箱型钢管钢筋混凝土施工方案
1. 概况 1.1 基本情况
**·xxxx中心A座金融大厦外框结构采用16根箱型钢管混凝土柱组成，这些柱共三种形式，箱型钢管混凝土柱表（基础段）
柱名 截面形状 截面 尺寸 钢板厚度 /混凝土强度 纵向 钢筋 分别为Z1、Z2、Z3，其平面分布如下图：
箱型钢管混凝土柱索引图
本工程箱型钢管混凝土柱由22mm～75mm厚钢板按柱截面尺寸焊接成矩形钢管，矩形钢管内再焊16mm～40mm厚的竖向立板，立板对称分布，用拉筋按一定的间距将对边的两立板拉焊，每层再按确定的间距焊水平隔板，隔板上预留纵向钢筋穿过的孔洞，同时保持中间较大的空腔，以便混凝土浇筑能顺利进行，箱型钢管混凝土柱截面内还配有纵向的粗直径钢筋，粗直径钢筋采用直螺纹进行连接，在这个焊好立板、水平隔板、拉筋、安装好纵向钢筋的箱型钢管中浇筑C60混凝土，最终才为本工程结构外框箱型钢管混凝土柱。这些箱型钢管混凝土柱截面形状及尺寸如下表：
Z1 3200×2650～外侧钢板：66㎜ 1200×900 立板：40㎜/C6O 36Φ32 Z2 3900×2700～外侧钢板：75㎜ 2500×1500 立板：40㎜/C6O 60Φ32 Z3 2350×2350～外侧钢板：55㎜ 1100×800 立板：30㎜/C6O 32Φ32 箱型钢管混凝土柱钢结构安装一次层数为2～3层，安装高度约8.2米至16.2米，即每混凝土浇筑高度最高为16.2米。在这样的一个高度，这样的一个钢管空间内浇筑混凝土，存在较大的施工困难。
1.2 各部位箱型钢管混凝土浇筑量
单根钢管混凝土浇筑量表（按标准层高4.2米为计算单元）
序号 构件名称 一层混凝土浇筑体积二层混凝土浇筑体积三层混凝土浇筑体积（m3） （m3） （m3） 1 Z1a 32.023 64.046 96.069 2 Z1b 28.703 57.407 86.110 3 Z1c 19.645 39.291 58.936 4 Z1d 11.869 23.738 35.607 5 Z1e 4.158 8.316 12.474 6 Z2a 40.315 80.631 120.946 7 Z2b 35.300 70.600 105.901 8 Z2c 26.939 53.878 80.816 9 Z2d 20.257 40.513 60.770 10 Z2e 14.427 28.854 43.281 11 Z3a 20.858 41.717 62.575 12 Z3b 16.648 33.296 49.943 13 Z3c 11.563 23.126 34.689 14 Z3d 6.262 12.524 18.787 15 Z3e 4.627 9.254 13.881 一次混凝土的浇筑总量表（按标准层高4.2米为计算单元）
序号 柱的各段截面 一次浇筑一层 一次浇筑二层 一次浇筑三层 截面区段（层数） 1 柱a截面段 500.876 1001.752 1502.628 B4～21 2 柱b截面段 437.416 874.832 1312.248 22～43 3 柱c截面段 311.168 622.336 933.504 44～58 4 柱d截面段 201.028 402.056 603.084 59～76 5 柱e截面段 109.48 218.96 328.44 77～94 1.3 施工的难点
1.3.1. 浇筑的高度高，混凝土浇筑的落差大，如何保证混凝土不离淅是该工程的一个难点； 1.3.2. 箱型钢管内空间有限，施工操作空间与平台是混凝土浇筑施工的一个难点；
1.3.3. 箱型钢管内每隔一定的高度设置水平隔板，如何保证隔板底没有空气也是混凝土浇筑过程中的难点之一；
2. 箱型钢管柱混凝土施工方法选择
2.1 钢管混凝土施工特点
