箱型钢柱内浇灌空洞二次灌浆施工技术探讨

【摘要】：箱型钢柱在浇灌混凝土时，由于浇灌、振捣方式错误等原因，致箱型钢柱中混凝土有空洞，终凝后混凝土与外包钢柱不能共同受力，使结构无法达到设计的强度要求。为了解决箱型钢柱中混凝土有空洞、不密实的问题，本文提出采用二次灌浆补强的技术方案，以保证空钢柱二次浇灌浆后能与混凝土共同受力承重，满足设计的要求。

【关键词】：箱型钢柱、混凝土空洞、二次灌浆导

中图分类号： TV331 文献标识码： A

二次灌浆即用细碎石混凝土或水泥浆将设备底坐与基础表面空间的空隙填满并将垫铁埋在混凝土里，以固定垫铁和承受设备的负荷。在浇灌基础时预先在基础内留出地脚螺栓的预留孔。在设备安装时再把地脚螺栓安装在预留孔内浇灌混凝土或水泥砂浆使地脚螺栓牢固。它的优点是地脚螺栓便于调整和便于设备安装。缺点是现浇的混凝土与原基础的结合不如一次灌浇牢固。

一、工程实例

位于天津市宝坻区宾馆2#楼工程为地上五层、地下一层的钢框架加支撑结构体系，主框架钢柱为焊接箱型钢柱，材质为Q345B，箱型钢柱内浇灌C45无收缩混凝土。由于部分箱型钢柱浇灌时没有充分振捣，空管段中混凝土没有填充满钢管，用小铁锤在钢柱外侧敲击时，能明显听到混凝土不密实的空洞声。根据现场实际情况，空管段一般发生在柱子内隔板的下方，可以通过铁锤敲击钢柱外壁的方法大致确定空管段的位置。柱内空洞部分的上部混凝土经过长时间的自然养护早已达到其应有的强度等级，很难通过砸除上部混凝土来进行灌浆。经过实际考察并结合以往施工经验，确定从空管段的上部开口进行二次灌浆。

1、现场用小铁锤检查空管段情况并做好标记。用白色石笔在钢柱上标出空管段的底部及顶部。在空管段正中距上隔板约100mm处标出150×150的洞口轮廓线（附图），并在洞口钢板上编号，以便灌浆结束后能将其还原到原来位置。

2、在所标记的洞口中心部位用Φ10钢筋焊接把手；沿钢柱上所标洞口位置使用乙炔气割开洞，气割割嘴必须垂直于钢板，偏差不大于3mm。

3、开洞后，取下洞口盖板，然后在洞口边缘的内侧焊接衬条（附图二）。检查空管段内是否有异物，可用启动后的振动棒由洞口插入空管段内看是否畅通到底，当检查空管段内无障碍后方可浇灌混凝土。用于空管段内二次浇灌混凝土抗压等级不应低于原柱内混凝土。浇灌前，先用同强度的水泥砂浆打底，保证新老混凝土的良好粘接性。必须按《矩形钢管混凝土结构技术规程》采用内部振捣器振捣，随浇随振，每次振捣时间不应少于30秒，当空管长度超过1m时，应分段振捣，每段振捣高度不宜大于1米，二次浇灌与洞下口平齐，以混凝土不漫出洞口为准。施工时应注意保持洞口内侧衬条的清洁。

4、完成混凝土的二次浇灌后，清理洞口边缘及衬条上的砂浆等垃圾，将洞口处的原钢板归位，采用坡口焊接（一级焊缝），完成后将焊缝打磨平整。

5、待洞口封上以后，在空管段距顶端50mm处钻压浆孔，孔径20mm，在压浆孔的对面开排气孔。使用压浆机通过压浆孔进行压浆。完成压浆后将压浆孔和排气孔补焊密封。

二、二次灌浆的技术要求

2.1控制输送时间

在运输问题上应尽量缩短外部运输时间，控制好运输距离。在灌浆料到达工地后应立即把料卸下并进行浇筑，避免停留时间过长引起较大的塌落度损失。内部输送采用泵送时，输送管道应覆盖湿布。

2.2浇筑施工

在浇筑时，模板、钢筋、老二次灌浆料基层要洒水湿润、降温，同时还要合理地分段分层，使新老浇注间隔时间缩短。如需要较高坍落度的混凝土灌浆料拌合物，应使用高效减水剂，有些高效减水剂产生的拌合物大坍落度能维持2个小时。高效减水剂还能减少拌合过程中骨料颗粒之间的摩擦，减缓拌合筒中的热积聚。浇筑施工应避免在阳光直射下进行，风大时要设风障挡风。在可能的情况下，二次灌浆料应尽量安排在早晚和夜间进行浇筑。浇筑、振捣过程尽量迅速紧凑，间隔时间不能太长。

2.3制备过程

2.3.1可适当增加矿物外加剂的掺量，掺入矿物外加剂可以延缓灌浆料的凝结时间，也可以减小其的坍落度损失，温度的提高加速了胶凝材料的水化反应，使得矿物外加剂反应速度较慢的问题成为次要问题。而主要问题则是控制好凝结时间和坍落度损失就可以了。在满足施工规范要求的情况下，尽量使用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。

2.3.2集料和拌合水应避免阳光直接照射，可洒水使集料降温。拌合水最好采用井水，如用储水槽，应避免阳光直晒。向骨料堆中洒水，降低混凝土灌浆料骨料的温度，应避免灌浆料拌合物的温度超过30℃，必要时可加冰块降低二次灌浆料拌合物的温度。

2.3.3凝结时间太快会影响正常施工，要控制二次灌浆料的凝结时间，特别是在浇筑较大的底板时，如凝结时间控制不好，有可能出现冷缝。对于高温季节里长距离运输混凝土灌浆料的情况，可以考虑搅拌车的延迟搅拌，使得混凝土灌浆料在到达工地时仍处于搅拌状态。

灌浆时

2.3.4二次灌浆时，应从一侧或相邻的两侧多点进行灌浆，直至从另一侧溢出为止，以利于灌浆过 程中的排气。不得从四侧同时进行灌浆。灌浆开始后，必须连续进行，不能间断。并尽可能缩短灌浆时间。在灌浆过程中严禁振捣。必要时可用灌浆助推器沿灌浆层底部推动CGM灌浆料，严禁从灌浆层中、上部推动，以确保灌浆层的匀质性。设备基础灌浆完毕后，应在灌浆后3-6小时沿设备边缘向外切45度斜角以防止自由端 产生裂缝 ， 如无法进行切边处理，应在灌浆后3-6小时后用抹刀将灌浆层表面压光。当灌浆层厚度超过150mm时，应采用豆石加固型高 强无收缩灌浆料。

三、后期检验检测

3.1对原材料、构配件和器具等产品应进行进场复检，按照进场的批次和产品的抽样检验方案执行。

3.2对混凝土的强度及掺用的外加剂进行检测，应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010和《混凝土外加剂应用技术规程》GB50119等相关规范、规程和设计要求。

3.3浇灌施工中要随时用铁锤敲击钢柱四壁，检查是否浇灌密实，如不密实应在混凝土初凝前振捣处理。

【结束语】：通过二次灌浆对箱型柱内空洞的补救，虽然弥补了浇灌施工中振捣不实产生空洞的缺陷，但施工单位在平时的施工工作中如果能注重质量、防范此类问题的发生，就可以大大减少后期二次灌浆的数量，即保证了施工质量又节约了施工成本。