超高层钢管混凝土结构建筑施工技术分析 李思敏

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:李思敏
[导读] 摘要:在现阶段的建筑行业中,钢管混凝土结构施工是超高层建筑施工过程中亟待解决的问题之一。
        中国华西企业有限公司  陕西西安  710000
        摘要:在现阶段的建筑行业中,钢管混凝土结构施工是超高层建筑施工过程中亟待解决的问题之一。施工企业开展施工作业的过程中,一定要重视试验柱施工与检测、高泵程混凝土施工环节,这对于确保超高层钢管混凝土结构的稳定性有非常关键的作用。
        关键词:超高层;钢管混凝土;施工技术
        1钢管混凝土结构及其应用优势
        关于钢管混凝土结构,主要是指将混凝土填入薄壁钢管内所形成的组合结构。通常情况下,相关人员依据其截面形式的差异性进行划分,可将其划分为圆钢管混凝土、方钢管混凝土、矩形钢管混凝土,以及多边形钢管混凝土等多个类型。应用优势主要可归纳为以下几点:
        (1)构造相对简单。钢管混凝土结构与以往的钢筋混凝土结构相比,其在实际应用过程中有钢管混凝土柱,所以施工过程中并不需要模板,不仅省去一系列操作工序,同时因其管内不需要放置在纵筋和箍筋,所以也为混凝土的浇灌和振捣提供了一定便利。
        (2)具有较好的经济效果。在经过一系列工程实践研究后发现,钢管混凝土的承压构件更具经济性,不但能够节省50%左右的混凝土,而且还能够减降低结构自重50%作用。其次,因为钢管混凝土是在钢管中注入混凝土,所以钢管混凝土柱的整体防锈费用也会有所降低。最后,如果建筑层数较少,那么钢管混凝土结构的应用造价可能要比钢筋混凝土高一些,但是随着建筑层数的增加,钢管混凝土的应用造价会随之降低。
        (3)具有较高的承载力。钢管混凝土结构主要受到轴向压力作用,当核心混凝土通过钢管的约束作用时,其整体的受力状态会发生改变,由单向受压转变成三向受压,不但使其承载力得到提升,同时也能够增大其极限变形能力。
        (4)具有较好的抗震性能。混凝土本身的脆性就比较大,钢管混凝土结构下的高强混凝土有过之而无不及。
        (5)具有较好的耐火性能。对于钢管混凝土结构而言,钢管与核心混凝土之间拥有互助互补、共同作用的联系,所以较钢结构更具耐火性能。另外,当火灾被扑灭后,外界温度下降过程中,钢管混凝土已经出现弯曲的截面会在此过程中得到不同程度的恢复,也就表明钢管混凝土的截面力学性能所有提升,大大提升了建筑结构的安全性。
        2钢管混凝土结构建筑施工技术分析
        2.1试验柱施工与检测
        从建筑企业开展试验钢管柱施工作业和检测工作的层面来看,首先需要建筑企业的设计人员和管理人员一同在施工现场选取试验钢管柱的区域,并合理放置试验钢管柱,然后再对其开展封底、支模及绑扎钢筋等工作,接着再用密实度较高的混凝土来浇筑试验钢管柱的底座基础。其中,需要施工人员重视的一点是:一定要利用钢筋烧焊来固定扶柱,并且钢管柱底部的密封程度要符合预期标准,可以适当地利用薄钢板烧焊的手段来封堵严实,从而最大限度地防止底座混凝土渗入试验钢管柱中。其次,施工人员要在试验钢管柱放置3根超声波检测管,位置呈正三角形。最后,利用泵送技术将密实度较高的混凝土浇筑到钢管柱中,不需要振捣工作。施工现场混凝土的坍落度应维持在260mm左右,误差不能超过30mm,浇筑高度应保持在10m。其中,浇筑管头要距离浇注口300mm~750mm,防止触碰钢管柱的内隔板。
        2.2高泵程混凝土施工
        (1)施工人员要在制作混凝土前,配置性能优良的外加试剂,并在制作混凝土过程中加入一定的减水剂、缓凝剂等,这对于降低搅拌2h后混凝土的坍落度损失有着非常关键的作用。除此之外,施工人员还要合理加入含有絮凝剂的泵送试剂,从而最大限度地防止混凝土在高压情况下出现泌水和离析问题。


