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      鋼管柱和盾構機殼管
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      某生產車間外圍框架柱鋼管混凝土柱施工方案

      2020/8/26 9:28:40??????點擊:
      -------公司一期工程綜合生產車間外圍框架柱 KZ-1 為鋼管混凝土柱,共 36顆,沿車間外圍均勻分布。柱直徑為 1m,柱頂標高為 12.0m ,柱全高為 13.81m。鋼管混凝土柱設計直徑為 1000mm。鋼管壁厚‘14mm,采用 Q345B 鋼板按設計尺寸卷制。在標高 0.2m到-1.91m處鋼管柱外圍再加筑一層壁厚為 250mm的鋼筋混凝土管套。
      二、鋼管混凝土柱安裝
      1. 鋼管柱的制作
      鋼管柱要求各部件的制作、焊接的尺寸、位臵、標高準確。為減少現場工作量,保證質量,鋼管及各部件制作、組焊集中在工廠完成,經管材質、焊縫、橢圓度、表面平整度檢驗合格后,運至現場安裝。
      2. 鋼管柱基礎處理
      柱基礎設在鋼筋混凝土承臺頂上 100mm部位,即相對車間室內地坪± 0為標高-1.81m處。在承臺頂 -1.91m處提前預埋 4 根 M30地腳螺栓,螺栓伸入承臺下 700mm,超出承臺頂 250mm,在以鋼管柱安裝中心為圓心, 570mm為半徑的圓上均勻分布。在鋼管柱安裝前在地腳螺栓上安裝一只外徑 1300mm、內徑 900mm、厚20mm的鋼板圓環。圓環上依照地腳螺栓位臵分別鉆出 4個直徑為 35mm栓孔。為保證鋼板圓環位臵、 標高的準確及平整度小于 2mm的要求 ,在柱管內縱筋全部綁扎完后,按鋼板圓環規格,做一個穩定的圓環支架,按承臺上放線位臵直接落于鋼管圓環處。將圓環鋼板臵于支架頂部,調整鋼板標高及板面平整度后,先以四個螺母用作調節螺母調節鋼管平整度將鋼板圓環底部與地腳螺栓對稱固定,固定時兼用兩臺水準儀以垂直方向設臵校準鋼板各位臵標高及平整度。再用墊板及雙螺母將鋼板圓環上部與地腳螺栓固定。待圓環鋼板位臵固定后,安裝好圓環鋼板外側環模,再采用壓力澆灌法進行圓環板底與承臺間混凝土的澆筑。澆筑前已將承臺頂面鑿毛,并做好隱蔽記錄。澆筑時,兩側對稱澆筑,防止位移,并隨時用兩臺水準儀在相互垂直的方向校準鋼板標高與平整度 ,保證鋼板圓環頂標高為 -1.81m,且使圓環平面與水平面平行。待此壓力澆灌后澆層混凝土終凝后,先將鋼板圓環外的多余混凝土清除,隨后即可實施鋼管柱的吊裝。
      3.鋼管柱的現場安裝
      3.1.吊裝設備與方法
