鋼管混凝土柱外包細石混凝土防火層鋼?，F(xiàn)澆成型施工工法 工法編號：RJGF（閩）-69-2010

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1、鋼管混凝土柱外包細石混凝土防火層鋼?，F(xiàn)澆成型施工工法 工法編號：RJGF（閩）-69-2010 完成單位：福建建工集團總公司 廈門五華建設(shè)工程有限公司 主要完成人：李健 劉小剛 舒正偉 沈延弘 陳基金 1 前 言 目前在高層、超高層和大跨度建筑中，鋼管混凝土柱已得到廣泛運用。混凝土外包于鋼管混凝土柱表面形成防火保護層，防火效果較好，防火層構(gòu)造見圖1.1。采用鋼?，F(xiàn)澆成型法施工鋼管混凝土柱混凝土防火層，還具有質(zhì)量穩(wěn)定、成本低、表面觀感好的特點。我司經(jīng)工程實踐，總結(jié)形成本工法。 圖1.1 防火層構(gòu)造圖 1—細石混凝土防火層；2—鋼筋網(wǎng)；3—鋼管柱；4—混凝土（按設(shè)計

2、） 2 工法特點 2.0.1 耐火極限高：混凝土比熱容大，能有效延緩火災(zāi)熱量傳輸，大幅提高鋼管混凝土柱耐火極限。 2.0.2 整體性能好：混凝土與鋼材線膨脹系數(shù)相近，包裹鋼構(gòu)件有良好的粘結(jié)力形成統(tǒng)一整體，防止高溫下混凝土爆裂，持久耐用、抗腐蝕性能強。 2.0.3 安全環(huán)保： 混凝土防火層在施工中、正常使用環(huán)境和火災(zāi)高溫下均不釋放有毒物質(zhì)，有利于環(huán)境保護和火災(zāi)時的人員安全。 2.0.4 施工質(zhì)量穩(wěn)定：預制鋼模精度高、強度大，現(xiàn)澆成型防火層厚度均勻并且形狀容易控制，表面觀感好。 2.0.5 施工成本低：鋼模利用率高，形成清水混凝土表面，還可以節(jié)省二次裝修材料，較為經(jīng)濟合理。

3、 3 適用范圍 適用于耐火極限或抗腐蝕性能要求高，混凝土防火保護層厚度在50mm之上的鋼管混凝土柱或鋼管柱。 4 工藝原理 外包細石混凝土防火層采用鋼模分節(jié)澆搗施工，各節(jié)高度為1.0m～1.5m并單獨澆筑各節(jié)混凝土，采取定位措施保證防火層厚度、調(diào)整鋼模垂直度，將細石混凝土從鋼模四周分層灌入，每層澆筑高度300mm～500mm，用直徑25mm插入式振動棒振搗密實，上節(jié)混凝土澆筑在下節(jié)混凝土初凝前進行；最上端預留約300mm高的澆筑口，待鋼模拆除后分層施工，鋼?，F(xiàn)澆防火層構(gòu)造見圖4.1。 圖4.1鋼?，F(xiàn)澆防火層構(gòu)造圖 1—鋼面板；2—防火層；3—螺栓孔；4—翼緣環(huán)；5—豎向翼緣

4、；6—豎向加勁肋；7—弧形加勁肋 5 施工工藝流程及操作要點 5.1 工藝流程 施工工藝流程見圖5.1： 鋼管柱表面處理 底節(jié)鋼模定位 底節(jié)防火層混凝土澆搗 底節(jié)鋼模垂直度調(diào)整 中節(jié)及上節(jié)防火層混凝土澆搗 中節(jié)及上節(jié)鋼模安裝固定 安裝底節(jié)鋼模 鋼筋網(wǎng)定位綁扎 拆除鋼模 澆筑口防火層施工 養(yǎng)護 養(yǎng)護 施工準備 圖5.1 工藝流程圖 5.2 操作要點 5.2.1 施工準備 1 鋼管混凝土柱隱蔽驗收合格后，組織有關(guān)技術(shù)人員編制鋼模施工方案。 2 根據(jù)方案

