超高层钢管柱混凝土施工方案

某超高层工程

钢管柱混凝土施工方案

目 录

一、编制依据 ........................................................ 1 二、工程概况 ........................................................ 1 三、主楼钢管混凝土概况 .............................................. 1 四、施工准备 ........................................................ 3 五、资源需求计划 .................................................... 3 六、钢管混凝土配合比确定和制备 ...................................... 3 七、钢管混凝土浇筑 .................................................. 7 八、混凝土检试验 .................................................... 9 九、安全保证措施 ................................................... 14 十、质量保证措施 ................................................... 15

一、编制依据

1、工程施工图 2、主要规范

（1）《钢管混凝土结构技术规程》CECS28：2012 （2）《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2015 （3）《钢管混凝土工程施工质量验收规范》GB50628-2010 （4）《混凝土结构工程施工规范》GB506666-2011 （5）《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T 283-2012 （6）《自密实混凝土设计与施工指南》CCES 02-2004 （7）《钢结构工程施工规范》GB 50755-2012 （8）《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010 （9）《建筑施工手册》第五版 3、施工组织设计 二、工程概况

工程名称 工程地址 建设单位 施工单位 设计单位 监理单位 建筑组成 建筑面积（㎡） 结构形式 建筑层数 建筑物总高度（m） 三、主楼钢管混凝土概况 1、层高：

楼 层 地下一层 第1页

主楼为钢管混凝土框架—钢筋混凝土核心筒结构 地下3层，地上65层，裙房4层 334.4m 层 高（m） 5.62

主楼一层 主楼夹层 主楼二层 主楼标准层 避难层 65层 2、钢管柱截面尺寸及混凝土强度： 主楼核心筒周边的钢管柱共设置20根。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 层次 地下1层～夹层 2层～6层 7层～10层 11层～16层 17层～18层 19层～22层 23层～29层 30层～32层 33层～39层 40层～幕墙顶部支撑层 钢管柱直径 φ1500 φ1400 φ1400 φ1300 φ1200 φ1200 φ1100 φ1100 φ1000 φ1000 C60 混凝土强度等级 6.93 5.2 4.8 4.2 5.2 5.55 3、钢管柱安装分段及环板设置 考虑到塔吊起重量的因素及相关施工规范的规定，本工程钢管柱的分段安排如下表。另考虑其他钢材的消耗量因素及混凝土浇筑的质量，将原设计的钢管柱外环板改为内环板（环板钢板的厚度为40mm），环板的宽度按为钢管柱直径的1/4（即混凝土浇筑孔的直径为500mm～750mm），环板上沿钢管柱等距离布置8φ80的排气孔满足浇筑混凝土的需要。

钢管柱安装分段一览表

序号 1 2 层次 1层～夹层 2层～10层 钢管柱直径 φ1500 φ1400 第2页

分段层数 1层/段 1层/段

3 4 5 6 7 8 四、施工准备 1、技术准备：组织学习施工图、规范，对操作工人进行技术交底。 2、施工现场准备：保证道路畅通。 3、机具准备：卸料导管等。 4、混凝土原材料的配备和检测。 五、资源需求计划

1、劳动力需求计划：施工总负责1人、技术负责1人、质检员1人、安全员1人、电工2人、机修1人、瓦工8人。

2、机械设备需求计划：内爬塔吊2台，混凝土运输车2台，混凝土料斗2只。 3、工具、器具需求计划：振动机2台。 六、钢管混凝土配合比确定和制备

1、配合比设计要求

在混凝土的性能试配中，应遵循：

1）按照用水量、外加剂、砂率及掺合料性能对混凝土工作性能的影响规律，对配合比作调整，把工作性能的多项指标控制在适当范围内。

2）通过高效减水剂、缓凝剂、适量微膨剂(UEA)等，保证混凝土工作性能及强度等级。

3）在混凝土工作性能适宜但强度值离试配值相差较大时，可通过提高胶凝材料浆量，降低水胶比，以满足强度等级。

4）混凝土拌合若出现离析，可增加砂率或减小细骨料细度模数，以及增加掺合料、减少用水量等办法解决。

5）工作性技术指标 坍落度：Slf≥250mm；

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11层～16层 17层～22层 23层～26层 27层～32层 33层～63层 层～屋面层 φ1300 φ1200 φ1100 φ1100 φ1000 φ1000 2层/段 2层/段 2层/段 3层/段 3层/段 2层/段