      吊裝利用現場臨時施工租用的兩臺 25t汽車吊,汽車吊臂長 50m,鋼管柱吊裝在 20m范圍內,單根柱重量為 4.77t,汽車吊起重量能滿足要求。起吊方法采用單點起吊,吊索借助自卸式卡具與鋼柱連接,鋼管柱采用旋轉法吊升至柱底圓環鋼板上方后,將柱腳慢慢放至鋼板圓環上,人工扶正就位,必要時分三向安裝臨時槽鋼支撐固定鋼柱,槽鋼一端固定在車間主體方柱上,另一側固定在鋼管柱上。爾后進行鋼管柱垂直度校正復核,及柱腳與鋼板圓環的焊接。爾后做鋼管柱整體質量檢測,焊接質量探傷等。
      3.2.吊裝步驟
      (1)吊裝鋼管柱時提前將 11.1m處的 14厚加勁環板焊接到鋼管上 12.91m處。將與 11.1m處方柱相接的 H型鋼鋼梁焊接到埋件上, 并用 3根槽鋼分向作支撐,以保持鋼梁水平。
      (2)安裝鋼管柱前先清理基部鋼板圓環表面,按柱安裝方向 (應與柱身劃線方向吻合)劃出十字線,在線上標出柱半徑,焊四只定位板。安裝時,分垂直方向設兩臺經緯儀,調整柱身劃線與柱底鋼板劃線重合,柱外皮與柱半徑標點重合,將定位板與鋼柱焊接,并安裝槽鋼支撐。爾后按柱身與柱腳劃線復核鋼管柱垂直度,最終將鋼柱柱腳與柱底鋼板圓環焊牢。
      3.3.垂直度控制
      用 2 臺經緯儀在相互垂直的兩個方向觀測,為方便觀測,先行安裝角部鋼管柱。觀測時,經緯儀對中于柱軸線,十字豎絲對準柱腳處柱外邊線點,觀測者由柱腳從下向上觀測柱身母線,同時指揮安裝人員調整撐桿,直至柱頂母線與經緯豎絲重合。鋼管柱校正無誤后,進行柱腳與鋼板圓環的焊接,采用坡口焊焊接,并檢查焊接質量。然后搭設內外腳手架,安裝次構件,即鋼梁與加勁環板的對接。焊接好后,卸去柱底部定位板,對柱身垂直進行復核,并做好垂直度偏差值記錄,以便下次安裝調整,防止出現累積誤差。
      3.4.對接焊施工
      本工程采用 E50低氫系列焊條、手工電弧焊,由 2 名焊工對稱操作,焊縫的外觀檢查和超聲波探傷結果必須符合《鋼結構工程施工質量驗收規范》(GB50205-2001)的要求。焊接工藝流程:焊前檢查 →預熱 →測溫→焊接→保溫或后熱 →超聲波檢測→填寫作業記錄。接口焊縫為熔透一級焊縫,分次焊滿。焊接工程中,易產生較大的焊接殘余變形,導致垂直度偏差。因此,采取措施如下:
      1)每根柱從下至上固定焊工,以明確責任。
      2)對稱施焊,即分段反向對稱順序施焊。
      3)嚴格控制同類型焊機及焊接電流等參數。
      4)對接前根據上節安裝偏差值, 計算后在管口實行機械打磨, 保持焊縫間隙基本一致。
      5)坡口切面與切面兩側的水分、污物、油污、銹及氧化皮等均清理干凈,露出金屬光澤;

