钢管柱施工方法.docx
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钢管柱施工方法
采用精度为1/200000的自动安平投点仪、激光测距仪及前方交会法，确定梁、柱基础的中心位置和预埋件的精确定位。
4.8.2钢管柱施工
钢管柱承重性能良好，在受力较大部位能有效减少混凝土柱体积，起到承载和传力作用。
钢管柱施工要求较为严格，由专业工厂加工制作，运至工地安装。
钢管混凝土柱主要由①950钢管，底法兰环形钢板、顶法兰环形钢板（钢管柱安装前预焊），Q235加劲钢板以柱内节点加强钢筋和C40混凝土组成，L=4350mm。
1）施工方法及施工顺序
钢管柱分两段组装，施工时先在临时仰拱上开孔，首节由4#导洞吊装，第二节由3#导洞吊装，找正对口焊接，对口形式采用钢管内壁预埋©22接茬钢筋，接茬筋长10cm，接口焊接工艺应满足表3-7要求。
钢管焊接完成后，由钢管柱的顶端安放柱的主筋及箍筋，扶正钢管，将钢管托起，连接钢管柱内主筋，钢管柱下落就位，与底部法兰固定连接，钢管柱顶端采用型钢井字固定，定位型钢与格栅钢筋焊接，绑扎钢管柱内箍筋，钢管柱的定位精度与直顺度应满足表3-8要求。
柱内混凝土采用导管输送，使用振捣棒振捣，当混凝土浇注至柱顶时，预埋柱顶补强筋。
2）钢管柱加工制作及运输
（1）钢管柱的制作
1钢管柱施工所采用的有关规范
钢管柱的制作、安装所依据的主要规范为《钢结构工程施工及验收规范》
（GB50205-2001）、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002）,《钢管混凝土结构
设计与施工规程》（CECS28:
90）0
2钢管柱的制作、安装精度
根据有关规范，钢管柱的制作、安装精度见下列各表
表4-6钢管柱制作允许偏差（mm）
项目
允许偏差
直径（d）
±d/500=±1.6<±5.0
构件长度
（1）
±3.0
管口圆度
d/500=1.9<5.0
端面对管轴的垂直度
d/500=1.9<3.0
弯曲矢咼
1/1500=3.0
对口错边
t/10=1.6<3.0
钢管柱由专业工厂加工制作，加工制作时严格进行选材，3号碳素钢结构质
量标准符合GB700《碳素结构钢》的要求，严格按《钢管结构工程施工及验收规范》进行加工。
钢管柱加工时，严格控制纵向弯曲度、椭圆度、管端平整度。
具体要求详见钢管柱制作及安装允许误差表。
钢管柱出厂前进行焊缝、长度、表面清洁度、防腐处理、超声探伤检查，按
GBJ205-2001《钢结构工程施工及验收规范》质量标准进行验收。
并按照每根钢柱进行分节编号，组对配装检验，合格后再分解装运。
钢管柱在运输过程中采取有效措施防止碰撞，装车和卸车采用吊机轻吊轻
放，不允许随意抛掷。
钢管柱在导洞内运输过程中对临时仰拱进行支撑加固处理运输采用小平板车固定钢管柱经导洞运输至孔位。
D钢管柱安装
钢管柱的安装方法:
受作业空间所限，钢管柱施工分段在3#及4#导洞进行拼接。
a.施工准备施工准备工作包括施工人员的到位，吊装机具的配置，辅助材料到位，自动定位器，钢管柱等材料的进场备置等。
b.测量放线
在底梁南北及东西方向各测设2点挂线，找到桩心位置，其水平位置误差不大于5mm。
c.钢管柱的吊放安装
①出厂前，在每节钢管柱内壁起吊位置对称焊接设置一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保钢管柱起吊时的安全。
2准备工作完成后，分次将钢管柱吊入孔内，管节间焊接联接（安放柱内钢筋）。
3采用两点起吊法吊装钢管柱，将管体缓慢吊起，至垂直位置，进行钢管柱主筋连接。
4缓慢吊放钢管柱使钢管柱底部准确嵌入定位法兰，人工在下导洞内直接观察钢管柱底与定位法兰的吻合程度。
其后对钢管柱上端精确定位，在3#导洞柱顶临时定位井字支架与钢管柱之间设四根带花栏螺栓的扣件，对钢管柱位置进行微调，这四根扣件位于柱顶部平面上经过钢管柱中心的两个垂直方向上。
精确校
正钢管柱顶标高、纵轴线位置、垂直度的检测，用工字钢将钢管柱管顶与格栅焊接固定。
