超高层变截面钢管柱高强混凝土施工技术研究

超高层变截面钢管柱高强混凝土施工技术研究

陈冲,洪四海,朱洪鑫,李雨寒,李腾腾

中国建筑第五工程局有限公司；邮编：410000

摘要：为了实现对混凝土施工成本的有效控制，从原料选择和施工方式上进行细化研究是十分必要的。为此，提出超高层变截面钢管柱高强混凝土施工技术研究。以实际施工案例为基础，将强度值可以达到58.0MPa的硅酸盐水泥，表观密度可以达到2630.0kg/m 3的碎石，以及堆积密度达到1650.0 kg/m3的中河砂、ZQ-I减水剂作为施工原料。采用钢柱侧面开孔灌注混凝土法[1][A2]，实施对钢管柱混凝土的浇注，并辅以插入式加长振捣棒的振捣处理，实现对超高层变截面钢管柱高强混凝土的施工。施工技术应用效果分析可知，施工固定成本费用开销共计为824.50万元，在预算成本825.72万元范围内，能够有效控制混凝土施工成本。

关键词：超高层变截面；钢管柱；高强混凝土；施工技术；施工原料；钢柱侧面开孔灌注混凝土法[3][A4]；

中图分类号：TU756.4+1文献标识码：A

0引言

钢管混凝土的优势必须在保证混凝土的密实及强度要求下才能得以实现，故超高层钢管柱混凝土施工技术研究可以为类似项目提供宝贵经验，更好地实现钢管混凝土施工应用的价值[1-3]。本文提出超高层变截面钢管柱高强混凝土施工技术研究，以德基广场(徐州)项目C地块总承包工程为依托，通过对该工程钢管柱混凝土施工前期策划、过程实施与研究和实施后总结分析等三个阶段的全过程研究和探索，对各阶段的关键技术进行研究、开发和创新，总结提炼出超高层变截面钢管柱高强混凝土施工成套关键技术。通过变截面钢管柱高强混凝土施工技术研究，打造项目品牌，树立良好形象，以期在实现可观效益的基础上，能够切实提高企业的施工水平，降低工期和项目成本。

1施工项目概况

江苏省徐州市德基广场（徐州）项目C地块总承包工程[5][A6]，位于徐州中央商务区。C地块使用功能为商业、娱乐及酒店式公寓。总建筑面积约46.0万方，地上35.1万方，建筑总高度均为246.0m。东塔和西塔采用钢管混凝土柱-钢筋混凝土核心筒结构。在工程实践中，既要保证混凝土的强度，又要保证其密实度，以保证其力学性能，达到设计要求[4]。项目技术团队需要通过对变截面钢管柱高强混凝土施工技术研究，形成一套完整的工艺-检验的技术，实现了节省人力成本，降低了周转物料的消耗，安全易操作，并保证了项目的质量，同时缩短施工工期的目的。工程固定费用开销预算为825.72万元。

2超高层变截面钢管柱高强混凝土施工技术

2.1混凝土原材料选择

为了确保混凝土的强度，本文在选择胶结材料时充分考虑了水泥与骨料的粘结力因素，将粤秀牌525号普通硅酸盐水泥作为施工的主要材料，其强度值可以达到58.0MPa以上，可以满足超高层变截面钢管柱对混凝土的要求。

其次就是对骨料的选择，为了适应高强度混凝土对骨料硬度、强度、密实度的要求，本文综合了粗骨料的强度、颗粒、形状、粒径等参数，混凝土骨料选择10-20 mm的碎石，其压碎指标仅为11.0%，并且表观密度可以达到2630.0kg/m3，堆积密度也达到了1450.0 kg/m3，空隙率仅为44.30%。此外，对细度模数在3.0~3.1之间的中河砂也可用作施工混凝土的细骨料，其表观密度可以达到2782.0kg/m3，堆积密度也达到了1650.0 kg/m3，泥粉率仅为0.30%。并将ZQ-I减水剂作为外加剂，以避免钢管柱壳体与核心混凝土出现分离情况。

2.2钢管柱侧面开孔灌注混凝土法

在上述基础上，本文结合钢管柱体系的安装情况，采用钢柱侧面开孔灌注混凝土法，实施对钢管柱混凝土的浇注。在钢管柱侧面的圆孔加工中，利用钻孔机进行开孔，然后将钻孔中剩余的钢板焊接到洞口，并将其与钢管柱一起送到工地。在钢管柱内侧上，开孔部分采用与钢管柱壁厚400 mm×400 mm×25 mm的钢板进行加固，并在补强板上预留一个直径为180 mm的灌浆孔，该灌浆孔与钢管柱侧面的轴线相等，浇注完毕后再进行密封。为了便于混凝土浇注，钢管柱的开孔必须设置在接近芯筒和设置桁架楼板的一面。另外，为了确保再焊的质量，又不会对钢管柱的混凝土造成损伤，钢管柱混凝土浇注成形面与预留的圆孔底间距≤500 mm。

[A7]3施工技术应用效果分析

在上述基础上，对本文提出施工基础的相关成本开销情况进行统计，具体如表1所示。

表1 施工成本开销统计表

    从表1中可以看出，在本文提出的施工技术下，项目的固定费用开销合计为824.50万元，在预算成本825.72万元范围内。表明本文提出的超高层变截面钢管柱高强混凝土施工技术可以实现在保障施工质量前提下，对施工成本的有效控制。

4结束语

    在确保施工质量的前提下，能否对施工成本进行有效控制是对施工技术的重要考量标准之一。本文提出超高层变截面钢管柱高强混凝土施工技术研究，以实际案例为基础，实现了对施工相关费用支出的有效控制，在预算范围内顺利完成了施工内容。通过本文的研究，希望可以为实际工作的开展提供有价值的帮助。

参考文献

[1]胥兴, 程睿, 江世永, 等. 方钢管混凝土柱与U形钢-混凝土组合梁穿心式连接抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2021, 42(S2): 83-90.

[2]许成祥, 张娟婷, 刘晓强, 等. 方钢管混凝土柱-不等高钢梁组合框架结构受力性能有限元分析[J]. 武汉科技大学学报, 2022, 45(03):223-231.

[3]尹欣磊, 田春雨, 周剑, 等. 外包内翻U形钢-混凝土组合梁与矩形钢管混凝土柱连接节点抗震性能试验研究[J]. 建筑科学, 2022, 38(03): 71-83.

[4]符锴, 温永坚, 温四清, 等. 某医疗建筑开大孔钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁组合结构体系设计[J]. 建筑结构, 2022, 52(02): 87-91.

[1]钢柱侧面开孔灌注混

凝土法

[A2]回复：根据您的意见，已将“逐段高抛法”修改为“钢柱侧面开孔灌注混凝土法”。

[3]钢柱侧面开孔灌注混

凝土

[A4]回复：根据您的意见，已将“逐段高抛法”修改为“钢柱侧面开孔灌注混凝土法”。

[5]江苏省徐州市德基广场(徐州)项目C地块总承包工程

[A6]回复：根据您的意见，已将此处修改为“江苏省徐州市德基广场(徐州)项目C地块总承包工程”。

[A7]回复：根据您的意见，此段已按照钢柱侧面开孔灌注混凝土法施工工艺调整。