5、要求定制鋼模，做好鋼模進場驗收工作。 3 施工前做好技術(shù)交底和培訓工作。 5.2.2 鋼管柱表面處理 清理鋼管混凝土柱表面，并用鋼絲刷清除鋼管柱表面銹跡。 5.2.3 鋼筋網(wǎng)定位綁扎 1 在鋼管柱底端及頂端分別點焊固定一個圓箍筋,將Ф12的鋼筋頭點焊于鋼管柱撐起圓箍筋，確保鋼筋網(wǎng)定位準確。 2 將豎向鋼筋兩端分別綁扎于已固定的圓箍筋上，按設(shè)計要求控制間距，保護層厚度為15mm～30mm。 3 按設(shè)計要求的間距將圓盤鋼筋以螺旋箍的形式環(huán)繞在豎向鋼筋上，并綁扎牢固。鋼筋網(wǎng)安裝見圖5.2.3： 圖5.2.3 鋼筋網(wǎng)安裝示意圖 1—定位鋼筋頭；2—鋼管柱；3—定位圓

6、箍筋；4—鋼筋網(wǎng)；5—螺旋箍筋；6—豎向鋼筋 5.2.4 底節(jié)鋼模定位 1 在樓板上確定4個定位點，確保點與鋼管柱表面的垂直距離等于防火層厚度。 2 在每個點的位置上鉆孔植入Ф6鋼筋頭，鋼筋頭伸出板面約30mm長，利用鋼筋頭定位鋼模內(nèi)側(cè)從而控制防火保護層厚度。 5.2.5 安裝底節(jié)鋼模 1 根據(jù)鋼管混凝土柱排氣孔直徑及位置，在底節(jié)鋼模相應(yīng)位置預留相同直徑安裝孔。 2 先豎立預留安裝孔的鋼模，其安裝孔對準鋼管柱排氣孔，將等直徑鍍辛管插入，臨時固定。 3 安裝另一側(cè)鋼模，拼縫處避開定位鋼筋頭，緊固兩邊接口螺栓。 5.2.6 底節(jié)鋼模垂直度調(diào)整 1 用線墜調(diào)整鋼

7、模板垂直度，吊點宜選擇螺栓孔位置。 2 確定垂直后將木楔塞入鋼模底端與樓板間縫隙及鋼模上口，并固定牢固防止偏移。見圖5.2.6： 圖5.2.6 鋼模上口剖面圖 1—木楔；2—鋼管柱；3—鋼模板 5.2.7 防火層混凝土澆搗 按施工配合比拌制細石混凝土，拌好后從鋼模四周分層灌入，每層澆筑高度300mm～500mm，用直徑25mm插入式振動棒振搗至無明顯氣泡。 5.2.8 中節(jié)及上節(jié)鋼模安裝固定 1 底節(jié)或下節(jié)混凝土澆筑后，將鋼模上口的木楔拆除。 2 安裝上一節(jié)鋼模，最上節(jié)預留約300mm高的澆筑口。 3 調(diào)整鋼模位置使上下節(jié)拼縫對接，對準橫向翼緣上的圓型螺

8、孔，插入螺桿臨時固定，用活動扳手逐個擰緊接口固定螺栓，利用在鋼模上口固定木楔來控制防火保護層厚度和調(diào)整鋼模垂直度。 5.2.9 中節(jié)及上節(jié)防火層混凝土澆搗 上節(jié)混凝土澆筑在下節(jié)混凝土初凝前進行，具體工藝參照5.2.7。 5.2.10 鋼模拆除 1 混凝土終凝后方可拆模，拆模時應(yīng)從上到下，先拆橫向固定螺栓再拆豎向固定螺栓。 2 及時清理翼緣邊及鋼模內(nèi)壁殘留的砂漿等雜物，涂刷脫模劑，分類屬相擺放整齊，嚴禁堆壓。 5.2.12 澆筑口防火層施工 拆模后分內(nèi)外兩層進行澆筑口防火層施工，內(nèi)層用坍落度為30～50mm細石混凝土抹壓在鋼管柱上；外層使用1：3水泥砂漿抹面，厚度約20m

