钢柱灌芯施工方案
一、编制依据
施工图纸 主要规范、规程
混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204-2002 钢筋焊接及验收规程 钢结构工程施工质量验收规范 钢管混凝土结构设计与施工规程 高速线材车间施工组织设计
JGJ/T27-2001
GB50205-2001 CECS 28:90
、工程概况
本工程位于天津市静海县大邱庄镇，拟建场地位于天津市静海县大邱庄工业开 发区天丰钢铁有限公司南侧。 本工程为新建工程， 由二条相同、 每线年产量 65 万吨 高速线材生产线组成。 主厂房钢排架柱采用 Q345-B 钢材，下部钢管内填充 C30细石 混凝土。柱缀条采用
Q235-B，柱间支撑采用 Q235-B 钢材。钢柱脚采用双肢柱插杯 口式柱脚。本方案适用于高线主
厂房工程 C、D、E线线钢管混凝土结构，共 125 根 柱子，柱芯灌浆材料采用 C30细石混泥土。
各钢管混凝土参数统计如下（以具体蓝图为准）：
C线钢管柱混凝土参数如下：
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柱编号 长度规格（管径×壁厚 ） （mm） 数量 标高位置 （m） 轴线位置 CA3-1、1a、 2、 2a、 3、 3a、４、 4a、 5、5a
Ф559×12 Ф559×8 Ф559×12 2175 11818 1475 2 2 2 -1.875 ～0.3 0.3 ～12.118 12.118 ～13.593 C/1~43 D线钢管柱混凝土参数如下： 柱编号 长度规格（管径×壁厚 ） （mm） 数量 标高位置 （m） 轴线位置 Ф457×12 DA2-1、2、 2a、 3、 4、 4a、5、5a、 6 2025 7518 1675 2200 2350 1225 2175 11918 1375 2 2 1 1 1 1 2 2 ～0.3 -1.725 Ф457×8 Ф457×12 Ф457×12 Ф457×8 Ф457×12 0.3～ 7.818 7.818 ～ 9.493 7.818 ～ 10.018 10.018 12.368 ～ 12.368 ～ 13.618 D/1～31 DA4-1、2、 2a、 3、 4、 Ф559×12 Ф559×8 Ф559×12 ～0.3 -1.875 D/31～43 4a、5 0.3 ～12.218 12.218 2 ～ 13.593 E线钢管柱混凝土参数如下： 柱编号 长度规格（ 管径×壁 （mm） 厚） 数量 标高位置 （m） 轴线位置 EA-1、1EA、2、3、 4、5、4EA、5EA Ф457×12 Ф457×8 Ф457×12 2025 7718 1475 2 2 2 -1.725 ～0.3 0.3 ～8.018 E/1～31 8.018 ～9.493 、施工部署
1、施工组织及劳动力配备
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根据施工方案及工程进度的需要和项目决策的要求， 积极组织施工管理人员和操 作人员进场，熟悉施工工艺，做好施工前的准备。
劳动力配备：输送泵操作员 2 人，混凝土工 5 人，焊工 2 人，电工 2 人，机械修理工
2 人，普工 6 人。
2、材料需用计划
混凝土采用商品混凝土， 铸钢法兰截止阀(J41H-16C 150)20 个, 管径 150mm长 1000mm 短钢管 20 根。
3、机具设备配备计划
序号 名称 混凝土地拖泵 交流电焊机 砼罐车 规格型号 数量 产地 备注 1 2 3 4
1台 BX500 4台 2台 中国 中国 氧割设备 1套 5 汽车吊 四、主要施工方法
1、施工安排
由于施工中所用阀门等为一次性投入，但可周转使用，混凝土地泵按台班计价， 费用较高。本着科学、合理、经济实用的原则，综合考虑工期、质量、成本及本工程 施工工艺要求，选择每次浇灌的钢管柱为 10 个。待钢柱安装专业提交了工序交验资 料后，即从 C 轴/43 线开始，逐步完成浇筑至 C/轴 20 线，然后反过来从 D 轴/43 线 开始，逐步完成浇筑 D/轴 20 线。之后完成剩余的各线钢管柱混凝土浇筑。浇筑进度 受钢柱吊装进度影响较大，初步安排每
3～4 天浇灌一次。每根钢管柱均需进行柱侧 壁上开孔、焊接 1000mm短钢管（地泵管）与钢
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管柱连接、 1000mm短管与泵管进行卡 箍式连接、 钢管柱灌浆完成后拆除短管、 原开孔处钢柱板采用焊接恢复原状进行封堵 等工序措施工作， 需按照方案措施、 结合市场行情计取措施费用， 其余地拖泵管连接 及砼浇筑作业属于砼施工过程作业，其费用在砼子项包含内容之内。 （该工程需另计 取措施项目： 1、钢管柱开孔、焊接连接管、连接管拆除及钢管孔恢复按零星钢构件 制安计取； 2、DN150铸钢截止阀 20 个、DN150（地泵）短管按工程完工后消耗计取；
3、钢柱二次灌浆及外表面清理清洁按每根钢柱 6 个计时工计取； 4、地泵租赁价格按 台班单价
计取 5、每次灌芯混泥土的损耗量按设计方量 20%记取）。
2、钢管混凝土浇筑工艺
钢管混凝土泵送浇筑有两种工艺： 一是自上而下的泵送抛落工艺； 二是自下而上 的泵送顶升工艺，本工程采用泵送顶升工艺。
