钢管柱自密实混凝土监理实践浅谈.docx

钢管柱自密实混凝土监理实践浅谈吴栋彦（上海市建设工程监理有限公司， 上海 200072）摘 要： 结合具体工程就如何做好钢管柱自密实混凝土的监理工作提出了五个关键控制步骤。关键词：自密实混凝土；试配；高抛免振；坍落扩展度；旁站中图分类号：tu712文献标识码：b文章编号：1007-4104（2008）04-0069-03d300，隔板四个角上的排气孔由25改为40。既有利于混凝土的下落、排气和密实，又降低了成本，加 快了制造进度。3 对混凝土供货商优中选优，严格把关经多方查实，该市历来的建筑工程从未使用过自 密实混凝土，因而当地搅拌站都没有类似经验，为此 应该优选实力最强的厂家。我们说服总包摒弃低价中 标的思想，从质保体系、服务态度、实验室资质、年 供货量、生产设备、材料储备、罐车数量、泵车能力 等方面对排名靠前的五家搅拌站全面实地考察，并要 求各家现场试配。然后根据各家表现进行打分，并且 适当加大实验室实力的权重，建议总包采用综合得分 最高的厂家。一年以来的事实证明，这项要求建议是 正确的。4 组织好试配工作，优化混凝土配比钢管柱属于细长构件，内部还有许多内隔板，自 密实混凝土要完全依靠自身的工作性能实现密实，因 而确定配比优化应该是监控重点。我们从当地的实际 出发，说服业主、总包，要求有关分包商密切配合， 做了如下工作：（1）委托独立的第三方具有一级资质的xx 理工大学振动与强度测试中心有限公司开展配比设 计。高抛免振混凝土的配合比应满足拌合物高施工性 能的要求。与相同强度等级的普通混凝土相比，它具 有较大的浆骨比，即较小的骨料用量，胶凝材料总量 一般要超过500kg/m3；砂率较大，即集料用量较小， 砂率最大可达50%左右；使用高效减水剂；由于胶凝 材料用量大，必须掺用大量矿物细掺料，细掺料总掺 量一般大于胶凝材料总量的30%。配合比优先采用增 加粉体材料用量和选用高效减水剂，改善浆体的粘性 和流动性。对高抛免振混凝土外加剂性能的要求为： 有优质的流化性能，保持拌合物流动性的性能、合适 69 近年来，随着全国采用劲性混凝土框筒结构的超高层建筑逐渐增多，钢管柱自密实混凝土这一新技 术逐步得到推广。监理公司如何针对性地做好这方面 的监理工作，成为决定该类工程监理效果的关键环节 之一。本文结合实际就xx大厦钢管柱自密实混凝土 的监理经验谈几点体会。1 工程概况xx大厦是一个由三层地下室、四层裙房和53层 塔楼组成的多功能超高层建筑。其中塔楼地上高度242m，结构形式采用框筒结构。劲性混凝土核心 筒作为主要抗侧力体系，钢混凝土组合外框架作 为抗震第二道防线，形成双重抗侧力体系。外框架 每层有42根方钢管柱、88根钢梁。外框架柱为焊接 方钢管内灌自密实混凝土，方钢管壁厚从下至上为3018mm；柱截面尺寸为600900（每层2根）、600600（每层40根）；柱分节由吊装施工方案决定，原 则上三层高度一节，标准节长度12.3m（最长12.7m， 最短8.1m）。由于自密实混凝土具有高流态、保塑 好、坍落度损失小、缓凝、微膨胀的特点，柱芯混凝 土设计要求采用自密实混凝土，承包商采用高抛免振 工法施工。显然，钢管柱内混凝土的质量对结构体系的强 度、刚度、耐火性能至关重要。为了确保施工质量， 我们根据工程实际，主要做了下面的工作。2 在图纸会审阶段要求钢结构承包商优化设计，尽 可能减少混凝土下落的阻力标准节方钢管柱内设置有三道工艺隔板，原设计 与结构隔板相同，为10mm厚钢板，宽度580mm， 对混凝土形成多道阻隔，不利于混凝土的排气和密 实，因此建议采用型钢代替，结构隔板上的开孔还 可以大一点。承包商采纳了监理意见，将工艺隔板 改为l75x8的角钢，结构隔板上的开孔由d250改为表1 每m3混凝土材料用量/kgproject management建设监理2008年第4期质量安全与节能环保的凝结时间与泌水率、良好的泵送性；对硬化混凝土力学性质、干缩和徐变无不良影响，耐久性（抗冻、 抗渗、抗碳化、抗盐浸）好。