9、m。 5.2.13 養(yǎng)護 拆模后12小時內(nèi)對防火層進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不小于7天。當日平均氣溫低于50C時，不得澆水養(yǎng)護。 5.3 勞動力組織 根據(jù)施工工程量、施工進度等情況組織勞動力。以16根/層、直徑1.3m、2.8m澆筑高度、70mm厚混凝土防火層、工期3天的進度為例，人員配備見表5.3： 表5.3 勞動力組織情況表 序號 工種 人數(shù)(個) 1 普工（鋼筋綁扎） 2 2 普工（混凝土拌制） 2 3 普工（混凝土運輸） 1 4 技工（鋼模安裝） 2 5 技工（混凝土澆筑） 1 合計 8 綜合人工（工日/m2） 0.131 注：配備

10、3套鋼模（3根柱） 6 材料與設(shè)備 6.1 材料 6.1.1 鋼材：采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準規(guī)定的Q235型號鋼。 6.1.2 鋼模成品：應(yīng)采用專用設(shè)備壓制成型，完整配套使用，配件通用，且剛度、強度及撓度符合《組合鋼模技術(shù)規(guī)范》（GB50214）要求，質(zhì)量標準見表6.1.2: 表6.1.2 圓鋼模板產(chǎn)品質(zhì)量標準 項次 項目 要求尺寸（mm） 允許偏差（mm） 檢查方法 1 單節(jié)鋼模高度 H -1.0 用鋼卷尺檢查 2 單節(jié)鋼模直徑 D ＋1.0 用鋼卷尺檢查 3 翼緣/肋高 H 0.5 游標卡尺 4 單節(jié)垂直度 / ≤L/1

11、000 鋼卷尺配合線錘吊垂直檢查 5 厚度 / 0.5 游標卡尺 6 螺孔直徑 / 0.25 游標卡尺 7 翼緣與肋、翼緣間、肋間 焊縫長 30.0 5 游標卡尺 8 翼緣與肋、翼緣間、肋間 焊腳高 2.0 ＋1.0 游標卡尺 9 翼緣或肋與面板焊縫長 15.0 -5.0 游標卡尺 10 翼緣或肋與面板焊腳高 2.0 ＋1.0 游標卡尺 11 防銹漆外觀 涂刷均勻不得漏涂、脫皮、皺皮、流淌 12 模板間拼接縫隙 / ≤2.0 塞尺 13 相鄰模板面高低差 / ≤1.0 塞尺配合靠尺 6.1.3 混凝

12、土：導熱系數(shù)、比熱容、表觀密度等參數(shù)應(yīng)符合《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》（CECS200）等國家或行業(yè)標準要求。 6.1.4 水泥：水泥品種應(yīng)按設(shè)計要求選用，其強度等級不應(yīng)小于32.5，品牌、批次、強度等級應(yīng)相同，不得使用過期或受潮結(jié)塊水呢，水泥技術(shù)性能應(yīng)符合《通用硅酸鹽水泥》（GB 175）的要求。 6.1.5 粗骨料：選用粒徑5～20mm，連續(xù)級配，含泥量不大于1%且不含雜質(zhì)的碎石。 6.1.6 細骨料：選用細度模數(shù)2.5以上，含泥量不大于2%且不含雜質(zhì)的中粗砂，使用前過3mm～5mm孔徑的篩子。 6.1.7 外加劑：應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑》（GB8076）和《混凝土

13、外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（GB50119）要求。 6.2 機具設(shè)備 6.2.1 機械、設(shè)備 混凝土攪拌機、磅秤、斗車、電鉆、電焊機、25mm插入式振動棒振。 序號 機械、設(shè)備名稱 規(guī)格型號 主要工作性能指標 1 混凝土攪拌機 JZC350 功率5.5KW、容量350L 2 翻斗車 0.08 m3/車 3 沖擊鉆 BH-2009 額定輸入功率:550瓦 4 電焊機 BX6-200 額定輸入電壓：220/380V 5 插入式振動棒振 ZN25 功率1.5KW、振動頻230HZ 6.2.2 常用施工工具 鋼絲刷、撬棍、榔頭、木楔、塑料桶、

