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高溫環境下鋼管柱柱腳重力灌漿技術

文檔作者：李引勝，薛濤，王曉偉，行宏，石峰文檔來源：陜西建X-第一建設集團有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年09月25日
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2015年5月下
第44卷第10期
施工技術
CONSTRUCTION TECHNOLOGY 23
DOI：10．7672／sgjs2015100023
高溫環境下鋼管柱柱腳重力灌漿技術
李引勝，薛濤，王曉偉，行宏，石峰
(陜西建X-第一建設集團有限公司，陜西西安710068)
[摘要】灌漿料具有自流性好，早凝、早強、無收縮、微膨脹等諸多優點，然而在高溫環境下自流性受到溫度影響，流
淌面迅速凝結，空氣滯留于結構內部，形成空鼓最終受壓開裂，難以保證工程質量。結合延長石油科研中心工程柱
腳灌漿施工過程，溫控、改變工藝等措施，改善灌漿料流動性以及整個澆筑過程連貫性。最終提高柱腳灌漿質量。
[關鍵詞]高層建筑；鋼管柱；重力壓漿；降溫；流動性
[中圖分類號】TU758 [文獻標識碼]A [文章編號】1002—8498(2015)10-0023-02
Technology of Gravity Grouting of Steel Tubular Column Foot
Under the Environment of High Temperature
Li Yinsheng，Xue Tao，Wang Xiaowei，Xing Hong，Shi Feng
(SCEGC No．1 Construction Engineering Group Co．，Ltd．，Xi’an，Shaanxi 710068，China)
Abstract：Grouting material has many advantages，such as good gravity flow，fast hard，early strength，
no shrinkage and micro expansion，etc．However due to temperature changes in gravity flow under the
environment of high temperature，flowing surface rapid condensation，air trapped in the internal structure
which forming hollowing and finally compressed to crack，SO it is difficult to guarantee the quality of the
project．However，with the measures of Yanchang Petroleum Headquarters Tower in construction process，
controlling the temperature，using gravity and changing the process etc．to improve the grouting material
flow and the whole construction process of coherence．Finally，the quality of column foot grouting is
improved．
Key words：tall buildings；steel tubular column；gravity grouting；cooling；liquidity
1工程概況
延長石油科研中心項目工程由塔樓和裙樓兩
部分組成，總建筑面積為21．7萬m2。塔樓地上46
層，地下3層，建筑高度217．30m，主體結構為鋼管
混凝土柱鋼框架．鋼筋混凝土核心筒混合結構。
該工程塔樓核心筒為鋼骨柱加鋼筋混凝土剪
