钢管混凝土顶升施工方案

防城港青少年活动中心工程

一、工程概况

防城港青少年活动工程±0.000以上采用钢框架结构。钢框架柱采用钢管混凝土柱，在螺旋焊接钢管的内部灌注混凝土，钢结构与混凝土结合受力。

工程共计钢管混凝土柱72根，按照钢结构制作安装方案分为五个区，详细分部如下表：

区域 圆形区 轴线 D列 B列 一区 C列 A列 B列 二区 C列 A列 B列 三区 C列 B列 四区 C列 508×10 2 2 18.862 13.85 3.82 2.81 7.64 5.61 508×10 610×10 1 4 1 2 4 13.85 18.862 13.85 20.03 13.85 4.05 3.82 2.81 5.85 4.05 4.05 15.28 2.81 11.70 16.18 508×10 610×10 610×10 1 4 1 6 3 4 13.85 18.862 13.85 19.012 13.85 18.862 4.05 3.82 2.81 5.55 4.05 5.51 4.05 15.28 2.81 33.32 12.14 22.04 508×10 610×10 610×10 2 2 7 3 4 18.862 13.85 19.012 13.85 20.03 3.82 2.81 5.55 4.05 5.85 7.64 5.61 38.87 12.14 23.40 规格（*t) 508×10 610×10 数量（根） 12 2 5 高度（m） 9.37 20.03 13.85 单根混凝土量（m3) 1.90 5.85 4.05 累计混凝土量（m3) 22.78 11.70 20.23 共计需要浇筑混凝土约300 立方米。

根据以往施工经验和本工程钢柱特点工程采用顶升工艺，在钢结构柱安装验收合格后从底部顶升混凝土，一次顶升浇筑完毕不需要振捣，靠顶升挤压自然密

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实，节约时间又可以克服钢柱高度高、柱中间节点板多从上而下浇筑造成离析或不密实的质量问题。 二、编制依据

《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB50205-2001） 《混凝土结构工程质量验收规范》 （GB50204-2002） 《建筑机械使用安全技术规程》 （JGJ33-86） 《施工现场临时用电安全技术规范》 （JGJ46—2005） 公司混凝土顶升工艺工法 三、施工总体安排 3.1、施工工艺流程

3.2、施工进度安排

根据施工总体进度的安排和钢结构施工验收情况初步确定，从2010年6月

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5日开始混凝土顶升施工，预计在7月30日施工完毕。

6月5日-6月10施工中心区12根钢管柱混凝土柱

6月11日-6月15日施工一区标高13.85m的7根钢管混凝土 6月16日-6月20日施工二区标高13.85m的5根钢管混凝土柱 6月21日-6月25日施工一区标高13.85m以上的4根钢管混凝土柱 6月26日-7月5日施工二区标高13.85m以上的15根钢管混凝土柱 7月6日-7月10日施工三区13.85m的5根钢管混凝土柱

7月11日-7月20日施工三区标高13.85m以上的14根钢管混凝土柱 7月21日-1月25日施工四区标高13.85m的6根钢管混凝土柱 7月26日-7月30日施工四区标高13.85m以上的4根钢管混凝土柱 上述时间安排包括准备工作及拆除修复钢管表面工作的时间，实际顶升混凝土时间按照每次施工顶升5/6根安排。

3.3、施工机具、材料准备 序号 1 3 5 砼输送泵 混凝土罐车 电动砂轮机 低压大于8Mpa 9立方 名称 型号 数量 序号 名称 型号 数量 1台 2 2辆 4 1 6 气体切割机具 直流电焊机 砼输送管 氧炔 125 1套 1台 40米 7 破麻袋 若干 8 电焊条 E506 5公斤 9 橡胶密封带 100mm宽 5米 9 20号铁丝 8公斤 四、混凝土顶升施工准备 4.1、混凝土要求

混凝土采用C30微膨胀混凝土，补偿收缩，保证混凝土硬化后不收缩，与钢管之间密实，不存在间隙。

塌落度小土顶升过程中粘结力大不易顶升，塌落度过大影响混凝土强度，塌

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落度易控制在190+20为宜。

防城港地区混凝土搅拌站所所用粗骨料片状物较多，为了保证顶升顺利此次混凝土所用粗骨料应采用卵石或集配良好的花岗岩骨料，规格在5-30mm之间。

砂率应控制在42%左右，增加减水剂、微膨胀剂。 4.2、混凝土泵车选择

按照流体力学能量方程，取进料口与顶部出口为1、2截面建立如下方程：

由于混凝土顶升过程中速度很小，简化后的：

即所需泵车最小压强P=垂直静压强+全程压力损失+局部压力损失 垂直静压强=混凝土重度与钢管柱高度的乘积=2.4*9.8*21=0.5Mpa

根据文献集经验参数全程压力损失分水平管压力损失与钢管内部压力损失，水平管压力损失为每20米损失0.1Mpa，钢管内粘结力损失0.38-0.48Mpa。

局部压力损失在钢管内变径处损失0.2 Mpa,节点板处损失0.1 Mpa（最高钢柱有9处），混凝土输送泵分配阀、Y型管、内耗分别损耗0.05 Mpa、0.08 Mpa、2.8 Mpa。

