钢管柱
钢管柱承重性能良好，在受力较大部位能有效减少混凝土柱体积，起到承载和传力作用。钢管柱施工要求较为严格，由专业工厂加工制作，运至工地安装。
钢管混凝土柱主要由Ф950钢管，底法兰环形钢板、顶法兰环形钢板（钢管柱安装前预焊），Q235加劲钢板以柱内节点加强钢筋和C40混凝土组成，L=4350mm。
1)施工方法及施工顺序
钢管柱分两段组装，施工时先在临时仰拱上开孔，首节由4#导洞吊装，第二节由3#导洞吊装，找正对口焊接，对口形式采用钢管内壁预埋φ22接茬钢筋，接茬筋长10cm，接口焊接工艺应满足表3-7要求。钢管焊接完成后，由钢管柱的顶端安放柱的主筋及箍筋，扶正钢管，将钢管托起，连接钢管柱内主筋，钢管柱下落就位，与底部法兰固定连接，钢管柱顶端采用型钢井字固定，定位型钢与格栅钢筋焊接，绑扎钢管柱内箍筋，钢管柱的定位精度与直顺度应满足表3-8要求。柱内混凝土采用导管输送，使用振捣棒振捣，当混凝土浇注至柱顶时，预埋柱顶补强筋。
2)钢管柱加工制作及运输
（1）钢管柱的制作
① 钢管柱施工所采用的有关规范
钢管柱的制作、安装所依据的主要规范为《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）、《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81-2002），《钢管混凝土结构设计与施工规程》（CECS 28：90）。
② 钢管柱的制作、安装精度
根据有关规范，钢管柱的制作、安装精度见下列各表。
表4-6 钢管柱制作允许偏差（mm）
项目 允许偏差
直径（d） ±d/500=±1.6＜±5.0
构件长度（l） ±3.0
管口圆度 d/500=1.9＜5.0
端面对管轴的垂直度 d/500=1.9＜3.0
弯曲矢高 l/1500=3.0
对口错边 t/10=1.6＜3.0
钢管柱由专业工厂加工制作，加工制作时严格进行选材，3号碳素钢结构质量标准符合GB700《碳素结构钢》的要求，严格按《钢管结构工程施工及验收规范》进行加工。
钢管柱加工时，严格控制纵向弯曲度、椭圆度、管端平整度。具体要求详见钢管柱制作及安装允许误差表。
钢管柱出厂前进行焊缝、长度、表面清洁度、防腐处理、超声探伤检查，按GBJ205-2001《钢结构工程施工及验收规范》质量标准进行验收。并按照每根钢柱进行分节编号，组对配装检验，合格后再分解装运。
钢管柱在运输过程中采取有效措施防止碰撞，装车和卸车采用吊机轻吊轻放，不允许随意抛掷。钢管柱在导洞内运输过程中对临时仰拱进行支撑加固处理。运输采用小平板车固定钢管柱经导洞运输至孔位。
D钢管柱安装
钢管柱的安装方法:受作业空间所限，钢管柱施工分段在3#及4#导洞进行拼接。
a. 施工准备
施工准备工作包括施工人员的到位，吊装机具的配置，辅助材料到位，自动***，钢管柱等材料的进场备置等。
b .测量放线
在底梁南北及东西方向各测设2点挂线，找到桩心位置，其水平位置误差不大于5mm。
c. 钢管柱的吊放安装
①出厂前，在每节钢管柱内壁起吊位置对称焊接设置一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保钢管柱起吊时的安全。
②准备工作完成后，分次将钢管柱吊入孔内，管节间焊接联接（安放柱内钢筋）。
③采用两点起吊法吊装钢管柱，将管体缓慢吊起，至垂直位置，进行钢管柱主筋连接 。