泵送顶升浇筑法：是在钢管接近地面的适当位置安装一个带阀门 （ 铸钢法兰截止 阀
J41H-16C 150） 的进料支管，采用 135°弯头直接与地拖泵的输送管相连，借助地 托泵的压力
将混凝土连续不断地自下而上顶升灌入钢管， 无需振捣。 钢管直径宜大于 或等于泵径的两倍。
1）、泵送顶升工艺对钢结构制作的要求：
○1 、在肩梁翼缘板周围钻 Φ40 卸压排气孔 2 个，见下图所示。
○2 、在柱肢下部开 Φ150mm浇注孔，开孔位置为▽ 0.300 ，但需注意不能将杂物掉 进管
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内。焊接连接管，连接管长约 1.0 米，其钢管壁厚必须不小于砼输送管壁厚， 连接管端头与砼输送管端头之间用专用高压卡具连接。连接管与钢管柱之间夹角 45°左右，伸入钢管柱内 20 ～
30mm， 焊接牢固可靠。 待管内混凝土被振捣密实并达 到 50%强度以后，方可焊接孔板。
○3 、开洞（浇注孔）尺寸需与现场设备核对，割下部分留做补洞使用。
2）、泵送顶升工艺对混凝土的要求：
采用本工艺浇筑的混凝土应是微膨胀流塑混凝土。 ○1 、水泥可采用矿渣硅酸盐水泥； ○2 、砂子为中砂；
○3 、石子级配符合泵送要求，粒径 5-30mm为宜；
○4 、水灰比不得大于 0.4 ，坍落度不小于 150mm，为满足坍落度要求，应掺适量减 水剂； ○5 、为补偿收缩和增强混凝土与管壁的粘结力，应掺膨胀剂； ○6 、为提高混凝土的和易性，宜掺粉煤灰。
3）、管内混凝土浇筑：
○1 、施工场地宜平整， 以便于砼输送地拖泵与输送管连接， 以及输送管与连接管连 接。为减少泵压力损失， 输送泵与钢柱间距离不宜过大， 以确保输送泵的有效压力值 达到 10～
20MPa。现场宜配备一台吊车配合输送泵移动施工，施工时也可用吊车吊移 砼泵就位，可以节
约时间。
○2 、应充分的做好施工前的准备工作， 以确保泵送顶升作业的连续进行， 并加快施 工速度。内容包括：工序交接，检查孔洞，焊接插入洞口的连接短管，准备止流装置 等，尤其注意检查插入洞口处的平整度，不允许有焊渣，防止浇筑时堵塞短管。
○3 、采用商品混凝土，选择较大泵压的地泵，选择合适的开孔位置，减少输送管的 弯曲段长度。对混凝土输送泵工作压力的要求，在工程实践中一般为 10～20MPa，这 与泵的状况、 泵送高度和混凝土坍落度及和易性有关， 尤其是混凝土的坍落度对泵送 工作压力的影响十分明显。 现场必须对坍落度进行检测、 控制。 混凝土应充分考虑运 输距离和气候引起坍落度损
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失。
○4 、泵送顶升浇筑应连续进行， 以防堵管， 尤其该项工序施工处在炎热的夏季更应 引起注意。因此，在浇筑中间需要更换混凝土搅拌运输车时，应提前做好准备，尽量 缩短中断时间。在泵送顶升作业过程中，不可进行外部振捣，以免泵压急剧上升，甚 至使浇筑被迫中断。 ○5 、为向柱肢钢管中注入混凝土， 需要在管柱上开洞， 其位置应考虑泵车的停站位 置和便于与混凝土输送管的连接。
○6 、柱肢与输送管的连接是通过插入管洞中的短管和 1 个 135度弯头实现的。 连接 短管呈
45 度自下向上插入管洞，管外径与弯头及混凝土输送管相同，便于使用管卡 连接。
○7 、泵送顶升浇筑至肩梁顶部的卸压排气孔冒浆为止。 为防止在拆除输送管时混凝 土回流，在连接短管上设置一个止流装置——铸铁法兰截止阀( J41H-16C 150)。泵 送顶升浇筑结束后，控制泵压 2-3min ，关闭截止阀，即可拆除混凝土输送管，转移 到另一根柱肢浇筑。待核心混凝土强度达 70％后切除连接短管，补焊洞口管壁、磨 平、补漆。补洞用的钢板宜为原开洞时切下钢板。 补洞施焊不会对核心混凝土产生不 良影响。
○8 、管内混凝土的浇筑质量，可用敲击钢管的仿古法进行初步检查，如有异常，可 用超声脉冲技术检测。 对不密实的部位， 可用钻孔压浆法进行补强， 然后将钻孔补焊 封固。 ○9 、由于下列原因，浇筑面不可避免地会产生不同程度的回落。
A、混凝土初凝前由于自重引起的压缩沉落。
B、停泵时未能有效的控制泵压，压力骤减引起的沉落。
C、打开密封箍，打开止流铸钢截止阀过程中微量混凝土（主要为砂浆成分）回流。 处理方法
是用流动性大的 C40细石无收缩混凝土从排气孔中注入填满。
D、管心混凝土的浇筑宜在吊车梁安装前进行。
E、管心混凝土浇筑过程中不可避免的会对钢柱表面造成污染，应及时的清洗混凝 土对柱子、
肩梁的污染。 钢柱的清理清洁需花计时人工进行处理、 每根预计按 2个计 时工记取。 五、混凝土的强度检验评定标准
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按《混凝土强度检验评定标准》 GBJ107-87留置试块的方法检验。 六、安全保证措施
1 、钢柱与连接短管必须保证焊缝质量，避免高压下脱焊。 2 、泵管接头必须密封牢固，以防爆管。
3 、钢柱清理和二次灌浆属于高空作业， 必须采用吊篮施工，同时施工人员必须系 好安全
绳、戴好安全帽。
4 、灌浆作业时，必须有专业施工人员及安全员现场指挥。
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