同时为避免钢管与混凝 土间的微小空隙，必须在混凝土中加入微膨胀剂。外 加剂选用sika公司生产的高效聚羧酸和u型膨胀剂。 砂的含泥量应小于1.5%；石子粒径520，压碎指标在5.56.5以内，含泥量小于1%；粉煤灰宜采用一级； 粒化高炉矿渣粉s75级，28天活性指数105左右。（2）为了验证试验配比的可行性，现场制作了两 根1：1全真模拟试验柱和9根短柱，由总包采用高抛 免振工法进行了试灌。28天后，由大连理工大学振动 与强度测试中心有限公司进行了抽芯试验、超声波试 验和构件荷载试验。通过对超声波波形等参数的分 析，混凝土内部以及混凝土与钢隔板之间没有空洞、裂缝、离析等严重的质量缺陷，但在所测三个隔板的下表面均有不同程度的异常波形和异常线出现，说明 钢隔板与下面的混凝土间的结合面有问题，从拆掉的 柱混凝土来看，应该是存在气泡的。在对构件剖开后 可看到，采用分段浇灌方法的试件，隔板下的气泡少 些，在隔板下加泡沫塑料板的人造旗袍的试件隔板下 的气泡最多，气泡高约23mm，其总面积约为隔板 净面积的66.4%，而自然形成气泡的隔板下的气泡数 居中。根据对荷载试验结果进行分析，隔板下具有66.4%的气泡时，并未影响试件的承载力。混凝土强 度分布均匀，强度达到设计要求。（3）组织专家论证会议，针对试配、试灌和试验 情况，优化配比，指导施工。最终调整为如下配比（见表1）：搅拌站按新配比重新做了试配试验，初始坍落扩展度680mm，tso12s，中边差10mm，v漏斗通过时 间12s。各项指标均符合自密实混凝土应用技术规 程的要求，新配比混凝土的流动性、抗离析性、填 充性等工作性能能够适应本工程钢管柱复杂的内部情 况。说明本工程高抛免振工法可行，可以保证结构的 安全性要求。5 严格审核浇筑方案，确保切实可行由于施工单位没有钢管柱自密实混凝土的浇筑经 验，报上来的初版方案泛泛而谈，针对性、可靠性较 差。而我公司这方面的工程经验、监理经验相对较为 丰富，监理部的相关人员大都具有类似经验。于是我 们邀请公司专家组一起对方案进行了讨论，提出了如 下要求和建议：（1）生产人员必须学习有关自密实混凝土生产技 术，在生产过程中严格执行相关规定。正式生产前必 须对自密实混凝土进行开盘鉴定工作性检测，特别是 混凝土抗离析能力检测。生产过程中严格控制计量精 度，严格控制骨料含水率，及时测定含水率并调整配 合比。针对自密实混凝土特性要选择功率较大的输送 泵。搅拌机、罐车要清洁干燥，地泵、混凝土管要用 同配比砂浆润管。雨雪天严禁浇筑。（2）由于钢管柱内隔板底部的气泡较难排除，要 求在施工工序上进行控制。对一二节高度为9.5、9.0的钢管柱，分两次浇筑；以上每节方钢管柱(三 70 个楼层)分三次填充。每浇筑一层楼，中间间隔时间不少于15min，不超过混凝土初凝时间。每次间隔混 凝土液面的高度在该楼层节点隔板下150200mm之 间。另外要控制合理的下料浇筑速度，便于气体排 出。（3）因为自密实混凝土黏度大、含气量高，所以 浇筑过程应保持连续以防止堵管，同时做到可控以 利于排气。建议采用 “布料机导管下料”的浇筑方 式，因为布料机转动灵活且覆盖面大，既能满足连续 可控要求，又能做到分层间隔浇筑。先由两台地泵将 混凝土送至作业楼层的两台布料机，再由布料机输送 至作业半径内各个柱头处，经下料料斗、导管抛落到 柱内。导管的长度应满足最大自由落下高度宜在5m 以下的要求。（4）总包及有关分包商要针对钢管混凝土的生 产、运输和浇筑的特点健全质保体系，完善质保制 度，加大过程控制力度，安排专人做好浇筑前台、后 台的检测、计量、记录工作，确保钢管柱内混凝土质 量一次过关。6 认真负责，做好旁站监理工作自密实混凝土浇筑的旁站监理工作是整个监理程 序中的最重要一环。