14、扳手、鐵鍬等。 6.2.3 常用檢測工具 線墜、2m靠尺、水平尺、鋼卷尺、塞尺等。 7 質(zhì)量控制 7.1 質(zhì)量控制標準 7.1.1 防火層質(zhì)量控制應(yīng)嚴格按《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204）、《鋼管混凝土柱技術(shù)規(guī)程》（J10279）、《建筑鋼結(jié)構(gòu)防火技術(shù)規(guī)范》CECS200、《通用硅酸鹽水泥》（GB 175-2007）和《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50210）等相關(guān)要求執(zhí)行。 7.1.2 防火層施工質(zhì)量應(yīng)符合表7.1.2要求 1 主控項目 表7.1.2-1主控項目 序號 項目 控制標準 檢查方法 1 基層 一級鋼

15、結(jié)構(gòu)表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物，任何殘留的痕跡只能是點狀或條紋狀的輕微色斑；二級鋼結(jié)構(gòu)表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著物 觀察 2 原材料 符合設(shè)計要求和國家現(xiàn)行標準規(guī)定 檢查產(chǎn)品合格證明、進場復驗報告、配合比試配報告 3 厚度 不允許負偏差 鉆孔、尺量 4 強度 符合設(shè)計要求 檢查混凝土試塊檢測報告 2 一般項目 表7.1.2-2一般項目 序號 項目 標準 檢查方法 1 表面質(zhì)量 顏色均勻一致，沒有明顯色差，無漏漿，無油跡及銹斑 距離構(gòu)件表面3m觀察 2 氣泡 氣泡分散，最大

16、直徑不應(yīng)大于3mm，深度不應(yīng)大于2mm 距離構(gòu)件表面3m觀察,尺量 3 裂縫 寬度不大于0.2mm，且長度不大于100mm 尺量、刻度放大器 4 拼縫高低差 不大于2mm 2m靠尺，塞尺 5 垂直度 允許偏差4mm 線墜、鋼卷尺 7.2 質(zhì)量保證措施 7.2.1 鋼模板成品應(yīng)有出廠合格證明并附產(chǎn)品使用說明書。 7.2.2 鋼管混凝土柱安裝完成后宜盡早組織隱蔽驗收，及時進行混凝土防火保護層施工，避免其表面銹蝕。 7.2.3 鋼筋網(wǎng)定位時螺旋箍筋及豎向鋼筋應(yīng)避開鋼管柱排氣孔位置。 7.2.4 同規(guī)格的鋼模應(yīng)配套使用，安裝前應(yīng)將其內(nèi)表面清理干凈并均勻涂刷

17、脫模劑。對變形及損壞的鋼模和配件應(yīng)及時整形和修補。 7.2.5 為防止漏漿，應(yīng)在鋼模底與樓板接縫不嚴密處填入低標號砂漿，鋼模拼縫之間采用3mm厚自粘海綿條密封。 8 安全措施 8.0.1 施工操作人員在用電及機械使用時應(yīng)遵守《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ46）及《建筑機械使用安全技術(shù)規(guī)程》（JGJ33）的有關(guān)安全規(guī)定，不得私自亂拉亂接電線，使用小型電動工具及面鎢燈必須接漏電保護器及保護零線。 8.0.2 外包混凝土防火層施工的安全措施應(yīng)符合《建筑施工安全檢查標準》（JGJ59）、《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ80）和《建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范》（