由上可计算的P=0.5+0.1*2+0.48+0.2+0.9+0.05+0.08+2.8=5.21Mpa 按照安全系数1.2计算可得需要最小压力P=5.21*1.2=6.25Mpa 选用理论输送压力8Mpa的混凝土输送泵车可以满足要求。 4.3、混凝土搅拌运输车辆的确定

为了保证混凝土输送连续，混凝土供应必须连续不断，按照每根柱子混凝土顶升量计算，需要配备2辆9立方米的混凝土罐车，可保证混凝土连续供应。 4.4、进料短管与钢管柱的链接

柱子地标高在-0.050m处，考虑到混凝土自由下落高度和操作方便，进料口开设在标高1.000m处，进料口尺寸应稍大于进料管3mm。进料管采用混凝土输送泵125无缝钢管加工而成，长度1m，伸入钢管柱内大于200mm，按照下图所示与钢柱焊接，焊缝高度不小于钢管的厚度10mm。

进料管在混凝土有一定强度后沿柱壁切割打磨后再次使用，可使用二次，后因长度太短无法使用。

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钢柱开孔切割下的部分保存好，进料短管拆除后用于此处钢管柱的焊接回复，焊接完毕后打磨、除锈按照要求进行防腐处理。

进料短管的设置方向根据现场混凝土输送泵的布置以水平输送管最短进行确定。

4.5、逆止阀安装

为了防止在顶升结束后，混凝土泄压时钢管内混凝土发生回流，需要在进料短管端部增加截止装置，在进料短管端部开均匀对称开10mm宽50mm长的3条缝隙，上下对称贯通，在顶升时用铁丝将橡胶密封带封闭紧固，顶升完然后采用6mm厚的钢板加工成型，泄压前打入缝隙防止混凝土回流。 4.6、泄压孔与排气孔的设置

在钢管柱的顶部原设计所留的4个20的排气孔，还需要在顶部增加泄压孔，保证在最后阶段顶升过程中混凝土泵的的压力能够释放，不集中在钢管内部造成将钢管压爆的现象，需要在每个柱子的顶部开设159mm的孔（大于进料孔直径），并在上部焊接长度200mm的159的钢管，做泄压溢流使用。 六、混凝土顶升施工质量、安全注意要点

1、混凝土塌落度是影响顶升能否顺利进行的重要因素，因此混凝土顶升前应对塌落度进行检查并专人记录，必须保证在要求范围内，并按照混凝土规范要求制作标养试块。

2、进料短管与钢柱焊接必须可靠，以免顶升过程中脱焊。

3、混凝土泵与钢管之间的输送管应采用新的输送管，顶升过程中压力大，

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采用旧的砼输送管可能会发生爆管现象。

4、顶升过程中专人记录输送泵的压力情况，与理论计算值进行比对，为后续施工提供经验数据。

5、顶升前用于润管的砂浆不得代替混凝土进入钢管柱内。

6、混凝土必须连续注入钢管内部，在混凝土量不能确认够顶升完一根钢柱的时应停止作业，等供应充足后再进行顶升。

7、顶升完毕后应恒压5-10分钟，然后在进行钢条的打入，然后将水平管移到下一施工为止进行顶升，当日顶升完毕后拆除清理水平管和焊接短管等，以备后用。

8、在柱顶观察的人员应该佩戴安全带，并挂好，在溢流短管上部覆盖破麻袋防止水泥、石子喷出。

9、顶升过程中应采用破麻袋将水平输送管覆盖，防止爆管是伤人，顶升作业过程中在混凝土输送泵、水平管及钢柱范围内设置警戒区域，无关人员严禁入内。

10、顶升完毕后应及时清理被水泥浆污染的钢结构。

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采用旧的砼输送管可能会发生爆管现象。

4、顶升过程中专人记录输送泵的压力情况，与理论计算值进行比对，为后续施工提供经验数据。

5、顶升前用于润管的砂浆不得代替混凝土进入钢管柱内。

6、混凝土必须连续注入钢管内部，在混凝土量不能确认够顶升完一根钢柱的时应停止作业，等供应充足后再进行顶升。

7、顶升完毕后应恒压5-10分钟，然后在进行钢条的打入，然后将水平管移到下一施工为止进行顶升，当日顶升完毕后拆除清理水平管和焊接短管等，以备后用。

8、在柱顶观察的人员应该佩戴安全带，并挂好，在溢流短管上部覆盖破麻袋防止水泥、石子喷出。

9、顶升过程中应采用破麻袋将水平输送管覆盖，防止爆管是伤人，顶升作业过程中在混凝土输送泵、水平管及钢柱范围内设置警戒区域，无关人员严禁入内。

10、顶升完毕后应及时清理被水泥浆污染的钢结构。

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