钢管混凝土柱外包细石混凝土防火层钢模现浇成型施工工法

1、钢管混凝土柱外包细石混凝土防火层钢模现浇成型施工工法工法编号：RJGF（闽）-69-2010完成单位：福建建工集团总公司厦门五华建设工程有限公司主要完成人：李健 刘小刚 舒正伟 沈延弘 陈基金1 前 言目前在高层、超高层和大跨度建筑中，钢管混凝土柱已得到广泛运用。混凝土外包于钢管混凝土柱表面形成防火保护层，防火效果较好，防火层构造见图1.1。采用钢模现浇成型法施工钢管混凝土柱混凝土防火层，还具有质量稳定、成本低、表面观感好的特点。我司经工程实践，总结形成本工法。图1.1 防火层构造图1细石混凝土防火层；2钢筋网；3钢管柱；4混凝土（按设计）2 工法特点2.0.1 耐火极限高：混凝土比热容大，能

2、有效延缓火灾热量传输，大幅提高钢管混凝土柱耐火极限。2.0.2 整体性能好：混凝土与钢材线膨胀系数相近，包裹钢构件有良好的粘结力形成统一整体，防止高温下混凝土爆裂，持久耐用、抗腐蚀性能强。2.0.3 安全环保： 混凝土防火层在施工中、正常使用环境和火灾高温下均不释放有毒物质，有利于环境保护和火灾时的人员安全。2.0.4 施工质量稳定：预制钢模精度高、强度大，现浇成型防火层厚度均匀并且形状容易控制，表面观感好。2.0.5 施工成本低：钢模利用率高，形成清水混凝土表面，还可以节省二次装修材料，较为经济合理。3 适用范围适用于耐火极限或抗腐蚀性能要求高，混凝土防火保护层厚度在50mm之上的钢管混凝土

3、柱或钢管柱。4 工艺原理外包细石混凝土防火层采用钢模分节浇捣施工，各节高度为1.0m1.5m并单独浇筑各节混凝土，采取定位措施保证防火层厚度、调整钢模垂直度，将细石混凝土从钢模四周分层灌入，每层浇筑高度300mm500mm，用直径25mm插入式振动棒振捣密实，上节混凝土浇筑在下节混凝土初凝前进行；最上端预留约300mm高的浇筑口，待钢模拆除后分层施工，钢模现浇防火层构造见图4.1。图4.1钢模现浇防火层构造图1钢面板；2防火层；3螺栓孔；4翼缘环；5竖向翼缘；6竖向加劲肋；7弧形加劲肋5 施工工艺流程及操作要点5.1 工艺流程施工工艺流程见图5.1：钢管柱表面处理底节钢模定位底节防火层混凝土浇

4、捣底节钢模垂直度调整中节及上节防火层混凝土浇捣中节及上节钢模安装固定安装底节钢模钢筋网定位绑扎拆除钢模浇筑口防火层施工养护养护施工准备图5.1 工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 施工准备1 钢管混凝土柱隐蔽验收合格后，组织有关技术人员编制钢模施工方案。2 根据方案要求定制钢模，做好钢模进场验收工作。3 施工前做好技术交底和培训工作。5.2.2 钢管柱表面处理清理钢管混凝土柱表面，并用钢丝刷清除钢管柱表面锈迹。5.2.3 钢筋网定位绑扎1 在钢管柱底端及顶端分别点焊固定一个圆箍筋,将12的钢筋头点焊于钢管柱撑起圆箍筋，确保钢筋网定位准确。2 将竖向钢筋两端分别绑扎于已固定的圆箍筋上，按设计要

5、求控制间距，保护层厚度为15mm30mm。3 按设计要求的间距将圆盘钢筋以螺旋箍的形式环绕在竖向钢筋上，并绑扎牢固。钢筋网安装见图5.2.3：图5.2.3 钢筋网安装示意图1定位钢筋头；2钢管柱；3定位圆箍筋；4钢筋网；5螺旋箍筋；6竖向钢筋5.2.4 底节钢模定位1 在楼板上确定4个定位点，确保点与钢管柱表面的垂直距离等于防火层厚度。2 在每个点的位置上钻孔植入6钢筋头，钢筋头伸出板面约30mm长，利用钢筋头定位钢模内侧从而控制防火保护层厚度。5.2.5 安装底节钢模1 根据钢管混凝土柱排气孔直径及位置，在底节钢模相应位置预留相同直径安装孔。2 先竖立预留安装孔的钢模，其安装孔对准钢管柱排气

6、孔，将等直径镀辛管插入，临时固定。3 安装另一侧钢模，拼缝处避开定位钢筋头，紧固两边接口螺栓。 5.2.6 底节钢模垂直度调整1 用线坠调整钢模板垂直度，吊点宜选择螺栓孔位置。2 确定垂直后将木楔塞入钢模底端与楼板间缝隙及钢模上口，并固定牢固防止偏移。见图5.2.6：图5.2.6 钢模上口剖面图1木楔；2钢管柱；3钢模板5.2.7 防火层混凝土浇捣按施工配合比拌制细石混凝土，拌好后从钢模四周分层灌入，每层浇筑高度300mm500mm，用直径25mm插入式振动棒振捣至无明显气泡。5.2.8 中节及上节钢模安装固定1 底节或下节混凝土浇筑后，将钢模上口的木楔拆除。2 安装上一节钢模，最上节预留约3