由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位法兰确定，在钢管柱
上端空间位置校测固定后，即可认为管顶与管底在垂直方向投影重合，钢管位置已精确定位。
表4-7钢管柱焊接坡口允许偏差（mm）
坡口
名称
焊接
方法
厚
度
刨
边
板
厚
度b
内侧间隙
外侧间隙
坡
口高度
坡口
半径
R
坡口
角度
（a
坡口形式
V型
手工焊
16
2±
1
2±
1
60±
5
亠
3C
坡口
自动焊
16
7±
1
0±
1
60±
5
表4-8钢管柱吊装就位允许偏差（mm）
序号
检杳项目
允许偏差
备注
1
立柱中心线和基础中心线
±5
2
立柱顶面标咼和设计标咼
+0，-20
3
立柱顶面不平度
±5
4
各柱间的距离
间距的1/1000
5
各立柱不垂直度
长度的1/1000，最大15
E钢筋安装
a底纵梁施工时，按设计要求预埋钢管柱底部加强筋、主筋及其接驳器；
b钢管焊接完成后，由钢管柱的顶端安放柱的主筋及箍筋，扶正钢管，将钢
管托起，连接钢管柱内主筋；
c钢管柱下落就位，与底部法兰固定连接，钢筋工下到管内，绑扎钢管柱内箍筋；
d当混凝土浇注至柱顶时，预埋柱顶补强筋。
F钢管柱施工注意事项
钢管柱加工制作、安装、混凝土浇筑严格执行设计要求和相关规范。
安装钢管柱时要保证位置准确，检查立柱的垂直度，位移偏差小于5mm，
垂直度小于4mm。
钢管柱焊接过程中一定要对称焊接，保证受力均匀，焊缝饱满、长度符合规范要求。
钢管柱安装后应按照规范要求，对安装焊缝进行探伤检测。
保证钢管柱混凝土密实的措施：
a钢管柱混凝土强度等级为C40，混凝土中加入微量膨胀剂，以消除钢管柱内因混凝土收缩产生的缝隙。
b商品混凝土运至现场后应严格检验坍落度，现场严禁随意加水。
C当混凝土浇到柱顶时，上面易出现一层较厚的水泥砂浆，而且气泡不易排
出。
柱顶看灰人员注意观察顶部混凝土的状态，当出现上述情况时，应清除水泥砂浆，重新浇筑混凝土，并加强振捣，确保气泡排出。
d作业过程保证振捣质量，避免振动棒触及钢筋和管柱。
e钢管内的混凝土浇筑应连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。
每次浇灌混凝土前应先浇灌一层10〜20cm的与混凝土等级相同
的水泥砂浆，以免自由落下的混凝土粗骨料产生弹跳现象。
f钢管内的混凝土浇筑质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，应用超声波检测。
对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强。
然后将钻孔补焊封固。
动物园钢管柱施工方法
⑵定位器安装
1自动定位器的原理及作用
钢管柱采用上下两端同时定位法固定。
钢管柱下端定位主要依赖于自动定位器，上端用型钢焊接定位。
自动定位器是一种预先加工的装置，精确校正其平面位置、高程和垂直度后，固定于基桩钢筋上，浇筑基桩混凝土后其下端锚固于基桩混凝土中。
其构造特点决定了可实现对钢管柱的引渡、限定、精确定位的功能。
2自动定位器的设计
自动定位器呈十字锥形，由型钢组焊而成。
锥底宽度比钢管内径小1.5mm（单侧）。
主
要包括锥形引渡板、定位十字板等构件，其中锥形引渡板实现对钢管柱的引渡功能，并控制钢管柱的垂直度、限定钢管柱的水平位移；定位十字板承托钢管柱，并控制钢管柱的水平位置及标高；定位器的制作质量必须严格控制，保证其具有足够的强度、刚度及精确度，以确保钢管柱安装时，定位器不发生破坏、变形、移位现象，并提供所要求的精度。
3自动定位器的安装
首先由测量人员在桩间加强带顶面，定位器安放作业面内测放钢管柱中心十字轴线、定位器标高控制点，标记于导坑支护护壁上。
而后施工人员携带定位器、槽钢及其他配件进入导坑，安置定位器。
定位器安放位置如
定位器安放位置示意图
从上端孔口将钢管柱中心点投至桩底，施工人员依据中心点调整定位器中心，依据四个
方向的标高控制点调整标高。
精确校正位置后，使用螺栓将其固定。
定位器的安装必须做到安装前精确放线定位，安装后重新复验。
在浇筑混凝土时，要尽