力墻結構，外圍型鋼混凝土框架結構采用18根圓管
柱及8根矩形柱與核心筒連接。鋼管柱高度達
216．390m，柱腳直徑達2．2m，內部澆筑C60高強度
高拋自密實混凝土，自重較大，為保證柱腳底座節
點處平衡、牢固，防止鋼構件因擠壓產生偏移，本工
程主塔樓地下室鋼管混凝土柱腳節點采用高強無
收縮灌漿料灌漿，柱腳灌漿施工完畢后采用外包混
凝土保護柱腳(見圖1)。
2施工重難點
[作者簡介】李引勝，工程師，E·mail：731157164@qq．corn
[收稿日期】2015-02-10
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睡!五i黼i；／縮灌捌雖漿^：料收 _廣1’。’?“—：一氍礎
圖1塔樓柱腳灌漿
Fig．1 Column footing grouting
1)本工程塔樓柱腳灌漿施工處于夏季，天氣炎
熱，平均溫度達到33％以上，如何解決高溫天氣對
柱腳灌漿質量的影響是需要考慮的第一難題。
2)由于設計需要鋼柱腳與首層鋼柱整體加工
安裝，因灌漿孔位于鋼管柱內，造成灌漿下料高度
過高，如何保證灌漿料在下落過程中材料施工性能
符合要求是施工難點。
3)現場計劃采用人工灌漿，但因施工周期長、
連續性差，灌漿料流動性衰減較快，如何保證灌漿
料在限定時間內施工順利完成是施工關鍵。
萬方數據
24 施工技術第44卷
4)柱腳灌漿封堵模板支設加固難，如何保證灌
漿料排氣順暢、澆筑密實是施工難點。
3施工方案選擇
針對以上問題，如何保證柱腳灌漿質量。項目
部做了多次討論。結合實際情況運用QC方法，通
過模擬試驗對不同方法進行試驗總結，經多次完善
調整，最終確定了使用串筒重力壓漿施工工藝進行
柱腳灌漿，具體改進方法如下。
1)溫度問題夏季持續高溫、長時間日照使得
鋼管柱溫度及筏板溫度居高不下，最高可達50℃，
柱腳灌漿料澆人模板內后，底部筏板混凝土快速吸
水，灌漿料吸收周圍熱量后水分蒸發，流動性迅速
衰減，極大地影響了早凝早強灌漿料的流淌性和初
凝時間，且人工拌合時間周期長，單次拌合量少，使
得灌漿速度過慢，灌漿料出現缺水早凝現象無法保
證灌漿質量。
針對這一問題采取措施：白天在鋼管柱頂進行
遮陽覆蓋，澆筑時間由白天改至夜晚，并且施工前
2h對澆灌接觸面進行澆水降溫。地下水溫度較市
政自來水溫度更低，不但有效地降低了溫度還減少
了市政自來水使用量，減少浪費。
2)高度問題由于灌漿孔設計在鋼管柱內，灌
漿高度過高，落差達5．6m，一種方法是施工人員進
入鋼管柱底部，灌漿料由柱頂運至柱內灌漿，人員
上下難度大，灌漿料運輸時間長，且柱內溫度過高，
在其內施工必須增加通風設施，安全系數較低。第
二種是采用高拋方法灌漿，漿體下落過程中會攜帶
大量氣泡并出現離析現象，灌漿料落入柱底難以形
成規則的流淌面將氣泡排出，影響灌漿質量。
項目部經研究采用串管導流(即用th20cm的
PVC串管直通鋼柱底部)的重力壓漿方法灌漿，確
保工人施工時的人身安全，又減少施工中灌漿料上
下吊運時間，增加工效。避免灌漿料高拋攜帶過多
氣泡。串管在柱內傾斜一定角度放置，整個澆筑過
程對灌漿速率進行嚴格控制，料斗下料速率保持穩
定，使灌漿料順串管壁向下流淌，柱底形成流淌面
后向四周層層擴散，保證將空氣全部排出柱腳。
3)灌漿料制拌人工制拌灌漿料過程周期長、
拌制量及拌合質量受制約條件較多，拌合單個柱腳
(約0．31m3)使用量的時間就超過30min，且施工人
員作業水平參差不齊，拌合均勻度無法保證。經過
改良后灌漿速率大幅提高，人工制拌已無法滿足現
場施工需要，在此將改人工制拌為機械配合攪拌，
并以塔式起重機和料斗配合施工，減少中轉時間，
增加工作效率。對每次灌漿料制拌量控制在
0．75m3，滿足2個柱腳灌漿用量，且在40min內能夠
全部使用完畢，同一批次灌漿料從攪拌至使用完畢
時間控制在50rain內。
4)模板問題柱腳灌漿前期準備工作中，柱腳
圓弧模板的支撐存在一定難度，內側倚靠鋼柱腳進
行加固，澆灌過程中會在柱腳內部形成一個封閉空
間，空氣無法排出，模板外側必須加開排氣孑L排氣，
但排氣孔漏漿也影響了灌漿密實度。而在厚達
lOcm的柱腳鋼板上開排氣溢漿孔現場操作條件不
