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建筑自密实钢管混凝土结构施工质量的管理措施

日期：2015-12-3 14:33:29　来源：互联网　浏览数：
　

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将混凝土填充于钢管内部，即形成钢管混凝土结构，此类结构具有复合性特点，能够充分发挥混凝土结构以及钢管结构各自的优势，同时解决了钢管结构在抗弯曲性能方面存在的缺陷。与传统意义上的钢管结构对比，钢管混凝土结构制备施工过程中对钢材的使用量得到了有效的控制，且发挥了混凝土在耐火性方面的优势；与混凝土结构对比，钢管混凝土结构的建筑空间更大，水泥使用量更小，且自身重量有所降低，抗震性能方面有明显优势。因此，钢管混凝土结构被广泛应用于当前的大跨建筑结构施工领域中。但在施工实践中发现：混凝土在填充钢管的过程当中，其内部密实存在一定难度，可能导致钢管约束作用的发挥受限。除此以外，在部分特殊工况下，混凝土浇筑质量的控制存在较大难度，因而也可能造成整个钢管混凝土结构的使用性能受到影响。针对以上问题，就需要在自密实钢管混凝土结构施工的过程当中，做好对其质量的全面管理与控制工作，本文即就该问题做详细分析与探讨。
    1 ·工程概况
    某广场工程位于A 市市中心，整体建筑面积为12500 m2，地下层高3 层，1 层半地下室结构，地上层高为28 层，共布置有1#、2#、3#、4#、5# 五栋建筑。其中，4# 楼拟建设高层酒店，总层高为28 层，前期勘察资料显示本施工区域内地质条件良好，结构稳定。竖向结构选择为钢管混凝土-剪力墙筒体结构。设计标准中，筒体壁厚度取值为700 mm，内部设置钢管混凝土柱，共15 根，外直径取值标准为290 mm，钢管内使用C100 强度等级混凝土原料进行填充。
    2· 施工准备质量管理
    （1）原材料质量控制
    首先，在水泥原料，外加剂等进入施工现场前，必须由专人对其相关的材质证明文件与数据进行核对，特别是水泥原料必须有铅封方可收货；其次，现场管理工作人员需要严格按照标准要求，对原材料的质量进行整体复检，主要原料的检验频率需要适当提高，采取预先检验，批量检验，以及抽样检验三种方式相结合的措施，杜绝质量不符合要求的材料流入现场施工的相关环节当中；最后，在对减水剂进行常规检验的基础之上，还需要根据现场施工进度的完成情况，定期进行混凝土对比试验，通过此种方式来评估减水剂减水效果的发挥情况，同时计算水泥适应性波动，必要时需要对配合比进行合理的调整优化。
    （2）试配
    结合本工程项目要求，自密实混凝土的构成包括水泥原料，砂石、水、掺合料，以及外加剂这几个方面，对应的配合比设计数据如表1 所示。

