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钢管砼柱砼施工质量在南京国际金融中心项目上的探讨.doc
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1、钢管砼柱砼施工质量在招商局南京国际金融中心项目上的探讨孙兆科【内容摘要】文章从招商局南京国际金融中心续建工程特殊的结构形式(钢管砼框筒体系)着手,就钢管柱内砼浇铸的工艺以及砼强度的控制进行了简要的介绍。【关 键 词】高强砼 柱内砼浇注 塌落度 振捣密实混凝土也称砼,是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材料,骨料和水按一定比例配制,经搅拌振捣成型,在一定条件下养护而成的人造石材。混凝土具有原料丰富,价格低廉,生产工艺简单的特点,因而使其用量越来越大;同时混凝土还具有抗压强度高,耐久性好,强度等级范围宽,使其使用范围出十分广泛,不仅在各种土木工程中使用,就是造船业,机械工业,海洋的开发,地热
2、工程等,混凝土也是重要的材料。但在不同的工程中,对砼强度的控制也各不相同。一、 工程概况招商局南京国际金融中心工程位于南京新街口中心广场西南侧,楼盘占地2.1万m2,工程总建筑面积约19万m2。其中主、副楼的建筑高度分别为104.8m和220.8m,主楼为一超限高层写字楼。工程从1995年底破土动工至2000年12月,历经桩基、基础、裙楼、副楼的开发后项目建设暂停,2004年11月楼盘的主楼区开始续建。主楼工程结构类型为钢管砼框筒体系。主体结构的安全等级为一级,设计使用年限为50年,抗震设防烈度为7度,抗震等级框架为一级、核心筒为特级。二、 本工程钢管砼框筒体系的结构特征及钢管砼柱的受力特征根
3、据设计要求,本工程主塔楼主体结构采用钢管砼框筒体系,其平面布置如:图1图1 南京国际金融中心工程主楼区钢管柱的分布其特征:(一)主楼各层平面为一轴对称的城门洞形,中心部位为筒体,周边对称设置二十根外径1.1m,且随楼层增高壁厚按25、18、14mm逐步递减的钢管砼柱。(二)核心筒剪力墙体内设置型钢梁、型钢柱。核心筒与钢管柱间,钢管柱与钢管柱间分别设置断面不一的型钢砼梁。(三)由于主楼层数多(五十一层)核心筒的高宽比大,故在核心筒墙体转角处、框墙交接处均布置型钢暗柱,以提高核心筒的抗弯能力。本工程在核心筒外对称设置的二十根钢管砼柱为小偏心受压构件,在钢管砼框筒体系中,钢管砼柱承受其从属面积内的竖
4、向荷载和部分水平荷载。根据国外有关研究资料证明,钢管砼在轴向压缩荷载作用下,由于钢管与砼的相互作用,钢管内冲填的砼受钢管的紧箍作用,砼处于三向受压的状态。因此延缓了砼受压时纵向开裂的出现,而钢管本身则由于内填砼提供的侧向支撑作用,推迟了管壁受压弯曲,增强了钢管的受压稳定性。据资料统计,在受压状态下,钢管砼柱的抗压能力可达钢管与砼单体承压能力之和的1.72.0倍。同样在受弯和受剪的状态下,圆形钢管砼柱表现出较强的塑性性能。在反复水平动荷载作用下,钢管砼柱又表现出较强的耐震性和延性。由于钢管砼柱具有良好的静动力学性能,因此施工阶段保证钢管砼柱内砼的灌注质量,使钢管与砼之间相互作用充分发挥,确保钢管
5、砼柱具有良好的静动力学性能就显得非常重要了。三、 钢管砼柱砼施工质量控制的要点根据设计要求,本工程钢管砼柱内砼强度等级为C60,属于高强砼。施工中我们对钢管砼柱内C60高强砼的控制包括下列内容:(一)根据砼的设计规范,审查砼的配合比;控制钢管砼柱内砼的施工质量,首先控制砼的配合比。为此要求砼的制备厂,根据本工程的设计要求,在砼施工前提供C60砼的水灰比,及砼的制备配合比。并要求厂方提供试配报告报监理审查,监理还对原材料作如下重点审查:1、根据砼的设计规程,高强砼选用的硅酸盐和普通硅酸盐水泥,强度等级不应低于42.5级。本工程厂方采用的水泥为普硅52.5级,符合规程要求。2、根据砼的设计规程C6
6、0砼其粗集料的最大粒径不应大于31.5mm,高于C60砼,其粗集料的最大粒径不应大于25mm。针片状颗粒含量不宜大于5.0%。本工程厂方采用的白云石矿的碎石最大粒径为25mm,针片状颗粒含量为3.4%,也符合规程要求。3、根据砼设计规程,高强砼细集料的细度模数宜大于2.6。本工程采用的细集料的细度模数为2.5。略低于规定值,但细集料中泥及泥块含量均达类技术指标。4、根据砼设计规程,高强砼水泥用量不应大于550kg/m3,水泥和矿物掺合料的总量不应大于600 kg/m3。本工程C60砼水泥用量395 kg/m3,水泥和矿物掺合料的总量为543 kg/m3,小于600 kg/m3,符合规程要求。钢
7、管柱内砼浇注期间,现场抽查塌落度,并适时到砼制备厂检查,检查制备比例是否与报验比一致。(二)根据现场条件,选择柱内砼浇注方法。选定与现场浇注方法相适应的砼塌落度;常见的钢管砼施工方法有导管浇注法,泵送顶升浇注法和传统的手工逐段浇注法。现场采用何种方法需根据施工现场机具配置条件,钢管柱的节点型式,施工人员的经验等确定。上述三种浇注方法由于工艺不同,对塌落度要求也不一。本工程钢管柱施工最大高度近200米,且核心筒内已安装一台内爬式H3/36B(BA659)型的塔吊。塔吊臂长60米,臂端起重量为3.6吨。现场二十根钢管柱全部处于吊臂有效覆盖范围内。因此,本工程钢管砼的浇注方法是利用塔吊吊斗,自上而下
8、分层逐段进行浇注,并随浇随振,确保砼密实。为了控制钢管柱内砼的施工质量,在本工程地库和主楼施工期间,我司曾先后约请东南大学结构及材料试验中心和南京南大工程检测评估有限公司对本工程部分层次的钢管柱作过四次检测。现场对采用传统方法施工时塌落度的控制作过粗浅的探索。结果证明,钢管柱内砼除应满足配合比、强度要求外,尚应注意选择砼的塌落度。分层浇注的厚度,塌落度不同振捣烈度也应作相应调整。在地库施工首次浇注钢管砼时,由于C60砼制备水灰比小,为了保证砼的和易性,厂方掺加少许塑化剂,浇注时砼的塌落度高达180mm210mm。浇注时采用正常方法振捣,分层厚度为1.5mm,结果超声波检测证明,每根钢管柱根部振
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