7、00mm高的浇筑口。3 调整钢模位置使上下节拼缝对接，对准横向翼缘上的圆型螺孔，插入螺杆临时固定，用活动扳手逐个拧紧接口固定螺栓，利用在钢模上口固定木楔来控制防火保护层厚度和调整钢模垂直度。5.2.9 中节及上节防火层混凝土浇捣上节混凝土浇筑在下节混凝土初凝前进行，具体工艺参照5.2.7。5.2.10 钢模拆除1 混凝土终凝后方可拆模，拆模时应从上到下，先拆横向固定螺栓再拆竖向固定螺栓。2 及时清理翼缘边及钢模内壁残留的砂浆等杂物，涂刷脱模剂，分类属相摆放整齐，严禁堆压。5.2.12 浇筑口防火层施工拆模后分内外两层进行浇筑口防火层施工，内层用坍落度为3050mm细石混凝土抹压在钢管柱上；外层

8、使用1：3水泥砂浆抹面，厚度约20mm。5.2.13 养护拆模后12小时内对防火层进行养护，养护时间不小于7天。当日平均气温低于50C时，不得浇水养护。5.3 劳动力组织根据施工工程量、施工进度等情况组织劳动力。以16根/层、直径1.3m、2.8m浇筑高度、70mm厚混凝土防火层、工期3天的进度为例，人员配备见表5.3：表5.3 劳动力组织情况表序号工种人数(个)1普工（钢筋绑扎）22普工（混凝土拌制）23普工（混凝土运输）14技工（钢模安装）25技工（混凝土浇筑）1合计8综合人工（工日/m2）0.131注：配备3套钢模（3根柱）6 材料与设备6.1 材料6.1.1 钢材：采用符合国家现行有关

9、标准规定的Q235型号钢。6.1.2 钢模成品：应采用专用设备压制成型，完整配套使用，配件通用，且刚度、强度及挠度符合组合钢模技术规范（GB50214）要求，质量标准见表6.1.2:表6.1.2 圆钢模板产品质量标准项次项目要求尺寸（mm）允许偏差（mm）检查方法1单节钢模高度H-1.0用钢卷尺检查2单节钢模直径D1.0用钢卷尺检查3翼缘/肋高H±0.5游标卡尺4单节垂直度/L/1000钢卷尺配合线锤吊垂直检查5厚度/±0.5游标卡尺6螺孔直径/±0.25游标卡尺7翼缘与肋、翼缘间、肋间焊缝长30.0±5游标卡尺8翼缘与肋、翼缘间、肋间焊脚高2.01.0

10、游标卡尺9翼缘或肋与面板焊缝长15.0-5.0游标卡尺10翼缘或肋与面板焊脚高2.01.0游标卡尺11防锈漆外观涂刷均匀不得漏涂、脱皮、皱皮、流淌12模板间拼接缝隙/2.0塞尺13相邻模板面高低差/1.0塞尺配合靠尺6.1.3 混凝土：导热系数、比热容、表观密度等参数应符合建筑钢结构防火技术规范（CECS200）等国家或行业标准要求。6.1.4 水泥：水泥品种应按设计要求选用，其强度等级不应小于32.5，品牌、批次、强度等级应相同，不得使用过期或受潮结块水呢，水泥技术性能应符合通用硅酸盐水泥（GB 175）的要求。6.1.5 粗骨料：选用粒径520mm，连续级配，含泥量不大于1%且不含杂质的碎

11、石。6.1.6 细骨料：选用细度模数2.5以上，含泥量不大于2%且不含杂质的中粗砂，使用前过3mm5mm孔径的筛子。6.1.7 外加剂：应符合现行国家标准混凝土外加剂（GB8076）和混凝土外加剂应用技术规范（GB50119）要求。6.2 机具设备6.2.1 机械、设备混凝土搅拌机、磅秤、斗车、电钻、电焊机、25mm插入式振动棒振。序号机械、设备名称规格型号主要工作性能指标1混凝土搅拌机JZC350功率5.5KW、容量350L2翻斗车0.08 m3/车3冲击钻BH-2009额定输入功率:550瓦4电焊机BX6-200额定输入电压：220/380V5插入式振动棒振ZN25功率1.5KW、振动频2