        (2)建筑企业的施工人员要尽可能选用优良的粗细骨料,确保其颗粒形状和级配都符合有关标准,这样不仅可以在一定程度上提升混凝土的流动性和抗形变能力,而且骨料整体直径较小,可以使得混凝土具有充足的润滑浆量,这对于确保混凝土浇筑的稳定性有非常关键的现实意义。③建筑企业的管理人员要在最短的时间内完善混凝土的配置比例,高泵程混凝土需要具有较为优良的稳定性、和易性及可泵性,而且其对于混凝土硬化后的强度、弹性模量及耐久性有着较为苛刻的要求。因此,管理人员通过剖析混凝土的性能需求,并以实际施工环境和具体施工情况为基础来开展配置比例的完善工作。
        3超高层钢管混凝土施工控制措施
        3.1加强形变控制
        超高层建筑受到施工活荷载和建筑自重的影响会产生形变问题。在超高层的特殊部位,混凝土的浇筑可能会影响到架构外筒的整体性能,外筒形变要小于混凝土核心筒的形变,在施工活荷载和自重的影响下进一步加剧了核心筒的形变。施工人员在计算和分析超高层建筑的各项参数时要综合考虑温度变化、自重、混凝土弹性模量、徐变、轴向形变等因素的制约影响,及时增加混凝土架构的钢筋配比,有效提升整体架构的强度。
        技术人员还要注意核心筒的施工作业对超高层建筑产生的形变影响,避免受核心筒施工和建筑自重的影响导致超高层建筑轴向形变增加,进而造成严重的安全质量问题。如果在超高层建筑施工中发生形变,会使核心筒架构的底端层高大幅度降低,工程设计高度、架构标准层高度也会受到较大程度的影响。如果出现此类问题,施工人员要根据施工设计方案采取必要的处理措施,确保工程施工质量,依照项目设计实施作业。
        3.2加强温度导致的位移形变控制
        在超高层建筑施工过程中,容易受到温度影响发生结构位移,所以,需要通过控制温度降低位移形变,从而有效提升超高层建筑混凝土结构的施工质量。技术人员在施工中可以使用隔热保温措施,在温度变化较明显的位置加强控制,降低温度变化造成的应力影响,同时利用隔热保温措施提高转化层位置的处理效果,避免转化层的过度通风现象,从而降低温度导致的应力影响。
        3.3加强徐变及收缩造成的位置形变控制
        在超高层建筑的建设过程中,会因混凝土的收缩导致建筑的竖向结构发生形变,设计人员应提高重视,在设计和施工过程中关注混凝土收缩造成的竖向形变,同时提高对施工质量的检测力度,加强施工过程中的监控管理,一旦发现问题应及时采取有效措施。技术人员应根据项目的实际情况确定混凝土的配合比施工方案,并且根据实验对配合比的检测结果进行调整,最终得到最佳方案,达到改善混凝土徐变和收缩引发形变的目的。设计人员在考虑超高层建筑经济性的同时还要注意整体工程的结构力学性能,科学控制侧向刚度,降低水平位移,合理调节标准高度,提高对内外筒竖向形变的补偿。
        4结语
        综上所述,钢管混凝土结构主要是对钢材和混凝土材料特有优势的充分利用,是对钢筋混凝土结构的优化,其在大跨结构、高层建筑等结构中的应用优势较为明显。实际施工中,需要相关人员具有深厚的理论知识和丰富的实践施工监控经验,有效地开展钢管混凝土结构施工工作,并根据工程实践对钢管混凝土技术进行创新和优化,增强钢管混凝土的工程价值,确保高层建筑混凝土结构的稳定性和安全性,且高效促进我国城市化进程的快速发展。
        参考文献
        [1]石峰.钢管混凝土结构工作机理及其应用[J].江西建材,2021,(04):145-146.
        [2]范全高.大跨度钢管混凝土拱桥施工监控分析研究[J].安徽建筑,2021,28(04):146-147.
        [3]郭兆杰.超高层钢管柱混凝土泵送浇筑施工技术应用研究[J].房地产世界,2021,(04):75-77.
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