本工程钢管混凝土柱为矩形，内部在立板、水平隔板、拉筋及纵向钢筋，把有限的空间分割成更小的空间，只有30㎝×40㎝这么大的空间，每一施工段的浇筑高度很大，且按一定间距设置的水平隔板，都是浇筑混凝土的障碍，增加了混凝土施工难度。
箱型钢管柱平面图
2.2 施工方法及其比较 2.2.1. 施工方法
目前国内外常见的钢管混凝土施工方法有泵送顶升浇灌高流态自密实混凝土法、高抛自密实混凝土法、串筒浇筑人工振捣法及串筒浇筑机械振捣法，这几种施工方法的使用都受不同条件限限制。
2.2.2. 方案比较
针对国内外使用的几种方法现对其适用范围、特点及对本工程的适用性进行描述和比较，见下表：
序号 方法名称 原理 特点 针对于本工程的适用性 1 通过一定的抛落高抛自密高度，充分利用本工程钢管柱内设在立板、横隔板及纵向钢筋，实混凝土混凝土坠落时的不用振捣混混凝土从漏斗落下后由于钢管内的钢板、钢筋法 动能及混凝土自凝土。 等的影响，混凝土的动能损失很大，不能达到身的优异性能达高抛效果。 序号 方法名称 原理 特点 针对于本工程的适用性 到密实的效果。 本工程钢管截面变化由底部3900×2700到顶部串筒浇筑利用人工和振捣的1100×800，被立板、横隔板，拉筋以及纵向2 人工振捣器械对混凝土实人工操作，施钢筋分割成很小的空间，施工人员很难进入钢法 施振捣，以达到工灵活。 管内振捣，钢管底部距离上口太远，而且炎热密实的效果。 天气时钢管底部内作业环境恶劣。因此不适合本工程施工。 利用泵送的压力将高流态自密实此方法人员不用进入混凝土管内，解决了管内混凝土由底到顶空间小，人无法进管内操作的困难，虽然对混3 泵送顶升注入钢管，由混不用振捣混凝土泵的要求高一些，但都能达到要求，本工法 凝土自重及泵送凝土。 程一段钢管一次性浇筑方量较大，此法需保证压力及混凝土自在1个半小内完成注浆，这一点难以保证，故身性能达到密实此方法不太适合本工程施工。 的状态。 采用串筒浇筑高本工程钢管柱内设在立板、横隔板及纵向钢筋，高抛自密流态自密实混凝操作人员在土，电动绞车调狭小的空间将整个空间分隔成6个小空间，设置6个机器4 实砼辅助振捣棒，振捣棒到最远边的距离为800㎜，查机器振捣节振捣器械对混外面进行控德国威克IREN65型高频振动棒的振捣有效半法 凝土实施辅助振制，不用下到捣，以达到密实钢管内操作。 径为1200㎜，能把混凝土振捣密实，因此可采的效果。 用此法为本工程的施工方法。 2.3 箱型钢管各段情况
钢管柱在每一层由于要与钢梁焊接，钢管柱内需设置横隔板，层中部位只有立板。
楼层结点处钢管柱的状况
层中钢管柱状况
2.4 选择结果
由于箱型钢管柱的设计状况，及施工方面的原因，本工程选择串筒浇筑机器振捣法为箱型钢管混凝土的施工方法。其施工示意图如下：
串筒浇筑机器振捣法示意图
3. 施工准备 3.1 技术准备
3.1.1. 熟悉相关资料，掌握施工的关键点
施工前认真熟悉施工图纸及相关资料，了解钢管混凝土的施工特点，然后根据这些特点掌握施工过程中的关键点。在开始浇筑前，机械要准备好，要有备用，人员全面到位，材料要准备充足。
3.1.2. 混凝土的配比
本工程外筒16根箱型钢管柱内填充C60高强高性能混凝土。钢管混凝土要求混凝土具有很好的填充性能，确保混凝土充满钢管内的每个空间，同时具备高流动性和体积稳定性。根据搅拌站、我局在西塔以及合景大厦的施工经验，提出参考配合比如下：
C60混凝土配合比
