钢管混凝土顶升工艺

-- -- 采用顶升法浇筑框架钢管柱内混凝土施工工艺 根据结构设计图纸,框架钢管柱内部浇筑混凝土，拟采用顶升法施工。根据施工整体部署,框架柱吊装采用1-3层一段进行。

1.１.顶升法浇筑混凝土的工艺原理 顶升法施工主要通过一定的压力将能够自由流动的液体压入一根钢管中。借用这一原理,首先配置出颗粒较小，流动性极强的混凝土,将混凝土泵管直接与钢柱根部相连，通过适当的泵压将混凝土直接泵入钢管内部,并将相应空腔内的空气挤出,不会在空腔产生空洞。

1．２.施工准备 1.2.1混凝土配合比确定 通过借鉴国内同类工程的成功经验，结合专家意见并采用目前市场可供的原材料,试配本工程混凝土，试验室试配过程中采用科学的正交实验法进行工作,确定最佳实验配合比。正式施工前进行泵送实验，实测坍落度、扩展度及泵送损失等实际数据，对混凝土配合比进行调整，最终得到满足施工要求的配合比。

1．2.２顶升接口设计 顶升接口与泵管的连接既要保证紧密可靠，又要简洁方便。为了保证接口与标准高压泵管的匹配，我们截取标准泵管端部一段500ｍm左右长的短管，一端利用泵管箍与高压泵管连接，另一端焊接一块300mｍ×3００ｍｍ×10mm的方形钢板，角部留设同样的四个高强螺栓孔，与钢管柱端的接口利用螺栓连接。钢管柱在工厂加工时,直接焊接相同规格短管和方形钢板。 --

-- 防止混凝土倒流的止回阀设置: 顶升混凝土施工时需要采取措施避免顶升完成后钢管内混凝土在自重压力下的倒流，因此，在接口设计时我们设计了一种简洁方便的止回阀装置,有效地解决了混凝土的倒流问题。该止回阀采用一块长方形钢板,固定于钢管柱接口与泵管接口之间，钢板一侧预留与泵管直径相同的圆孔。混凝土顶升时，调节钢板使圆孔与接口和泵管的圆孔位置相对应，顶升完成后，人工将钢板敲向另一侧,使圆孔偏离接口位置,并利用钢板将钢管内混凝土与泵管隔离,然后将钢板焊死,在混凝土达到强度后即可拆除。

１.3.顶升浇筑施工控制措 1.3.1顶升浇筑施工流程及操作要点

浇筑后位置 浇筑前位置 --

-- 框架柱内腔混凝土顶升施工流程图 （1)、浇筑前,要计算好单根柱混凝土量,待所需混凝土运送到施工现场后方可进行顶升（从混凝土拌合至开始顶升的时间应控制在混凝土初凝前），防止混凝土在运输过程中耽搁造成顶升中断。ﻩ

（2）、坍落度是影响混凝土顶升浇筑关键的一环。实施顶升前,须检测运至现场的混凝土坍落度及坍落扩展度，要求其必须保持在规定范围内。现场设专人测试并记录。

(3)、进料短管与钢柱须焊接牢固，不得漏焊和花焊，以免顶升时因为水平管颤动而脱焊，造成顶升失败。

(4）、顶升过程中,要派专人记录泵压及实际顶入的混凝土量,并与理论计算混凝土量进行比较。

（5)、在混凝土输送管与止回阀连接前,泵送砂浆用以润滑输送管道,并把该部分砂浆清除干净后再进行顶升混凝土的浇筑。

加工厂钢管柱开孔焊接短管加工厂安装止回阀加工厂制作止回阀

泵车与混凝土输送管连接上料泵送顶升混凝土混凝土溢出后停止顶升关闭止回阀拆除混凝土输送管移到下根输送管坍落度试验

制作混凝土试块

混凝土试块养护混凝土试块试压试验

混凝土终凝后拆除止回阀割除短管补焊钢板检查验收取试验报告资料归档--

-- （6)、顶升完毕输送泵恒压2～３mｉｎ后关闭逆止阀，拆除水平管，利用水平管内的剩余混凝土制作1组试件,供判断是否初凝和终凝的依据，并制作同条件试件,及时拆除清洗止回阀和进料短管，以备后用。

(7）、顶升完毕后，应及时清理被从排气孔流出的水泥浆污染的钢柱表面。 (8）、混凝土顶升至柱顶后,应及时停泵，并进行数次回抽,若柱顶混凝土面无明显回落，方可拆除混凝土输送管。

１.３.2顶升施工管理重点 高层混凝土泵送顶升施工工艺虽然比普通浇筑工艺的操作更为简便、节省人工,但在具体实施过程中，对操作过程的管理则更为严格和复杂,施工中应注意以下几点：

(1)泵管检查。 由于顶升时混凝土泵压非常高，避免安全事故是顶升施工管理的重中之重。为了保证施工的安全,每次顶升浇筑前，需要对泵管及固定支架进行检查,发现泵管壁磨损超过警戒值或支架松动等现象，必须及时进行更换。

（２）混凝土质量控制。 顶升混凝土施工中如何控制混凝土质量，避免堵泵和堵管的发生，是现场管理的重点之一。现场管理原则就是必须确保入泵的每车混凝土的流动性及和易性达到工艺设计要求。在实际施工中需要对每一车混凝土均进行坍落度和扩展度的测量，并观察是否有离析现象，检查最大粗骨料粒径不能超过配比设计标准,只有这些指标均达到了工艺要求才能允许混凝土入泵。