12、30HZ6.2.2 常用施工工具钢丝刷、撬棍、榔头、木楔、塑料桶、扳手、铁锹等。6.2.3 常用检测工具线坠、2m靠尺、水平尺、钢卷尺、塞尺等。7 质量控制7.1 质量控制标准7.1.1 防火层质量控制应严格按混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204）、钢管混凝土柱技术规程（J10279）、建筑钢结构防火技术规范CECS200、通用硅酸盐水泥（GB 175-2007）和建筑装饰装修工程质量验收规范（GB 50210）等相关要求执行。7.1.2 防火层施工质量应符合表7.1.2要求1 主控项目表7.1.2-1主控项目序号项目控制标准检查方法1基层一级钢结构表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁

13、锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹只能是点状或条纹状的轻微色斑；二级钢结构表面无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物观察2原材料符合设计要求和国家现行标准规定检查产品合格证明、进场复验报告、配合比试配报告3厚度不允许负偏差钻孔、尺量4强度符合设计要求检查混凝土试块检测报告2 一般项目表7.1.2-2一般项目序号项目标准检查方法1表面质量颜色均匀一致，没有明显色差，无漏浆，无油迹及锈斑距离构件表面3m观察2气泡气泡分散，最大直径不应大于3mm，深度不应大于2mm距离构件表面3m观察,尺量3裂缝宽度不大于0.2mm，且长度不大于100mm尺量、刻度放大器4拼缝高低差

14、不大于2mm2m靠尺，塞尺5垂直度允许偏差±4mm线坠、钢卷尺7.2 质量保证措施7.2.1 钢模板成品应有出厂合格证明并附产品使用说明书。7.2.2 钢管混凝土柱安装完成后宜尽早组织隐蔽验收，及时进行混凝土防火保护层施工，避免其表面锈蚀。7.2.3 钢筋网定位时螺旋箍筋及竖向钢筋应避开钢管柱排气孔位置。7.2.4 同规格的钢模应配套使用，安装前应将其内表面清理干净并均匀涂刷脱模剂。对变形及损坏的钢模和配件应及时整形和修补。7.2.5 为防止漏浆，应在钢模底与楼板接缝不严密处填入低标号砂浆，钢模拼缝之间采用3mm厚自粘海绵条密封。8 安全措施8.0.1 施工操作人员在用电及机械使用时

15、应遵守施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46）及建筑机械使用安全技术规程（JGJ33）的有关安全规定，不得私自乱拉乱接电线，使用小型电动工具及面钨灯必须接漏电保护器及保护零线。8.0.2 外包混凝土防火层施工的安全措施应符合建筑施工安全检查标准（JGJ59）、建筑施工高处作业安全技术规范（JGJ80）和建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（JGJ130）中所规定的各项要求。8.0.3 进入工地的施工人员必须正确佩戴安全帽，不许穿“三鞋”、赤脚。 8.0.4 钢筋绑扎和钢模施工应搭设安全稳固的操作平台，要求满铺脚手板，高处和临边作业要拴好安全带。8.0.5 拆模时应按施工方案进行操作，严禁随拆

16、随扔，确保钢模平稳放下。9 环保措施9.0.1 用斗车运输混凝土不应漏浆，污染施工道路，施工完成后清理楼面做到工完场清。9.0.2 应选用对人体无害的脱模剂，涂刷时控制脱模剂的流淌，避免污染环境。10 效益分析10.0.1 外包混凝土防火层较涂刷防火涂料持久耐用、抗腐蚀性能强；且安全环保，混凝土防火层在施工、正常使用环境和火灾高温下均无有毒释放物，有利于环境保护和火灾时的人员安全。10.0.2 现浇成型法施工较喷射法施工节约原材料，减少成本，现浇法操作简便，质量容易控制，防火层厚度均匀，而且不污染环境。10.0.3 采有钢模现浇成型混凝土防火层形成清水混凝土表面，平整顺滑，具有良好的装饰效果，

17、减少二次装饰费用。10.0.4 提高了钢管柱耐火极限，具有良好社会效应。11 应用实例本工法应用于厦门港国际旅游客运码头配套地产项目2006G01-A1项目标段办公楼、厦门港务大厦工程的外包钢管柱混凝土防火层施工，施工质量满足预期要求，现以厦门港国际旅游客运码头配套地产项目2006G01-A1项目标段办公楼为实例。厦门港国际旅游客运码头配套地产项目2006G01-A1项目标段办公楼，该办公楼为核心剪力墙与周边16根圆钢管混凝土柱构成的框架核心筒结构，屋面高度127.1m，地上31层，与相邻公寓楼共用2层地下室，标准层层高4.0 m，圆钢管混凝土柱截面类型见表11.1-1：表11.1-1 圆钢管混凝土柱截面类型序号直径（mm）壁厚(mm)数量（根）工程量（m3）113002412453.8212002214440.5311002014651.5钢管混凝土柱防火设计方案是在钢管柱外壁固定6200X200钢筋网，采用喷射法施工70mm厚C25细石混凝土防火护层，施工单位根据现场实际情况提出变更，采用钢模现浇成型法施工,经设计单位批准于2010年6月开始施工，2010年9月完成，施工效果得到建设、设计等有关单位认可。钢模规格及数量见