    （3）模拟试验
    在本工程施工过程当中，自密实混凝土坍落度的设计标准为230 mm~240 mm 区间，扩展度的设计标准则为600 mm~660 mm 区间。为了确保以上指标得到满足，在混凝土完成出厂检测并达到合格标准后需要及时将其运输至施工现场。同时，现场施工人员需要提前30 min 达到现场，做好模拟施工方面的准备。
    3 ·施工期间质量管理
    （1）钢管安装质量验收
    在钢管柱安装前，需要对钢管柱内存在的养护水以及杂物进行彻底清理，在安装过程当中，需要对其上口进行密封处理（通过加盖塑料布的方式实现），确保钢管柱内无积水或其他杂物。同时，安装期间需要安排专人对其轴线方向，以及上下管口错位偏差值进行严格控制，在经过自检合格后可上报监理人员进行验收。若验收不合格则不得转入下一道施工工序当中。
    （2）混凝土进场检查
    在自密实钢管混凝土结构施工过程当中，为了最大限度地确保混凝土的自密实性能，关键在于在施工过程当中做好对混凝土扩展度以及坍落度的控制工作。因此，要求每一车混凝土均在进入施工现场前做好相应的检查与记录工作，卸料前还需要进行复查。本工程中所选择混凝土为C100 混凝土，施工过程中共分7 次完成浇筑，实测坍落度以及扩展度均符合要求，且具有良好的和易性优势。
    （3）浇筑
    使用自密实混凝土对钢管柱的浇筑是整个结构施工中非常关键的环节之一，由于钢管柱内部混凝土一旦浇筑后就处于隐蔽状态下，后期难以对其质量进行检查，因此在施工过程当中就需要严格执行技术交底方面的工作，同时对其操作程序进行系统控制：第一，等强度砂浆需要使用特制的铁皮桶进行装置，并需要将其一次性地导入钢管柱内部，按照200.0 mm 标准对铺底厚度进行严格控制。第二，在对钢管柱进行浇筑处理的过程当中，自密实混凝土的使用量控制标准为0.5 m3/节。在浇筑作业实施期间，吊斗需要一次性装填每节钢管柱浇筑所需的混凝土原料，吊斗与上口之间的间隔距离按照20.0 mm 标准进行控制，在达到该标准后，操作人员对吊斗下料手柄进行操作控制，采取间断方式完成下料工作。第三，在对混凝土进行振捣密实操作的过程当中，应当优先采取自重冲击式的振捣操作方案，同时按照间隙时间对钢管柱内部空气进行外排。第四，钢管柱的浇筑作业需要在10 min 内完成，并按照相关规定预留一定的试件。
    （4）养护
    由于混凝土浇筑环节施工过程当中，室外环境温度较高，导致钢管表面温度升高，因此在养护过程当中，需要工作人员使用麻袋对钢管柱进行缠绕，然后在麻袋表面浇水，使其达到湿润标准，以降低钢管柱表面温度，同时钢管柱内部通过蓄水方式进行养护。
    （5）施工缝处理
    结合以往的实践工作经验来看，在钢管柱进行拼接的过程当中，钢管柱内的混凝土有可能出现灼伤反应，因此，还需要工作人员对施工缝进行合理的处理。一般来说，自密实钢管混凝土结构中的施工缝多设置在管口下300 mm，也就是钢管柱的连接位置，在对第二节钢管柱进行拼接前，需要安排专人对其内部存在的养护水以及杂物进行清理，然后将管内存在的混凝土浮浆予以凿除，并使用清水对表面进行冲洗。
    4· 质量检验管理
    （1）密实性检验
    钢管混凝土结构在浇筑环节中可由专人通过敲击方式进行质量检测。在施工作业完成后，待混凝土达到终凝条件后需要逐步对其整体质量进行检测。检测期间的首选方法为敲击法，在此基础之上需要安排具有丰富工作经验的人员对整个钢管柱混凝土结构中的可疑部分进行超声波检测，同时扩大加测10％比例的钢管柱混凝土结构范围。在超声波检测的过程当中，需要以每段钢管柱浇筑最上层部分的超声波参数作为评估标准，对其他各层的混凝土浇筑质量进行准确评定。若超声波检测下显示被检测区域的超声波通过幅值较大，频率较高，且声时较短，则认为超声波所穿过的自密实钢管混凝土结构密实均匀且没有缺陷；若超声波检测下显示被检测区域的超声波通过幅值较小，频率较低，且声时较长，则认为超声波所穿过的自密实钢管混凝土结构密实差，且存在缺陷（缺陷位置多存在于有效接收声场所对应的中心轴线上）。
    （2）试件检验
    每次浇筑过程当中，需要预留四组混凝土试件（其中一组试件做标准养护，持续7 天；两组试件做标准养护，持续28 天；一组同条件下养护）。养护完成后将试件标号并按批次送检，通过对数据进行数理统计的方式，对混凝土的质量性能进行综合评定。在混凝土浇筑作业完成28 天后，将其截割形成三个等分，对试件在破开后的混凝土成型情况以及密实度进行详细观察，同时实施相应的抽芯检验工作。观察结果显示：所浇筑混凝土试件在破开后外表光滑，表面无蜂窝或麻面表现，芯样光滑且密实度高，故而模拟试验成功。模拟实验过程当中所得到的试件实验结果如表2 所示。