坍落扩展度：Lsf≥700mm 填充性：△G≤5mm； 抗离析性：△h≤7％； 流动性：Lf≥700mm；

黏聚性：2h内满足以上各项指标要求。

6）自密实混凝土配合比设计宜采用绝对体积法。混凝土水胶比小于0.45。 7）钢管自密实混凝土结构要求浇注硬化后的自密实混凝土与钢管壁之间结合紧密，以便共同工作，因此要求采取降低自密实混凝土收缩变形的措施。

2、原材料的要求 1）胶凝材料

水泥采用普通硅酸盐水泥，其质量应符合现行国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB 175）的要求。掺合料选用粉煤灰、矿粉等。总胶凝材料用量宜为400～550㎏/m³。

2）骨料

粗骨料宜采用连续级配或2个及以上单粒径级配搭配使用，最大公称粒径不宜大于20mm；对于结构紧密的竖向构件、复杂形状的结构以及有特殊要求的工程，粗骨料的最大公称粒径不宜大于16mm。粗骨料的针片状颗粒含量、含泥量及泥块含量，应符合下表的要求，其他性能及试验方法应符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52中的相关规定。

粗骨料的性能指标

项目 指标 针片状颗粒含量 ≤8% 含泥量 ≤1.0% 泥块含量 ≤0.5 % 细骨料宜选用级配Ⅱ区的中砂，天然砂的含泥量、泥块含量应符合下表的要求；人工砂的石粉含量应符合表的要求。试验应按现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52中的相关规定进行。

天然砂的含泥量和泥块含量指标 项目 指标 含泥量 ≤3.0% 人工砂的石粉含量 第4页

泥块含量 ≤1.0%

项 目 石粉含量 3）拌合水 拌合用水应符合现行行业标准《混凝土拌合用水标准》（JGJ 63）的要求。 4）外加剂

外加剂应符合现行国家标准《混凝土外加剂》（GB 8076）和《混凝土外加剂应用技术规范》（GB 50119）的要求，但28d 收缩率比不大于100%。如有必要，在硬化混凝土性能满足设计要求的条件下，可采用增稠剂。掺用膨胀剂时，其性能应符合现行国家标准《混凝土膨胀剂》GB23439中的相关规定。

5）矿物掺合料

矿物掺合料应符合现行国家标准《高强高性混凝土用矿物外加剂》（GB/T18763）、《粉煤灰混凝土应用技术规范》（GBJ 146）和现行行业标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》（JGJ 28）的要求。如有必要，可采用惰性矿物掺合料。

3、本工程原材料选择 水泥：P.O52.5水泥。 矿渣粉：S95矿粉。 粉煤灰：Ⅰ级灰。

外加剂：聚羧酸PCA及三源微膨胀剂SY-G；高效减水剂掺量1.3%，参照同类型工程的掺量（济南绿地普利中心10%、深圳证劵交易所运营中心6%、深圳市民中心工程8%）确定本工程膨胀剂掺量为8%（43.2㎏/m³）。

砂：江西天然中砂，细度模数2.8。

石：安徽芜湖玄武石5～25mm；压碎值4.2%，含泥量0.2%。 4、配合比设计

本工程C60混凝土配合比初步设计如下（单位：Kg），施工前上报实际施工配合比。具体配合比设计记录详见附件。 水 胶凝材料 砂 石 缓凝高效砂率 水灰比 MB﹤1.4（合格） MB≥1.4（不合格） 指 标 ≥C60 ≤5.0% ≤2.0% C55～C30 ≤7.0% ≤3.0% ≤C25 ≤10.0% ≤5.0% 第5页

水泥 粉煤灰 矿渣粉 170 440 50 50 638 1050 减水剂 7.58 0.378 0.291 5、混凝土试验 混凝土加水时间为XXX年5月16日8:05，混凝土初凝时间为XXX年5月16日18:30，混凝土终凝时间为XXX年5月16日20:10；初始坍落度为220mm，30min坍落度为220mm，60min坍落度为210mm；初始扩展度750mm，1小时后扩展度680mm。混凝土的流动性、和易性、保水性均良好。