允許。為此將二次柱腳外包混凝土施工中的定型
式榫卯拼縫模板提前使用，并外擴lOcm支設，灌漿
高度超過柱腳環板lcm，取消排氣孔(見圖2)。
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4施工工藝
1)基底鑿毛在筏板混凝土終凝后24h內，對
柱腳區域筏板面進行鑿毛處理，鑿毛深度5～
lOmm，鑿毛痕的間距為30mm左右。
2)基底清理使用空壓機及水槍清理浮灰、砂
漿、油漬和其他雜物垃圾，并進行覆蓋保護。
3)柱腳安裝柱腳安裝、校正、固定等一系列
工序完成，達到灌漿要求后工完場清，進行支模。
4)柱腳支模根據圖紙設計柱腳外包混凝土
尺寸并結合BIN技術制作定型弧形模板，外擴
lOcm支設模板，采用扁鋼條對弧形模板加固，加固
牢固定位準確，允許偏差為±3mm。模板拼縫及模
板與混凝土接觸面采用軟連接保證模板密封。
5)降溫本工程此階段基坑降水仍在進行，且
地下水較市政自來水溫度更低(15。C)，直接使用基
坑降水對鋼結構及筏板面進行降溫和濕潤處理，降
溫過程中在模板內使用自吸泵將降溫水重新排至
降水井內。灌漿料接觸面溫度由最初37。C，經過2h
的降溫處理后，溫度降至25℃并趨于穩定，此時清
理明水準備灌漿。
6)漿料制拌及重力壓漿澆灌時間選在22：
00一次日7：00，現場采用1臺1 000L中型攪拌機進
行漿料攪拌，拌合水采用溫度較低的基坑降水(灌
(下轉第27頁)
萬方數據
李引勝等：鋼管混凝土柱大截面環梁節點施工技術
b環形刑筋綁扎c環形鋼筋綁扎成z5
圖4環梁鋼筋施工
Fig．4 Steel bar construction of ring beam
施工前需編制模板支撐體系專項施工方案。
4．4環梁混凝土施工
環梁鋼筋、模板驗收合格后開始澆筑混凝土。
混凝土到達現場后進行坍落度試驗。環梁混凝土
與板同時澆筑，優先采用小直徑振搗棒進行振搗。
按每400ram進行分層澆筑，振搗棒插入深度要到
位，插點均勻，每次移動位置50cm；確保混凝土振搗
密實，不觸碰模板、鋼筋、栓釘等，振搗時間應適宜，
以混凝土不再下沉、不出現氣泡、開始泛漿為準。
混凝土施工要確保一次澆筑完成，環梁內不允許留
置施工縫。澆筑完成后應及時保濕保溫養護。
5 結語
采用抗剪環的鋼管混凝土環梁節點施工技術
施工簡便，環梁鋼筋綁扎和混凝土澆筑質量易保
證。采用BIM技術模擬環梁的整個施工過程，工序
控制合理。組織工人提前進行環梁現場模擬綁扎，
節約了施工時間，提升施工效率，為鋼管柱向上及
時安裝提供了有利條件。
參考文獻：
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(上接第24頁)
漿料人模溫度不高于20。C，經過試驗流淌性衰減時
間可延長至40～50min)，按照配合比經過稱量后分
4次加入攪拌機充分拌合均勻，拌合時間5min為
宜。攪拌完畢后使用振動棒排除氣泡。
使用塔式起重機和1 000L料斗配合澆灌，灌漿
料利用自重順PVC串管從柱中心向四周擴散。澆
灌過程中控制下料速度，15min內完成一個柱腳澆
灌。待澆灌高度超過設計1cm后停止。灌漿料隨
拌隨用，應在50min內使用完畢。
7)養護及試驗拆模在澆灌完24h后進行，淋
水覆膜保濕養護，且不少于14d。同時在柱頂設置
黑色遮陽網，降低鋼管柱柱身因晝夜溫差產生的變
形。為保證灌漿強度符合設計要求，標準養護試塊
外，還留置3，7，14d同條件養護試塊，測定同齡期抗
壓強度增長。
8)檢測采用敲擊配合超聲波檢測灌漿料密
實度，以及與鋼管柱結合是否緊密。
5 結語
1)夏季高溫環境下灌漿料早凝等因素決定著
灌漿開始后必須保持連續性，流淌性損失過多就無
法保證灌漿質量。
2)灌漿后24h內上部鋼結構不得受到擾動碰
撞，且在澆筑后還需對鋼管柱柱腳進行遮陽降溫，
以防柱體受熱變形影響柱腳灌漿。
3)解決外因的同時也要關注灌漿料自身的質
量情況，做好原材料檢驗及進場后的防潮處理，雨
季施工等不利工況也應是施工時必須考慮的問題。
參考文獻：
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