      6)增設防變形卡板。

      4.鋼管柱安裝質量控制

      1)按設計圖樣繪出柱位圖, 并按順序編號, 核對圖樣,確定每根柱的節點標高和節點做法,然后制訂工藝方案及焊接工藝規程,指導施工。

      2)凡為Ⅰ級焊縫, 必須對全部焊縫進行超聲波無損探傷, 不符合要求即進行返修,同一部位返修不宜超過 3次。凡為Ⅱ級焊縫,必須對 50%的焊縫進行超聲波無損探傷,不符合要求即進行返修,同一部位返修不宜超過 3次。對Ⅲ級焊縫進行外觀質量檢查,表面不得有氣孔、裂紋、夾渣等缺陷,咬邊深度不得大于 0.5mm,長度不大于總長的 10%,且連續長度不大于 100mm。對不符合要求的焊縫,要作補焊,并作打磨處理。焊腳高度必須滿足焊接工藝規定要求,雨天嚴禁施焊。

      3)焊工必須有崗位操作證并具有豐富的鋼結構焊接施工經驗, 施工中建立焊接記錄卡,焊接柱與焊工編號相對應。

      4)加工好的鋼管柱運達現場后, 進行尺寸、外觀的二次檢驗, 符合要求方可安裝。

      5.柱腳的加固處理

      1)在鋼管柱安裝完成后,首先按照設計要求將鋼管柱底部 -1.81m ~0.2m 之間外圍的 216 顆栓釘焊接到圓柱上,再綁扎圓柱外縱筋及箍筋,最后澆筑外圍圓桶狀混凝土。

      2)留臵同條件試塊,待兩天后拆模,經十天后,測同條件試塊強度等級,達到 100%后,即可回填柱基礎。

      6.吊裝作業安全措施:

      1)吊裝作業必須執行規定的統一信號, 嚴禁執行“十不吊”的規定。 吊具、吊鉤、鋼絲繩等必須符合有關技術規定。

      2)高出作業中的手動工具、焊條、切割塊等必須放在完好的工具袋內,并將工具袋系好固定。每道工序完成后,臨邊不準留有雜物,以免發生墜落打擊。

      3)吊裝機械必須經過檢測部門的驗收方可使用。

      7.鋼管柱安裝施工安全措施:

      1)安裝前做好現場技術交底和培訓工作。

      2)所有高處作業人員必須經過體檢,作業時必須系掛掛號安全帶,傳防滑鞋,并在操作行走時將安全帶扣掛于安全纜繩上。

      3)焊接時,要制作專業擋風斗,對火花采取嚴密的處理措施,以防火災、燙傷等;下雨天不得進行露天焊接作業。

      4)吊裝作業劃定危險區域,掛設明顯安全標志并將吊裝作業區封閉,設專人加強安全警戒,防止其它人員進入吊裝危險區。

      5)禁止在高空拋擲任何物件,傳遞物件用繩拴牢。焊接時,電焊工要將焊條頭收集在專用筒內,防止甩出后燙傷他人。

      6)作業人員從規定的通道和我走廊上下來往,禁止在未防護的高空中的構件上行走或作業。

      三、鋼管混凝土澆筑

      鋼管混凝土的澆筑,宜采用高拋免振搗法澆筑。高拋免振搗混凝土施工方法適用于管徑大于 350mm, 高度不小于 4m的鋼管混凝土柱。高拋免振搗混凝土的工藝原理是采用合理的配合比,使混凝土拌合物具有很高的流動性,在高空拋落中不離析、不泌水,不經振搗或少振搗而利用澆筑過程中在高處下拋時產生的動能達到自密實的要求。

      1.操作要點:

      1)澆筑時管內不得有雜物和積水,先澆筑一層 100~200mm厚與混凝土強度等級相同的水泥砂漿,以防止自由下落的混凝土粗骨料產生彈跳。

      2)泵管出料口需伸入鋼管內,利用混凝土下落產生的動能來達到混凝土的自密實。3)當拋落的高度不足 4m時,用插入式振搗棒密插短振,逐層振搗。振搗棒垂直插入混凝土內,要快插慢拔,振搗棒應插入下一層混凝土中 5~10cm。振搗棒插點按梅花形均勻布臵,逐點移動,按順序進行,不得漏振,每點振搗時間不少于 60s。管外配合人工木槌敲擊,根據聲音判斷混凝土是否密實,每層振搗至混凝土表面平齊不再明顯下降,不再出現氣泡,表面泛出灰漿為止。

      4)當混凝土全部澆筑完畢后,應噴涂砼養護液,用塑料布將管口封住,待管內混凝土強度達到要求后,用與混凝土強度相等的水泥砂漿磨平,蓋上端板,并焊牢、測平。

      5)澆筑過程中,必須由專人對混凝土的質量進行監控,及時作好坍落度檢測,對有和易性、坍落度不達標等現象的混凝土堅決不準使用。每臺班混凝土取樣不少于 2組。

      2.材料

      1)膠凝材料:

      水泥應具有較低的需水性,同時還應考慮其與高效減水劑的相容性。摻用的礦物細摻料也應具有低需水性、高活性。綜合考慮后宜采用強度等級為 42.5的硅酸鹽水泥。

      2)骨料:

