在工程实践中，钢管+混凝土作为两种不同材质的组合很好地解决了两种材料产生的缺陷，最大限度地发挥了各自材料特征的优势。钢管混凝土柱安装质量及精度对其材料优势特性的发挥起着关键性的 作用。

以北湖渠桥桥区积水治理工程为例，分析钢管混凝土柱施工技术措施及质量控制要点，可为今后钢管混凝土柱施工提供参考。

1 工程概况

1.1 基本情况

北湖渠桥桥区积水治理工程雨水泵站升级改造工程位于朝阳区北湖区桥东北侧，工程主要内容包括对现有泵站拆除、新建1座泵站及调蓄池。泵站进水管接入配水渠，渠道东侧为新建泵站，西侧为调蓄 池，长28.15m、宽15.7m、深16m。调蓄池总有效容积为1900m3，由于场地有限，在调蓄池上方新建泵房上部结构、格栅间和配电室。

该泵站为地下2层箱形框架结构，采用盖挖顺做法施工。中间设置6根双排700mm钢管混凝土柱，钢管柱参数Z–1桩长17m，桩径1.8m，C30混凝土管长14.8m，管径0.7m；C30微膨胀混凝土Z–2桩长17m，桩径1.8m，C30混凝土管长14.8m，管径0.7m；C30微膨胀混凝土Z–3桩长17m，桩径1.8m，C30混凝土管长14.8m，管径0.7m；C30微膨胀混凝土Z–4桩长16m，桩径1.8m，C30混凝土管长15.8m，管径0.7m；C30微膨胀混凝土Z–5桩长16m，桩径1.8m，C30混凝土管长15.8m，管径0.7m；C30微膨胀混凝土Z–6桩长16m，桩径1.8m，C30混凝土管长15.8m，管径0.7m，C30微膨胀混凝土。

1.2 地质条件 

本工程沿线勘探范围内的土层划分为人工堆积层和第四纪沉积层两大类。钢管柱桩基础进入圆砾⑥层，桩端进入持力层厚度大于1.0m。勘察资料表明，场区存在4层地下水。

第1层台地潜水8.30m，稳定水位标高29.010m； 第2层层间水（具承压性）15.00m，稳定水位标高22.310m；第3层层间水（具承压性）18.40m，稳定水位标高18.910m；第4层承压水（侧承压水头）27.30m，稳定水位标高11.400。

2 安全质量控制目标

施工期间保证基坑开挖安全，基坑周围沉降量控制在20mm以内；钢管柱安装精度满足要求，工程质量达标。

3 施工难点

3.1 难点分析

（1）桩基钢筋笼长17m以上，钢管柱单根最长15.8m，钢护筒单根最长18m，钢护筒加上钢筋笼起吊重量约10t。此外，作业场地狭小，大型起吊设备活动范围有限。

（2）钢护筒（直径为1620mm）内空间狭小，待其桩基完成后，需对桩顶浮浆护筒内凿除，强度高，厚度深，处理难度大。

（3）混凝土分多次浇筑，孔内标高控制难度较大。

3.2 解决措施

3.2.1 针对桩头处理措施

（1）施工前由项目经理（副经理）、技术负责 人、生产经理、分项目管理人员、机械设备管理人员及作业队技术负责人员多次进行专项讨论。

（2）技术部编制专项方案，并多次上会讨论，完善细节。

（3）落实各工序负责人。

（4）落实机械设备的选型和准备工作。

（5）加强施工过程中协调配合工作。

（6）制订合理的施工计划，尽可能错开作业时 间，减少施工相互干扰。

（7）合理使用作业空间，作业前依据方案做好设备人员的合理布置。

（8）落实施工过程中的质量控制。

3.2.2 水下桩头处理措施

（1）钢护筒高出地面300~500mm，人员上下采用钢制爬梯，全程系安全绳，严格按照有限空间作业流程做好气体检测，经审批后方可开始作业。材料吊装时段，孔内人员顶部做活动护头棚。