(3）泵送压力检查。 常规混凝土浇筑工艺可以通过浇筑口的混凝土掌握泵送的状况,但顶升工艺就无法做到,因此,如何能够随时掌握混凝土的泵送状况,及时发现问题是浇筑过程管理的一个重点。我们通过以往工程的成功实施经验得出:当顶升顺利进行时，泵压基本会保持不变；当出现堵泵或堵管时,泵压会突然增加;当泵管爆裂或接头-- -- 破坏时，泵压会突然降低。为了能够随时掌握混凝土的泵送状况,及时发现问题,在实际施工过程中，必须密切注意泵车的压力表，发现泵压异常时，必须立刻停泵,待查明原因排除故障后才能再次起泵。

(４）防雨。 防止雨水进入安装完成的巨柱内是本工程顶升混凝土质量管理的一个重点。由于钢柱安装到位后无法立即进行混凝土的浇筑,如果这时雨水进入钢柱内势必造成内灌混凝土的薄弱层。因此为了避免雨水进入安装好的钢柱内，需要对钢柱顶部采取遮盖措施。同时，在每次浇筑混凝土前，必须通过顶升口检查钢柱内部是否有积水,确保将雨水清除后才能进行浇筑。

1.3．3顶升施工中的应急处理措施 （1)堵管。 在钢柱顶升过程中，泵管布置长度长,不可避免会出现堵管现象。堵管时，立即停止泵送，把泵的止回阀打开，防止泵管内混凝土倒流,将顶升口处的挡板也关闭,首先检查泵管，特别在弯管处容易发生堵管现象，把堵管处的泵管拆掉，清理掉管内的混凝土。

（２）漏浆。 顶升时，在泵管接头处,有时会出现漏浆现象。漏浆时,要暂停泵送，把泵管拆下重新安装，及时更换橡胶垫圈。

1．4.内腔混凝土质量检测 框架柱内腔混凝土顶升施工完毕后,待混凝土终凝后,开始对腔内混凝土进行超声波检测。超声波法是目前检测钢管混凝土密实程度和均匀性的首选检测方法。超声波检测可以根据合理布设的检测点对钢管混凝土的密实程度和均匀性进行全面而细致的检测，它可以检测出钢管混凝土是否存在缺陷，并找出缺陷位置。

方 法 原 理 -- -- 超声波检测方法

超声波检测钢管混凝土的基本原理是在钢管外径的一端利用发射换能器产生高频振动，经钢管圆心传向钢管外径另一端的接收换能器。超声波在传播过程中遇到由各种缺陷形成的界面时就会改变传播方向和路径,其能量就会在缺陷处被衰减,造成超声波到达接收换能器的声时、幅值、频率的相对变化。

超声波检测方法主要包括：波形识别法,首波声时法以及首波频率法。 b、检测信号分类分析 框架柱腔内混凝土的质量有好有坏,接收换能器接收到的信号也就随之而变，而常遇到的信号可以大致分为以下几类:

序号 类 型 结 果

１ 声时短、幅值大、频率高 表明超声波穿过的腔内混凝土密实均匀,没有缺陷。 2 声时长、幅值小、频率低

表明腔内混凝土中存在着缺陷，而且缺陷的位置是在有效接

收声场的中心轴线上即收发换能器的连线。

3 声时短、幅值小、频率低

腔内混凝土中的缺陷不在有效接收声场的中心轴线上,而是在有效接收声场覆盖的空间内,以致声线仍然通过有效接收声场的中心轴线，声时不会改变,然而有效声场空间里的缺陷使得声能受到衰减，导致幅值变小频率下降。

腔内混凝土中的缺陷虽然在有效接收声场的中心轴线上，但是缺陷足够小。

腔内混凝土本身并没有缺陷,但是由于换能器与钢管外壁耦合不良，也会造成幅值变小、频率下降而声时变化很小的现象。这种现象是在检测过程中由人为因素造成的，它不能反映腔内混凝土的真实情况,必须杜绝它的出现。

c、检测仪器 本工程拟采用超声波系统进行钢管混凝土外部检测，相关技术要求如下: -- -- 序号 项 目 内容

1 超声波检测仪技术要求

进入现场进行钢管混凝土检测的超声波检测仪应通过技术鉴定并必须具有产品合格证。

仪器应具有良好的稳定性，声时显示调节在20～３0μs范围内时，2h内声时显示的漂移不得大于±0．２μｓ。

2 换能器技术要求

换能器宜采用厚度振动形式压电材料。

换能器的频率宜在50~100kHｚ范围以内。 换能器实测频率与标称频率相差应不大于±1０%。

3 超声波仪器检验和操作

操作前应仔细阅读仪器使用说明书。 仪器在接通电源前应检查电源电压，接上电源后仪器宜预热10min。

换能器与标准棒耦合良好，有调零装置的仪器应扣除初读数。 在实测时，接收信号的首波幅度均应调至30～40ｍｍ后,才能测读每个测点的声时值。

4 检测仪器维护

如仪器在较长时间内停用，每月应通电一次,每次不少于1h。 仪器需存放在通风、阴凉、干燥处，无论存放或工作均需防尘。在搬运过程中须防止碰撞和剧烈振动。

换能器应避免摔损和撞击，工作完毕应擦拭干净单独存放。换能器的耦合面应避免磨损。