 =6.28～9.13 MPa

为防止在施工中出现不可预见的压力,在计算压力(以最高压力为准计算)的基础乘上 1.2

的安全系数得： P总 = 9.13×1.2＝ 10.96MPa

根据以上计算，选择HBT50混凝土输送泵，最大泵送压力为12.5MPa，满足施工要求。

5、混凝土搅拌运输车数量的确定

为保证混凝土输送泵连续不间断，必须保证混凝土供应连续不断，根据混凝土泵车（HBT50）

泵送性能曲线和搅拌站搅拌能力及搅拌运输车的运输时间，共同确立，选择4台（10m3）混凝

土搅拌运输车，保证混凝土输送泵连续作业。

6、进料短管与柱肢的连接

为防止混凝土自由下落的高度过高，在管柱±0.000标高开一进料孔。进料口的尺寸要稍大于进料短管3mm。焊接的进料短管为Dg125无缝钢管，焊接时一定要保证进料短管与钢管柱向下呈45°，进料短管的出口面呈水平，以减少混凝土进入钢管柱内直接喷射到管内壁，减少混凝土向上的顶升阻力。（如图2）

7、逆止阀的安装

为防止在拆除输送管时混凝土回流，在进料短管与泵输送管之间安装1个止流装置，其形式为闸板式（见图3）。为防止顶升时闸板缝漏气，需用黄油涂缝。

8钢管柱顶端排气、溢流孔开设和溢流管安装。

（1）钢管混凝土柱顶端开设排气、溢流孔是为了保证钢管柱在顶升混凝土时的一个关键装置，该装置在顶满前，作为钢管柱的排气孔，因为钢管柱内在混凝土往向顶升时，随着混凝土的上升而空气外排，若排气量与混凝土的进料量不成比例，进料量大于空气的排出量，会造成阻力增加，故要求钢管柱端排气孔排气量要大于混凝土的进料量。

（2）溢流管的安装

因为吊车梁将柱顶大部遮盖，且肩梁板及加劲肋伸入钢管内，将钢管分成四部分（柱顶1m高处）钢管柱顶端的排气孔不能兼作溢流孔使用,溢流孔及溢流管只能安装在侧面且每一部

分必须有一个溢流管安装位置（示意图4）。

9、混凝土的顶升施工要点

通过对钢管混凝土顶升施工知混凝土坍落度是影响混凝土顶升浇筑最关键的一环。

（2）进料短管与钢管必须焊接牢固，焊肉饱满，不得有漏焊和花焊，防止在顶升过程中因水平管的颤动而脱焊，造成顶升失败。

（3）非特殊要求的钢管柱内混凝土不需振捣，以防堵管，进料短管管口以下部分混凝土靠自由下落填满。为保证混凝土密实，采用附着式振捣器在钢管柱外部振捣时间不少于1min。在顶升过程中，要派专人对泵压进行计录，及顶入的实际混凝土量，并与理论计算混凝土量进行比较。

（4）顶升施工时间用于润滑输送管的水泥砂浆，不得替代混凝土注入钢管内。

（5）顶升完毕后，输送泵衡压2--3min后关闭逆止阀,将水平管拆除，将利用水平管内的剩余混凝土制作一组试块，作为观察是否初凝和终凝及同条件混凝土强度的依据，以便及时将逆止阀和进料短管拆除清洗，以备后用，混凝土顶升施工完毕。

（6）顶升完后，要及时清理被从排气孔流出的水泥浆污染的钢结构。