（2）用专业设备及时清理桩基施工完成后的 泥浆。

（3）桩头凿除至满足承载力要求的设计标高，渣土随凿随吊运，小块用扫帚清除干净，满足混凝土连接质量。

（4）整个桩头处理期间，严格按照有限空间作业要求，做好作业人员的安全保障。

3.2.3 标高控制措施

（1）孔口固定至少两个高程控制点，浇筑时随时用测绳进行孔内高程复测。

（2）水下混凝土浇筑由经验丰富的工人测量孔内混凝土面的高程，以便准确预估混凝土收缩量。

（3）下一道工序施工前，应对钢管柱内的高程控制点、钢管高程等相关高程做相应校核，确保浇筑过程未发生变化。

4 钢管混凝土柱控制技术

4.1 施工组织动态化管理

为了保障本工程施工中的施工安全、质量及进 度，项目部、工区及班组分别成立领导小组，依据施工进展实施动态化管理工作。

（1）人员组织。安排有相关作业经验的人员，有针对性地做好安全技术培训，作业期间管理人员旁站，确保施工按照既定方案安全、有序作业。

（2）质量控制。做好过程控制及关键工序控制，提前做好难点、重点、关键点可行性技术讨论，严格按照制订的方案落实，工序衔接有序高效。

（3）施工与精密测量相结合。合理、准确、有效测量定位，是采取各种技术措施的前提。施工中对钢管柱进行细致有效的定位监测，并及时反馈测量信息，为钢管柱施工提供及时的判定依据，确保各个环节施工质量及安全。 主要控制项目：钢护筒的定位及垂直度、钢管单节进场后的各项指标检查及现场拼装后校验、钢管下口固定、钢管上口固定、混凝土浇筑质量。

4.2 技术保障措施

提前筹划，多方讨论，优化技术措施，结合工程特点有针对性地做好技术方案。

4.2.1 施工工艺

钻孔灌注桩基础施工→孔内泥浆抽排→凿除桩基桩头→钢护筒及自动定位器安装，定位器浇筑二次混泥土固定→钢管柱安装及固定→钢筋笼吊装→浇筑钢管柱内的混凝土→护筒与钢管柱周围空隙回填细砂。

4.2.2 施工方法

（1）制备及吊放钢护筒，与桩基钢筋笼连接。选择直径为1620mm钢护筒，主要用于钢管柱安装提供安全的施工空间。钢护筒分节在厂家进行加工，并运送至现场拼装，各节采用法兰螺栓加橡胶垫连接，进入现场的钢护筒需做试拼，并做闭气实验。试拼装满足要求后方可用于孔内安装，确保各项参数满足要求，不得渗漏。钢护筒的平面位置采用孔口的可调式螺栓丝杠进行微调，确保护筒中心与桩心同心，水平尺调整平整度，钢护筒放置满足要求后与操作平台槽钢焊接固定，确保浇筑过程中钢护筒的精度。

（2）柱基混凝土。钢管混凝土柱基础桩径为1.8m，标号为C30，采用水下浇筑。清孔合格后采用导管灌注的方式浇筑，利用起重机有节奏地进行升降，使导管上下活动，起到振捣效果，随导管逐步拆除，完成浇筑。初灌混凝土是保障灌注质量的关键，灌注前应计算灌注量。导管提前做打压试验，确保密封良好。混凝土灌注需严格监控初灌量，随时核对混凝土上升情况与浇筑量是否匹配，直至浇筑完成。初灌混凝土方量计算：V=0.25×π×d^2×γm÷γc×Hw+0.25×π×D^2×Ho=3.8m3（按孔深20m、桩径1.8m考虑）。

初灌混凝土采用自制5.6?m3大漏斗进行灌注施工，漏斗下方插入导管内500mm。也可利用3m3的漏斗，在漏斗灌注的同时，利用两辆混凝土罐车向漏斗内卸料，保证漏斗中一直有1/3以上的混凝土。