混凝土试配时间为XXX年5月16日，标养状况下7天龄期强度为58Mpa，28天龄期强度为70.8Mpa。

6、生产与制备

1）自密实混凝土搅拌时间宜比普通混凝土适当延长。一般情况下不宜小于90秒，具体时间应根据试验确定。

2）生产过程中，每台班骨料至少检测一次含水率。当骨料含水率有显著变化时，应增加测定次数，并应依据检测结果及时调整材料用量。

3）高温施工时，生产自密实混凝土原材料入机温度应符合下表规定，必要时应对原材料采取控温措施。

原材料最高入机温度 原材料 水泥 骨料 水 粉煤灰等掺合料 最高入机温度（℃） 60 30 20 60 4）冬期施工时，宜对拌合水、骨料进行加热，但拌合水温度不宜超过60℃、骨料不宜超过40℃；水泥、外加剂、掺合料不得直接加热。

5）运输

运输应采用混凝土搅拌运输车，并应采取防晒、防寒等措施。

运输车在接料前应将车内残留的混凝土清洗干净，并将车内积水排尽。 运输过程中，搅拌车的滚筒应保持匀速转动，速度应控制在3r/min～5r/min，并严禁向车内加水。

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运输车从开始接料至卸料的时间不宜大于90min，如需延长运送时间，应采取相应的有效技术措施，并应通过试验验证。

卸料前，运输车罐体宜快速旋转20S以上方可卸料。

当混凝土自密实性能不能满足要求时，可加入适量的与原配合比相同成分的外加剂，外加剂掺入后搅拌运输车滚筒应快速旋转，外加剂掺量和旋转搅拌时间应通过试验验证。

自密实混凝土的供应速度应保证施工的连续性。 七、钢管混凝土浇筑

1、钢管混凝土施工方法：

钢管内混凝土浇筑采用高位抛落＋辅助性振捣施工工艺。

料斗内环板钢管柱新浇筑混凝土接浆下层混凝土

高位抛落法示意图

2、施工工艺流程

钢管柱及钢梁安装→声测管安装→施工操作防护平台安装→混凝土浇筑→混凝土养护→钢管混凝土超声波检测→混凝土强度检测。

3、操作要点

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1）钢管柱及钢梁安装按照专项施工方案进行并经验收合格后方可进入下道工序。

2）声测管安装：声测管的布置位置应均匀，固定应使用钢筋抱箍与钢管壁焊接，焊接时焊条不得触碰声测管，固定点间距不得大于2米，声测管应保持垂直。每段声测管的上口应高出混凝土表面300～500mm。钢管柱直径变化时应重新布置声测管。

3）施工操作防护平台安装：混凝土浇筑前必须将操作防护平台搭设牢固并安全员检查合格后方可投入使用。防护操作平台可利用钢结构安装焊接的施工平台。

4）混凝土出料口高度距离浇筑面大于9米时，应使用彩条布制作的简易导流筒将料斗的出料口包裹并保证伸至管内部达4米，随着混凝土浇筑上升，当浇筑高度不大于9米后可以拆除彩条布简易导流筒。

4混凝土浇筑：

①吊斗的放料口应位于钢管柱的中心部位，距离浇筑面高度应不得少于4米，当出料口高度距离浇筑面大于9米时，应采取措施将出料口降低至小于9米高度以内，利用混凝土下落产生的动能来达到混凝土的自密实。

②为避免钢管混凝土底部出现蜂窝及自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳，在每次混凝土浇灌前，每次先浇灌一层水泥砂浆(配比采用混凝土的水泥与砂的配比)厚度约为10～20cm。浇筑时管内不得有杂物和积水。

③除最后一节钢管柱外，每段钢管柱的混凝土，只浇筑到离钢管顶端500mm处，以防焊接高温影响混凝土的质量。

④为保证钢管柱混凝土的浇筑密实度，在自密实混凝土下落后用高频插入式振捣棒进行辅助性振捣。

分层振捣密实，每次浇筑分层厚度控制在600mm左右（根据钢管柱直径及料斗容量确定，混凝土每次抛落量应控制在0.7m³左右），保证混凝土密实。对于抛落高度不足4米的区段，应配合人工振捣，振捣棒垂直插入混凝土内，要快插慢拔，振捣棒应插入下一层混凝土中 5～10cm 。

振点布置，振捣棒的有效作用半径为25～30cm，有效作用间距为有效作用半径的1.25倍，采用两点对称振捣。

振捣时应逐点移动，按顺序进行，不得漏振，每点振捣时间在15～20s 。同

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时管外配合人工木槌敲击，根据声音判断混凝土是否密实，每层振捣至混凝土表面平齐不再明显下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为止。

⑤钢管柱内环板处的混凝土浇筑：混凝土浇筑至内环板以下约250mm位置时应停止继续浇筑，需先将以下混凝土浇筑密实后再放料浇筑内环板处，内环板处放料高度范围为环板上下各约250mm，此段混凝土的浇筑尤为重要，务必在混凝土振捣不再泛出气泡和不再下沉后方可浇筑上一道高度的混凝土。