④缓慢吊放钢管柱使钢管柱底部准确嵌入定位法兰，人工在下导洞内直接观察钢管柱底与定位法兰的吻合程度。其后对钢管柱上端精确定位，在3#导洞柱顶临时定位井字支架与钢管柱之间设四根带花栏螺栓的扣件，对钢管柱位置进行微调，这四根扣件位于柱顶部平面上经过钢管柱中心的两个垂直方向上。精确校正钢管柱顶标高、纵轴线位置、垂直度的检测，用工字钢将钢管柱管顶与格栅焊接固定。由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由定位法兰确定，在钢管柱上端空间位置校测固定后，即可认为管顶与管底在垂直方向投影重合，钢管位置已精确定位。
表4-7 钢管柱焊接坡口允许偏差（mm）
坡口名称 焊接
方法 厚度
δ 刨边 板
厚度b 内侧间隙 外侧间隙 坡口高度 坡口
半径
R 坡口
角度
(α) 坡口形式
V型 手工焊 16 2±1 2±1 60±5
坡口 自动焊 16 7±1 0±1 60±5
表4-8 钢管柱吊装就位允许偏差（mm）
序号 检查项目 允许偏差 备注
1 立柱中心线和基础中心线 ±5
2 立柱顶面标高和设计标高 +0，-20
3 立柱顶面不平度 ±5
4 各柱间的距离 间距的1/1000
5 各立柱不垂直度 长度的1/1000，大15
E钢筋安装
a底纵梁施工时，按设计要求预埋钢管柱底部加强筋、主筋及其接驳器；
b钢管焊接完成后，由钢管柱的顶端安放柱的主筋及箍筋，扶正钢管，将钢管托起，连接钢管柱内主筋；
c钢管柱下落就位，与底部法兰固定连接，钢筋工下到管内，绑扎钢管柱内箍筋；
d当混凝土浇注至柱顶时，预埋柱顶补强筋。
F钢管柱施工注意事项
钢管柱加工制作、安装、混凝土浇筑严格执行设计要求和相关规范。
安装钢管柱时要保证位置准确，检查立柱的垂直度，位移偏差小于5mm，垂直度小于4mm。
钢管柱焊接过程中一定要对称焊接，保证受力均匀，焊缝饱满、长度符合规范要求。
钢管柱安装后应按照规范要求，对安装焊缝进行探伤检测。
保证钢管柱混凝土密实的措施：
a钢管柱混凝土强度等级为C40，混凝土中加入微量膨胀剂，以消除钢管柱内因混凝土收缩产生的缝隙。
b商品混凝土运至现场后应严格检验坍落度，现场严禁随意加水。
C当混凝土浇到柱顶时，上面易出现一层较厚的水泥砂浆，而且气泡不易排出。柱顶看灰人员注意观察顶部混凝土的状态，当出现上述情况时，应清除水泥砂浆，重新浇筑混凝土，并加强振捣，确保气泡排出。
d作业过程保证振捣质量，避免振动棒触及钢筋和管柱。
e钢管内的混凝土浇筑应连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间。每次浇灌混凝土前应先浇灌一层10～20cm的与混凝土等级相同的水泥砂浆，以免自由落下的混凝土粗骨料产生弹跳现象。
f钢管内的混凝土浇筑质量，可用敲击钢管的方法进行初步检查，如有异常，应用超声波检测。对不密实的部位，应采用钻孔压浆法进行补强。然后将钻孔补焊封固。
动物园钢管柱施工方法
⑵ ***安装
① 自动***的原理及作用
钢管柱采用上下两端同时定位法固定。钢管柱下端定位主要依赖于自动***，上端用型钢焊接定位。自动***是一种预先加工的装置，精确校正其平面位置、高程和垂直度后，固定于基桩钢筋上，浇筑基桩混凝土后其下端锚固于基桩混凝土中。其构造特点决定了可实现对钢管柱的引渡、限定、精确定位的功能。
② 自动***的设计
自动***呈十字锥形，由型钢组焊而成。锥底宽度比钢管内径小1.5mm（单侧）。主要包括锥形引渡板、定位十字板等构件，其中锥形引渡板实现对钢管柱的引渡功能，并控制钢管柱的垂直度、限定钢管柱的水平位移；定位十字板承托钢管柱，并控制钢管柱的水平位置及标高；***的制作质量必须严格控制，保证其具有足够的强度、刚度及精确度，以确保钢管柱安装时，***不发生破坏、变形、移位现象，并提供所要求的精度。
③ 自动***的安装
首先由测量人员在桩间加强带顶面，***安放作业面内测放钢管柱中心十字轴线、***标高控制点，标记于导坑支护护壁上。
