冬施钢管混凝土质量通病及防治

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发布时间：2021-09-10

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冬施钢管混凝土质量通病及防治
李连森金德俊王守良张萍周云麟
(中冶东北建设有限公司鞍钢建设集团公司鞍山天达建筑材料有限公司鞍山114039)
摘要钢管混凝土柱是多用于建筑工程中的一种结构形式。通常的施工顺序是先架设钢管结构，然后采
用“顶升法”灌注其内部混凝土。因为是外壳密封状态下灌注流态混凝土，无法透视施工工况及混凝土内部结
构，亦~~igg-r,}b修。因而空壁、塌陷、钢管胀裂、偏心、扭曲等质量通病时有发生。通过阐述缺陷形成机理和若
干工程质量原因剖析，提出了预防及治理的技术措施。
关键词钢管混凝土柱环箍效应钢管胀裂
1 钢管混凝土结构特点与常见质量通病
钢管混凝土(Steel Tubeconfined Concrete)是钢
与混凝土的组合结构，亦是金属与非金属复合的
现代建筑结构，由于兼备各自优势，实现优劣互
补，愈益显示其实用性和生命力。
其基本特点是：
(1)具有较高的抗弯、抗扭承载能力，相同截
面积(276cm )的各种截面抗弯断面系数w 表明：
B×h=12cm×23cm矩形和D／出26／18cm圆形截
面的W 分别为716cm 和1325cm ，提高了85．1％。
钢管和混凝土本身的弹性模量E值都相对较大，刚
度较大，具有较高的抗弯、抗扭能力。
(2)钢管混凝土是三向应力结构，传力明确，
受力均匀、合理。加之钢管的“环箍效应”，而使抗
压承载能力得以提高。工业建筑中钢管混凝土柱
的应用更加普遍。
(3)钢管本身即为耐压侧模板，省去支模、绑
筋、拆模等施工过程。
(4)钢管兼有纵筋、箍筋、腰筋功能，比制作钢
筋骨架，省工、省料，又便于混凝土浇筑。
(5)钢管本身是应力性承载骨架，焊接工艺大
为减少。
(6)钢管混凝土结构密闭性极好，有利于混凝
土保水和后期强度增长，尤其是有利于利用水泥
的富余强度。
一分为二地看，正是由于外壳封闭状态下灌
筑流态混凝土，既无法透视施工工况及混凝土内
部结构，亦无法进行补修，施工过程存在着钢管制
作、安装与混凝土灌筑的工序衔接，略有疏忽，空
壁、塌陷、偏心、钢管涨裂等弊病便不可避免地发
生。
2 钢管混凝土质量缺陷的成因与预防
2．1 钢管涨裂
北方低负温施工的钢管混凝土，曾发生过沿
着纵向开裂的缺陷，其主要原因如下。
(1)混凝土泵压力过大：泵送顶升混凝土过程
中，泵送压力过大，当管道受到的混凝土径向应力
接近其抗拉极限强度时，管壁沿纵向已产生肉眼
观察不到的微裂纹。
(2)混凝土的残余膨胀应力：原于设计施工的
管内膨胀混凝土掺入的膨胀剂过量，有的情况是
膨胀剂与早强剂并用，致使硫酸盐过量，新建厂房
冬季低温下混凝土终凝前未能充分形成钙矾石。
终凝后继续形成钙矾石的残余膨胀致裂。
钙矾石(C3A·3CaSO ·32H20)中每生成1摩尔
结晶水，体积膨胀23A fA(埃)=10 cm]体积，将达
到原体积的2．5倍，相应产生较大的内应力。
(3)混凝土负温下的冻胀与钢材的冷脆性：负
温下钢管内灌注的流态混凝土含较高的游离水，骤
然降温冻结将产生204～240MPa的冻胀应力，钢
管的膨胀系数1．2×10～／oC，负温下冷缩形成相反
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也是前期管理的重要工作内容之一。应充分发挥
项目管理单位的管理协调职能，体现责任主体一
体化的作用，使整个项目处于井然有序的状态。
4 结语
工程项目建设前期管理工作是工程建设过程
中不可或缺的一个重要环节，它对工程建设项目
管理有着决定性的影响，只有克服前期管理中客
观性、公正性、科学性的不足，充分认识到前期管
理工作的重要性，并实施有效改革，才能凸显建设
项目合理性、经济性、实用性、价值性。
(2009—_()3— 30收稿)