针对自密实混凝土的特点，我们 主要做了以下工作：（1）后台混凝土工作性能控制。罐车进入现场(下转第77页)project management建设监理2008年第4期质量安全与节能环保施工中认真记录桩段入土深度，压力表读数，填写压桩施工记录表，并及时对资料进行整理分析，以 判断桩的质量及承载力。如遇压桩时油压表读数突然上升或下降、消失等 异常情况，要停机对照地质资料进行分析是否遇到桩 身破裂或障碍物等，并向设计单位反映，以便及时采 取对策。3.3.5 压桩终止条件控制本工程压桩采取的压桩力为700kn及桩长双重控 制条件控制终止压桩，当连续达到50mm、压桩力大 于700kn时，经过设计单位认可后可截桩至设计标 高。桩顶标高的允许偏差为50mm，保证桩顶锚入承 台50mm。3.3.6 桩基检测桩基检测分桩体和承载力检测。本工程单桩竖向 承载力特征值应根据单桩竖向静载荷试验结果确定， 试桩5根，试桩最大荷载不小于2倍单桩竖向承载力特 征值。试桩前应将桩头表面浮浆或疏松层凿除并用硫磺胶泥制平，避免影响检测结果评判。3.3.7 封桩桩与基础的连接（封桩）是整个压桩施工的关键 工序之一，必须认真进行。桩检测合格后即可封桩， 在封桩前，应检查桩外露桩头的切割情况，压桩孔内 杂物、孔内积水，孔臂和桩面的浮浆清理情况，交叉 钢筋焊接是否清洗干净。封桩一般采用c30掺微膨胀 早强外加剂混凝土浇捣。hea型微膨胀剂以10%比例 替代水泥，封桩时应对桩帽梁进行机械震捣密实，在 潮湿环境下养护14d以上。4 质量评价对成桩后各种数据进行检测，结果较为理想，质 量满足设计和规范要求。收稿日期：2008-01-30作者简介和通信地址：李一坤（1970-），男，国家注册监理工程师， 国家注册造价工程师；樊国田（1971-），男，工程师。通信地址：江 苏省昆山市绣衣东村12号207室，邮编：215300(上接第70页)后，监理人员监督施工方对混凝土的坍落扩展度、 t500流动时间、中边差等指标进行检测。为确保施工 质量一次达标，我们坚持要求每车必检，则在允许范 围内现场收料，否则由搅拌站专门技术人员利用外加 剂作现场调整；如果仍然不合格，则坚决勒令退回。（2）前台对“连续、可控”浇筑的控制。监理人员 的监控重点应放在分层位置和间隔时间上。间隔时间 不少于15min，以便充分排气；不大于2.5h，以免形 成施工冷缝。（3）督促总包管理人员认真如实做好自密实混凝 土浇筑记录。为使浇筑记录具有可追溯性，要求他们 做到以下两点：1）在后台，对每辆罐车出厂、进场 时间，开始浇筑时间、结束时间，由哪一台混凝土输 送泵输送的，坍落扩展度、t500流动时间、中边差 的实测值，都要有专人做好记录；2）在前台，浇筑 前对每根钢管柱做好编号，布料机的标号要与输送泵 的编号相对应。每根钢管柱每一次开始浇筑时间、结 束时间，由哪一台布料机浇筑的，都要有专人做好记 录。（4）自密实混凝土与普通混凝土相比，具有砂率 大，石子小，再加上钢管柱细长的特点，造成浇筑后 上部有层厚厚的浮浆。为确保柱内混凝土强度符合设 计要求，我们督促施工单位在每根柱浇筑完成半小时 后，舀除浮浆；并在混凝土终凝后，将混凝土表面剔 毛，至外露石子为止。（5）事后检查每根柱内混凝土的浇筑质量，重点检查隔板下部。来用铁锤敲击钢管的方法进行初步 检查，如有异常，则应用超声波检测。1）敲击法。 即通过声音来分析管内混凝土是否密实。用质检专用3号钢锤进行敲击检查，每层每根钢管柱进行全检，7d、28d共分两次（敲击时间不宜过早，以免影响混 凝土与钢管壁的粘结）。检查方法为沿柱周边等距离 取若干个点，从柱底敲至柱顶。注意：在正常情况 下，由于钢管混凝土柱两端是固定的，因振幅不同， 柱中间与柱两端的敲击声响不一致。如出现第三种声 音，则视为异常。2）超声波检测法。对于柱子的一些 重要部位，可用超声波进行逐个检查。测试频率宜选择 在40100khz范围内。具体检