量避免对定位器的冲击。
定位器底部与LI混凝土连接部分需要灌注高强树脂砂浆一环氧砂浆。
环氧砂浆灌注厚度为2cm,环氧砂浆各项材料用量配合比（重量比）为1:
0.1：
0.2：
0.88:
2（树脂：
乙
胺：
二丁脂：
水泥：
砂子）
定位器安放大样图
定位器配套零件示意图
⑶钢管柱上口固定支架安装
混凝土工作台在人工挖孔之前先行浇注。
即以中桩桩位为中心，自现况地面下挖3.5*3.5m见方、30cm深的土槽，延人工挖孔外轮廓线砌筑砖模，浇注混凝土。
施做方法如下图:
钢管柱上口固定支架平面示意图
5.5.8钢管柱的安装
⑴施工准备
施工准备工作包括施工人员的到位，吊装机具的配置，自动定位器，钢管柱等材料的进
场备置等。
⑵施工放线
在桩孔东西方向及南北方向各测设2点挂线，找到桩心位置，其水平位置误差不大于
2cm。
⑶钢管柱的吊装及固定
钢管柱由加工厂根据设计图纸进行加工。
出厂前，在钢管柱顶对称焊接设置一对吊耳，
同时在吊耳侧加焊肋板，以确保钢管柱处于最不利位置时，吊耳不发生侧翻破坏现象。
采用两台吊车相互配合作业。
一台主吊，另一台吊车辅助吊装，以防止钢管柱底部戳地
变形。
操作时一台吊车在钢管柱上端两点起吊钢管柱，同时另一台吊车起吊钢管柱底部，使
钢管柱上端起吊过程中，其底部脱离地面。
辅助吊车缓慢放绳，待钢管柱完全垂直吊离地面，且相对稳定后，将其与辅助吊车分离。
对准桩位、下放钢管柱，慢插入孔。
顶端采用型钢作井字固定，在型钢上焊微调器。
然后对钢管柱上端精确定位，精确校正钢管柱顶纵轴线位置，垂直度后，定位后用工字钢将钢管柱顶与预埋件焊接牢固。
由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位器确定，钢管柱上端空间位置校定后，即可认为钢管柱顶与管底在垂直方向投影重合，钢管位置已精确定位。
⑷灌注杯口混凝土
杯口处混凝土与桩基混凝土同标号（C30）,当现场不好灌注混凝土时，采用水泥砂浆。
施工时将注浆管布设在钢管柱管壁外侧，使用绑丝、利用钢管柱与顶板、中隔板、底板连接处的锚栓将注浆管固定，随钢管柱下放至杯口注浆底部。
地面设有注浆泵，注浆管为020塑料管，单桩布设三根注浆管。
以注浆量控制杯口混凝土的灌注位置。
⑸钢管柱安装质量的检查
立柱中心线与基础中心线偏差在±5mm；
立柱顶面标高和设计标高偏差在0-20mm；
钢管柱垂直度为长度的1/1000，最大不大于15mm；
钢管柱顶面不平度在±3mm以内；
各柱之间的距离偏差7mm，各柱上下两平面相应对角线差允许偏差20mm；
立柱顶面不平度允许偏差±5mm；
5.5.9下放钢管柱内钢筋笼
下放钢管柱内钢筋笼方法同桩基钢筋笼。
5.5.10钢管柱内混凝土灌注
⑴材料：
采用C40无收缩混凝土，外加剂为U型微膨胀剂，外加剂掺量为12%，混凝土的坍落度为20〜24mm。
⑵采用导管进行浇注，混凝土下落距离小于2m，每根钢管柱内灌注工作均连续进行，
不间歇，每根钢管柱内灌注时间控制在1h之内。
⑶灌注：
钢管柱精确定位后浇注杯口混凝土，与桩基连接为整体，使钢管柱固定，开始浇注钢管柱内混凝土。
⑷混凝土量超灌的控制：
控制混凝土的灌注总量，随时进行混凝土面高程的测量，勤拔导管，并控制导管埋入混凝土面的深度，最后一次灌注，导管底面与设计混凝土浇注面齐。
⑸钢管柱内混凝土质量控制：
钢管柱混凝土必须浇筑均匀，混凝土内不夹杂气泡，浇筑混凝土必须使用导管，且由下
至上边振捣边拔导管，导管直径300mm，振捣棒长度大于24m。
5.5.11钢管柱孔壁灌砂
800钢管柱空管内灌砂水沉。
灌
中桩施工完成后，钢管柱外壁四周及钢管柱虚桩上部0
砂位置详见下图：
注：
上图所示钢管柱按照设计要求，其钢管柱上端柱帽距离现况地面还有5.2m，施工过程中需要在地
面上安装上口定位器，钢管柱需要高出地面0.5m，即每根钢管柱实际长度比设计钢管柱长度增加5.7m。
灌砂过程中先将孔内灌水，再向孔内灌砂。
灌砂过程中要四周均匀填砂，并保证填砂充分浸水。
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