⑥每节钢管柱浇筑完，应清除表面浮浆，待混凝土初凝后蓄水（水深30mm～50mm）或采用湿麻袋养护，养护时间不得少于14天。柱顶使用塑料薄膜将管口封住并用模板覆盖，防止异物掉入。安装上一节钢柱前应将管内的积水、浮浆、松动的石子及杂物清除干净。

⑦浇筑过程中，必须由专人对混凝土的质量进行监控，及时作好塌落度、扩展度检测，对有和易性、塌落度不达标等现象的混凝土坚决不准使用。 八、混凝土检试验

1、自密实混凝土性能试验方法

为了验证高抛自密实混凝土的施工性能，采用坍落扩展度试验对自密实混凝土进行检验。

坍落扩展度试验即传统常规混凝土的坍落度试验，所测坍落度主要反映拌和物开始流动所需力的大小，而不能反映黏性的差异。试验时除应符合现行国家标准《普通混凝土拌合物试验方法标准》（GB/T 50080）中的规定外，混凝土分层加入坍落度筒，且不得振捣。坍落度应控制在250～270mm，坍落扩展度一般为600～750mm。坍落度及坍落扩展度试验如图。

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第一步：平铺钢板

第二步：向塌落度筒内灌入混凝土

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第三步：测量混凝土扩展度

第四步：测量混凝土坍落度

2、超声波检测

工程塔楼外框筒钢管柱为标号C40～C60混凝土，施工过程中有可能存在不密实或孔洞缺陷，这些缺陷的存在会不同程度的影响结构承载力和耐久性，为查明混凝土可能存在的缺陷，以便进行技术处理，当混凝土达到一定的强度后，对钢

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管柱混凝土采用超声波检测，即用超声波检测钢管内部混凝土质量。

钢管混凝土检测采用内部埋设声测管的方法，混凝土浇筑前在钢管内埋设3 根声测管，检测点呈等边三角形布置。

φ50声测管沿高度方向每隔2米与钢管柱用钢筋抱箍焊接固定，声测管应高出柱上口300～500mm。

钢管混凝土检测点布置图及剖面图

钢管柱混凝土分段检测按照钢管柱安装分段高度进行对应的埋管和密实度超声波检测。±0.00以下钢管柱内混凝土不进行密实度的超声波检测。

(3)钢管混凝土达到设计强度70%后内部检测

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以每两根管为一个测试剖面，对每个剖面进行检测。检测时，在两个测声管内分别放进发射换能器R和接收换能器T，以同样的速度同步移动，每500 检测一次，逐点测读声学参数，检测方式以对测为主。

对上述检测可疑部位进行复测，复测时可采用多种方式进行。

对 测斜 测交叉斜测扇形扫瞄测

钢管混凝土内部复测示意图

通过跟无缺陷钢管混凝土的波形比较分析，确认混凝土的振捣质量。 测后如超声波波形未发现畸变，且与标准试件波形一致，则可判定钢管内混凝土密实无空隙，此钢柱合格；若检测后超声波波形发现畸变，则说明钢管混凝土不密实，需要进行补强。

①根据测试报告，顺序选定一片脱空区域，在该区域管壁上下两端用钻头各钻一直径10mm的孔，要求钻透管壁。

②在下孔外焊一直径12mm的钢管嘴，长的60mm。将钢管嘴和注浆嘴连在一起。 ④空压机工作，当上孔口出风时，空压机停止工作，说明该脱空区域已连通。若上孔口不出风，说明脱空区域不通，此时须在上下两孔之间再钻一孔，重复上述操作至出风为止。

⑤从进浆口加浆，启动空压机，打开注浆嘴开始注浆，至上孔口往外大量溢浆时，关闭注浆嘴，用密封膏封闭上孔。

⑥断开注浆嘴和钢管嘴，封闭钢管嘴。

⑦待补强区浆液固化后切除钢管嘴，并将钻孔补焊封固。

经过补强后，再对每片脱空区超声检测，脱空区均已密实后方达到补强要求。 3、声测管注浆

声测管在检测完毕后应进行注浆封堵处理，灌浆采用水灰比为0.5的纯水泥

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浆，注浆压力1.0～2.0mpa，并确保声测管内水泥浆密实。