      骨料的粒徑、尺寸和級配對高拋免振搗混凝土拌合物的施工性,尤其拌合物通過的間隙影響很大。高拋免振搗混凝土的骨料采用粒徑 5mm~25mm 的石子、粒徑 5mm~10mm的小石子,細度模數為 3.0~2.6的中砂。粗骨料的最大粒徑,當使用卵石時為 25mm,使用碎石時為 20mm。施工過程中嚴格控制砂中粉細顆粒的含量和石子的含泥量,砂子的含泥量一般不宜大于 2%,石子的含泥量一般不宜大于 1%。砂中粉細顆粒含量通過 0.165mm篩孔量不少于 5%。

      3)外加劑:

      對高拋免振搗混凝土外加劑性能的要求為:有優質的硫化性能,保持拌合物的流動性,合適的凝結時間與泌水差率,良好的泵送性;對硬化混凝土的力學性質、干縮等無不良影響,耐久性好。同時為避免鋼管與混凝土間的微小空隙,必須在混凝土中加入微膨脹劑。

      4)摻和料:摻和料采用Ⅰ級粉煤灰。

      5)配合比:鋼管內的混凝土強度等級: C40。對于泵送高拋免振搗混凝土,配合比應滿足拌合物施工性能的要求。因此,與相同強度等級的普通混凝土相比,它具有較大的漿骨比,砂率較大,細摻料用量多。為了保證耐水性,水灰比一般不宜大于 0.4。

      (1)嚴格控制碎石級配,鋼管混凝土所有碎石必須是 0.5~4cm連續級配。

      (2)調整配合比,確定水灰比為 0.4,坍落度為 20mm。在混凝土中摻入12%UEA 膨脹劑配制成補償收縮混凝土,并摻入 NF 高效減水劑,增強混凝土的粘聚性與和易性,減小用水量。

      3.機具設備

      機具設備有:混凝土輸送泵、混凝土輸送管(規格可選φ 100、φ125 和φ150mm等,并配有各種拐彎角度的短管) 、振搗棒?;炷凛斔捅脩獋溆凶銐蚬β屎头€定電壓的電源。同時應備有應急發電設備。

      澆筑現場與混凝土攪拌站以及澆筑現場的前后臺之間必須有可靠的通訊聯絡設備。

      4.澆筑順序

      從車間南側 1軸處圓柱開始澆筑,四顆圓柱為一檢驗批澆筑,將泵車臵于四顆圓柱中間,依次澆筑。

      5.施工中的安全措施:

      1)操作平臺應搭設牢固,施工人員在上面操作時必須系好安全帶。

      2)使用振搗棒的作業人員,應穿膠鞋,戴絕緣手套,使用帶有漏電保護的開關箱。

      3)夜間作業,應有足夠的照明設備,并防止眩光。

      4)清管時,管端應設臵擋板或安全罩,嚴禁在管端站立人員,以防噴射商人。

      5)拆除泵管接頭時,應先進行多次反抽,卸除管道內混凝土壓力,以防混凝土噴出傷人。

      6.質量要求

      6.1 本工法執行的有關標準:

      本工法主要執行的是《高強混凝土結構技術規程》 、 《鋼管混凝土結構設計與施工規程》。

      6.2 檢查質量的方法:

      1)敲擊法。即通過聲音來分析管內混凝土是否密實。用質檢專用的 3號鋼錘進行敲擊檢查,對每根鋼管柱進行全檢, 7天、28天共兩次。

      2)超聲波檢測法。測試頻率宜選擇在 40~100KHZ 范圍內。

      3)留臵同條件試塊及標養試塊,定期檢測強度。

      4)混凝土缺陷的處理:如發現局部混凝土不密實,應在鋼管壁上鉆孔并壓漿補強,壓漿補強后將鉆孔塞焊補平。

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