生产 F块3d抗折强28d抗折3d抗压强28d抗压水品种 强度 等级 厂名 （Mpa） 度（Mpa） 强度强度泥 （Mpa） 度（Mpa） （Mpa） P．Ⅱ 42.5R 珠江 水泥厂 —— 6.4 9.0 35.2 53.5 产地 级配区 细度模量 表观密度 堆积密度原砂 （kg/m3） （kg/m3） 含泥量（%） 材北江 Ⅱ区 2.5 2670 1400 0.6 料表观 堆积 检产地 品种 规格针片状颗粒密度 密度含泥量 验石 （mm） 含量% （kg/m3） （kg/m3） （%） 掺量（%） 结花岗岩 5～果 市郊 31.5 5.3 2640 1390 0.4 混合材 外加剂 水 ① ② ① 品种 等掺量及级 方式 品种 等掺量及 级 方式 名称 掺量 （%） 浓度（%） 来源—— —等量取— —— 矿渣 S95 代 KJ-JS 2.10 30.0 自来水 水胶比 配合比 （水泥：水：混合材：砂：石） 含砂率 坍落度 质量密度施（kg/m3） 工0.28 1：0.30：0.05：0.93：1.93 32.5% 180±20 2413 配材料用量（kg/m3） 抗压强度 合比 水泥 混合材 砂 石 水 外加剂 7d 28d 快速法 570 —— —— 530 1100 170 13.2 49.1 71.9 —— 备注 实际生产混凝土配合比还将根据当时天气和原材料情况作相应调整。 3.2 现场准备
3.2.1. 1）现场主要施工机具
名 称 型号及数量 示意图 HBT90：3台 砼输送泵 本工程43层以下钢管混凝土按二层一次浇筑量为1001.752m3，采用2台中联HBT90泵进行浇筑，按每台泵每小时浇筑量不小于40m3计，2台泵12个半小时可完成浇筑任务，44层至94层按三层一次混凝土浇筑量为933.504 m3，只需11个小时完成浇筑任务。 布料机 HGY-13型布料机：2台；布料半径13m，自重4.2t。 漏斗：2个；上口530×530mm，漏斗 下口300×300mm，高400mm）。 由5mm厚钢板加工而成。 容量３m3,６个； B=1500mm，H1=1000mm，吊斗 H2=800mm。 容量5m3,６个； B=2000mm，H1=1000mm，H2=1000mm。 串筒 内径150mm，厚度1.5mm。 每节长度1.5m，共48节。 照明及 碘钨灯：12只； 监控装置 钢管上口监控摄像头：12个。 钢管上口监控摄像头 振动棒 德国威克IREN65型高频振动棒：15根。 电动绞车 型号：KXD； 起重量：500kg。 3.2.2. 人员组织 本工程钢管混凝土顶升浇筑，按两个班组进行，人员组织见下表：
序号 职务 人数 职责 1 混凝土施工员 1 负责混凝土浇筑的全面工作，包括对外协调 2 混凝土班组长 2 负责本班组的全面协调工作，监督工人按要求操作。 3 泵机司机 4 负责开停泵机，保证送料与现场需求一致。 4 信号员 4 负责将楼面混凝土送料需求信息传递给泵机司机 5 布料员 8 协同操作布料机 6 振捣棒手 12 对入模的混凝土进行振捣密实 7 维修人员 2 保证混凝土机械能正常运转 8 电工 2 保证泵送及浇筑现场供电正常 4. 箱型钢管柱内钢筋施工
本工程箱型钢管柱内设有纵向钢筋，钢筋为直径32㎜三级钢，没有箍筋及其它水平筋，钢筋接头采用直螺纹连接。
4.1 箱型钢管柱内钢筋施工使用的机具
名 称 型号、技术参数及主要性能 数量 示意图 1、型号： GQ-50； 2、切断直径：Φ6-Φ50； 切断机 3、电机功率：5.5kw； 2台 4、性能：要断各种螺纹钢，润滑性好、功耗少、移动方便。 1、型号：三力SLG-B剥肋滚轧机； 2、加工钢筋直径范围：Φ16-Φ40； 剥肋滚丝机 3、滚丝轮型号： A20、A25、 A30、 AS30； 4、滚压螺纹螺距：2、2.5、3.0、3.0； 2台 5、性能：操作方便，尺寸稳定，连接性能高。 力矩扳手 1、型号:Y1500； 2、开口头范围:S24～75。 6把 带灯头盔 1、能照亮10米以内范围； 2、适合建筑工人夜间施工。 12只 1、型号：TP1500便携式焊机 电焊机 2、性能：温控的冷却风扇，有极好的引弧性能和焊接性能。 4只 3、重量：4.7KG。