4、混凝土试块

制作混凝土试块的取样应符合下列规定：

1）每拌制100盘且不超过100m³的同配合比混凝土，取样不得少于一次； 2）每工作班拌制的同一配合比的混凝土不足一百盘时，取样不得少于一次。 九、安全保证措施

1、施工用电安全保证措施

a、操作人员应经过用电教育，作业时应穿戴绝缘胶鞋及绝缘手套； b、插入式振动器的电动机电源上，应安装漏电保护装置，接地或接零应安全可靠；

c、电缆线应满足操作所需的长度。电缆线上不得缠绕或悬挂物品，严禁用电缆线拖拉或吊挂振动器。

2、高空作业安全保证措施

a、施工前，应逐级进行安全技术教育及交底，落实所有安全技术措施和人身防护用品，未经落实时不得进行施工。

b、高处作业中的安全标志、工具、仪表、电气设施和各种设备，必须在施工前加以检查，确认其完好，方能投入使用；

c、攀登和悬空高处作业人员及搭设高处作业安全设施的人员，必须经过专业技术培训及专业考试合格，持证上岗，并必须定期进行体格检查；

施工中对高处作业的安全技术设施，发现有缺陷和隐患时，必须及时解决；危及人身安全时，必须停止作业；

d、施工作业场所有坠落可能的物件，应一律先行撤除或加以固定。 高处作业中所用的物料，均应堆放平稳，不妨碍通行和装卸。工具应随手放入工具袋；作业中的走道、通道板和登高用具，应随时清扫干净；拆卸下的物件及余料和废料均应及时清理运走，不得任意乱置或向下丢弃。传递物件禁止抛掷。

e、因作业必需，临时拆除或变动安全防护设施时，必须经施工负责人同意，并采取相应的可靠措施，作业后应立即恢复。

f、钢管柱混凝土浇筑前由项目部专职安全员对钢管柱周边的操作平台进行检查并确认合格后方可进行混凝土的浇筑。

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g、施工操作平台上严禁堆放杂物。

十、质量保证措施

1、原材料质量控制

混凝土的外加剂与其他工程使用的不相同时，为避免混仓，应建立外加剂的专用料仓。同时在砂石料堆场应建立专用的砂石料堆场, 确保专料专用。同时对原材料加强复检, 确保每一批原材料都符合国家标准和专用原材料的要求。

2、设备管理

为确保自密实混凝土的质量，在生产自密实混凝土前对搅拌机进行必要的清洗，确保混凝土的质量。

3、生产过程的控制

在发料前, 混凝土公司试验室人员对生产所用的砂石料的含水率进行检测，同时每6h对砂石料的含水率进行跟踪检测，确保每一车混凝土的扩展度都在受控范围。同时, 混凝土公司应根据运至现场的混凝土质量情况派出技术人员和现场服务员到工地现场进行全程监控, 与项目部和监理紧密合作, 做到信息的及时反馈、及时处理，确保混凝土质量和混凝土的保障供应。

混凝土试拌记录

试验目的 日期 强度等级 水胶比 砂率 要求坍落度 XXX.05.16 C60 0.29 38 220mm 流水号 水泥 矿粉 粉煤灰 外加剂 黄砂 石子 配合比 项目 1m3砼用量 含水率（％） 调整后1m3砼用量 C 440 F 50 K 50 S 638 1050 G A 1.30% 7.58 170 W 38 编号 12.05.16 样品编号 样品编号 样品编号 样品编号 样品编号 样品编号 5.14 5.14 5.15 5.05 5.12 5.11 P.O52.5 S95 I级灰 PCA 江西 玄武石5-25MM 第15页

预定拌和量(L) 校正后拌和量 桶重 桶＋拌和量 11.00 1.25 25 1.25 15.95 26.25 0.00 1.50 4.25 11.00 3.00 6.00 15.95 26.25 12.50 1.50 4.25 物理性能 加水时间 初凝时间 终凝时间 8:05 18:30 20:10 坍落度 T30min T60min 力学性能 220mm 220mm 210mm 流动性 和易性 保水性 良好 良好 良好 龄期 R7 R28 备注: 试压日期 荷 载 (KN) 1341 1594 1290 1609 强度Mpa 58 70.8 备注 5月23日 1282 6月13日 1576 石子压碎值：4.2%，含泥量0.2%.中砂：细度模数2.8；起始扩展度750mm,一小时后扩展度680mm。掺加膨胀剂SY—G：8%，每立方加43.2㎏ 试验人员: 周晗 计算: 张有才 复核: 王伟

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