而后施工人员携带***、槽钢及其他配件进入导坑，安置***。
从上端孔口将钢管柱中心点投至桩底，施工人员依据中心点调整***中心，依据四个方向的标高控制点调整标高。精确校正位置后，使用螺栓将其固定。
***的安装必须做到安装前精确放线定位，安装后重新复验。在浇筑混凝土时，要尽量避免对***的冲击。
***底部与LI混凝土连接部分需要灌注高强树脂砂浆—环氧砂浆。环氧砂浆灌注厚度为2cm，环氧砂浆各项材料用量配合比（重量比）为1：0.1：0.2：0.88：2（树脂：乙二胺：二丁脂：水泥：砂子）。
⑶ 钢管柱上口固定支架安装
混凝土工作台在人工挖孔之前先行浇注。即以中桩桩位为中心，自现况地面下挖3.5*3.5m见方、30cm深的土槽，延人工挖孔外轮廓线砌筑砖模，浇注混凝土。
5.5.8 钢管柱的安装
⑴ 施工准备
施工准备工作包括施工人员的到位，吊装机具的配置，自动***，钢管柱等材料的进场备置等。
⑵ 施工放线
在桩孔东西方向及南北方向各测设2点挂线，找到桩心位置，其水平位置误差不大于2cm。
⑶ 钢管柱的吊装及固定
钢管柱由加工厂根据设计图纸进行加工。出厂前，在钢管柱顶对称焊接设置一对吊耳，同时在吊耳侧加焊肋板，以确保钢管柱处于不利位置时，吊耳不发生侧翻破坏现象。
采用两台吊车相互配合作业。一台主吊，另一台吊车辅助吊装，以防止钢管柱底部戳地变形。操作时一台吊车在钢管柱上端两点起吊钢管柱，同时另一台吊车起吊钢管柱底部，使钢管柱上端起吊过程中，其底部脱离地面。辅助吊车缓慢放绳，待钢管柱完全垂直吊离地面，且相对稳定后，将其与辅助吊车分离。对准桩位、下放钢管柱，慢插入孔。顶端采用型钢作井字固定，在型钢上焊微调器。然后对钢管柱上端精确定位，精确校正钢管柱顶纵轴线位置，垂直度后，定位后用工字钢将钢管柱顶与预埋件焊接牢固。
由于钢管柱下端平面位置、标高、垂直度已由***确定，钢管柱上端空间位置校定后，即可认为钢管柱顶与管底在垂直方向投影重合，钢管位置已精确定位。
⑷ 灌注杯口混凝土
杯口处混凝土与桩基混凝土同标号（C30），当现场不好灌注混凝土时，采用水泥砂浆。施工时将注浆管布设在钢管柱管壁外侧，使用绑丝、利用钢管柱与顶板、中隔板、底板连接处的锚栓将注浆管固定，随钢管柱下放至杯口注浆底部。
地面设有注浆泵，注浆管为φ20塑料管，单桩布设三根注浆管。以注浆量控制杯口混凝土的灌注位置。
⑸ 钢管柱安装质量的检查
立柱中心线与基础中心线偏差在±5mm；
立柱顶面标高和设计标高偏差在0-20mm；
钢管柱垂直度为长度的1/1000，大不大于15mm；
钢管柱顶面不平度在±3mm以内；
各柱之间的距离偏差7mm，各柱上下两平面相应对角线差允许偏差20mm；
立柱顶面不平度允许偏差±5mm；
5.5.9 下放钢管柱内钢筋笼
下放钢管柱内钢筋笼方法同桩基钢筋笼。
5.5.10 钢管柱内混凝土灌注
⑴ 材料：采用C40无收缩混凝土，外加剂为U型微膨胀剂，外加剂掺量为12%，混凝土的坍落度为20～24mm。
⑵ 采用导管进行浇注，混凝土下落距离小于2m，每根钢管柱内灌注工作均连续进行，不间歇，每根钢管柱内灌注时间控制在1h之内。
⑶ 灌注：钢管柱精确定位后浇注杯口混凝土，与桩基连接为整体，使钢管柱固定，开始浇注钢管柱内混凝土。
⑷ 混凝土量超灌的控制：
控制混凝土的灌注总量，随时进行混凝土面高程的测量，勤拔导管，并控制导管埋入混凝土面的深度，后一次灌注，导管底面与设计混凝土浇注面齐。
⑸ 钢管柱内混凝土质量控制：
钢管柱混凝土必须浇筑均匀，混凝土内不夹杂气泡，浇筑混凝土必须使用导管，且由下至上边振捣边拔导管，导管直径300mm，振捣棒长度大于24m。
5.5.11 钢管柱孔壁灌砂
中桩施工完成后，钢管柱外壁四周及钢管柱虚桩上部φ800钢管柱空管内灌砂水沉。