18、JGJ130）中所規(guī)定的各項要求。 8.0.3 進入工地的施工人員必須正確佩戴安全帽，不許穿“三鞋”、赤腳。 8.0.4 鋼筋綁扎和鋼模施工應(yīng)搭設(shè)安全穩(wěn)固的操作平臺，要求滿鋪腳手板，高處和臨邊作業(yè)要拴好安全帶。 8.0.5 拆模時應(yīng)按施工方案進行操作，嚴禁隨拆隨扔，確保鋼模平穩(wěn)放下。 9 環(huán)保措施 9.0.1 用斗車運輸混凝土不應(yīng)漏漿，污染施工道路，施工完成后清理樓面做到工完場清。 9.0.2 應(yīng)選用對人體無害的脫模劑，涂刷時控制脫模劑的流淌，避免污染環(huán)境。 10 效益分析 10.0.1 外包混凝土防火層較涂刷防火涂料持久耐用、抗腐蝕性能強；且安全環(huán)保，混凝土

19、防火層在施工、正常使用環(huán)境和火災(zāi)高溫下均無有毒釋放物，有利于環(huán)境保護和火災(zāi)時的人員安全。 10.0.2 現(xiàn)澆成型法施工較噴射法施工節(jié)約原材料，減少成本，現(xiàn)澆法操作簡便，質(zhì)量容易控制，防火層厚度均勻，而且不污染環(huán)境。 10.0.3 采有鋼模現(xiàn)澆成型混凝土防火層形成清水混凝土表面，平整順滑，具有良好的裝飾效果，減少二次裝飾費用。 10.0.4 提高了鋼管柱耐火極限，具有良好社會效應(yīng)。 11 應(yīng)用實例 本工法應(yīng)用于廈門港國際旅游客運碼頭配套地產(chǎn)項目2006G01-A1項目Ⅱ標段辦公樓、廈門港務(wù)大廈工程的外包鋼管柱混凝土防火層施工，施工質(zhì)量滿足預期要求，現(xiàn)以廈門港國際旅游客運碼頭配套

20、地產(chǎn)項目2006G01-A1項目Ⅱ標段辦公樓為實例。 廈門港國際旅游客運碼頭配套地產(chǎn)項目2006G01-A1項目Ⅱ標段辦公樓，該辦公樓為核心剪力墻與周邊16根圓鋼管混凝土柱構(gòu)成的框架核心筒結(jié)構(gòu)，屋面高度127.1m，地上31層，與相鄰公寓樓共用2層地下室，標準層層高4.0 m，圓鋼管混凝土柱截面類型見表11.1-1： 表11.1-1 圓鋼管混凝土柱截面類型 序號 直徑（mm） 壁厚(mm) 數(shù)量（根） 工程量（m3） 1 1300 24 124 53.8 2 1200 22 144 40.5 3 1100 20 146 51.5 鋼管混凝

21、土柱防火設(shè)計方案是在鋼管柱外壁固定Ф6@200X200鋼筋網(wǎng)，采用噴射法施工70mm厚C25細石混凝土防火護層，施工單位根據(jù)現(xiàn)場實際情況提出變更，采用鋼?，F(xiàn)澆成型法施工,經(jīng)設(shè)計單位批準于2010年6月開始施工，2010年9月完成，施工效果得到建設(shè)、設(shè)計等有關(guān)單位認可。鋼模規(guī)格及數(shù)量見表11.1-2: 表11.1-2 鋼模規(guī)格及數(shù)量 序號 直徑 (m) 面板 (mm) 翼緣環(huán) (mm) 豎向翼緣(mm) 豎向加勁 肋(mm) 弧形加 勁肋(mm) 單片重量（kg） 數(shù)量 （套） 1 1.385 2 63X5 63x40x5 40x4 10x10 74.46 3 2 1.285 2 63X5 63x40x5 40x4 10x10 74.46 3 3 1.185 2 50X5 50x32x4 30x4 10x10 62.72 3 鋼模成品示意圖11.1-3: 圖11.1-3 鋼模構(gòu)造示意圖 1—2mm厚鋼面板；2—防火層；3—Φ12螺栓孔；4—∟63X5翼緣環(huán)；5—∟63X40X5豎向翼緣； 6—∟40X4豎向加勁肋；7—20X20弧形加勁肋 10