（3）抽排泥浆。钢护筒内的泥浆采用专用设备及时排除，底部用人工清理干净，并用高压风吹干。

（4）桩头凿除。将小型卷扬机作为吊运主要设备，人工用风枪凿除超灌混凝土（50~100cm）。护筒设置不少于3处标高控制点，严禁超量凿除，料斗考虑作业空间的因素，料斗容量为0.1m3，用鼓风机不间断地向孔内送风，孔内人员配备气体检测仪，随时关注孔内空气指标，以确保作业环境安全可控。

（5）定位器安装与浇筑。自动定位器是一种预先加工好的装置，与钢护筒采用焊接的方式固定。安装基面平整，几何位置准确，无积水、杂物，混凝土接缝满足强度要求。采用早强混凝土导管灌注，人工振捣、基面处理，严格控制安装质量。浇筑时不得碰撞已安装完毕的定位器。为了提高施工效率，后续作业缩短间隔时间，采用早强细石混凝土锚固。溜槽浇筑，人工振捣。浇筑完毕及时对定位器清理，确保定位精度。浇水养护至强度满足设计要求，进行下一步工序。

（6）吊放安装直径为700钢管柱。钢管柱地面定位采用全站仪精确测设钢管柱平面位置，护筒周围布设做4个边桩，随时对钢管桩位置进行校验。钢管柱吊装前对钢管桩的长度进行校验。钢管柱顶端采用2根直径为32mm的圆钢作为吊环，吊环与钢管柱采用焊接的方式连接，采用经过验算的履带起重机，用两点法起吊，并随时关注钢管柱在空中的上升情况，缓慢吊放至孔口。双人采用大绳配合起重机将钢管柱与孔内中心线重合后，匀速插入孔内，直至底部放入定位器。上部采用微调花篮螺栓调整，待几何位置满足要求后，对钢管柱进行焊接临时固定，确保浇筑过程中不会发生偏移与起伏。

（7）安装钢管柱内钢筋笼。钢筋笼长12.9m，提前焊接，炮车整长运送至起吊设备作用半径内，用两点法起吊，放入钢管柱内的过程中避免碰撞柱壁。依据提前设定的标高参照点及中心控制点，精确控制钢筋笼的下放位置。

（8）灌注钢管柱内混凝土。钢管内混凝土施工时采用微膨胀自密实混凝土，标号C30，用25cm导管连续浇筑，参照水下混凝土浇筑的方法合理抽拔导管，直至浇筑完成。鉴于钢管内混凝土强度较高、振捣困难、一次浇筑量大等特点，混凝土灌注必须连续进行，施工前必须进行严密周详的施工组织，并做好应急预案。有针对性地对作业施工人员进行技术交底。对作业机械设备统一做1次联合检查，确保设备正常运转。提前告知混凝土供应商，采取有效措施，确保混凝土连续供应。认真研究灌注方案、确保混凝土质量。为防止出现烂根的情况，浇筑前先浇筑同标号的砂浆10~20cm。初灌混凝土在计算浇筑量的基础上，可多浇筑50~80cm，抽拔导管期间一定做好量测混凝土面的高程，确保导管底部始终处于混凝土面以下，且最大埋深不超过5m。对量测的灌注高度与浇筑的理论上升高度做好核对，保证导管提升拆除量符合灌注要求，浇筑中途间歇时间不得超过混凝土终凝时间，柱顶部1m范围采用人工振捣，确保浇筑质量。

混凝土柱强度满足要求后，对钢管柱与护筒周围的空隙进行回填，应采用细砂多次分步回填的方式，每次回填高度不超过2m，预沉时间不少于24h，实际回填量与理论回填量进行对比，确保回填密实，后期每天进行巡查，及时做好补充回填。

5?结束语

通过采取各项管理及技术措施，取得了良好的效果。钢管混凝土柱的承载力及位置尺寸均满足设计规范要求。钢管混凝土柱的中心偏差最大值为3mm，高程偏差为–3mm，垂直度偏差最大值为4mm。同时，本工程钢管混凝土施工的成功实践对于需要优化建筑物使用空间、面积以及工期要求紧的项目，得到了充分的验证。