一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法

摘要

本发明提供一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法，包括以下步骤：对钢管柱及钢管柱上的节点进行加工；将加工后的钢管柱运输至施工目标地，使用叠合钢管混凝土框架柱对钢管柱进行再加工，分别构成第一浇筑体和第二浇注体；向第一浇筑体和第二浇注体内浇筑混凝土，叠合钢管混凝土框架柱强度达到预设值时，进行桩位放样以及桩基成孔，将叠合钢管混凝土框架柱下放至预设高度；将叠合钢管混凝土框架柱进行竖向定位以及平面定位，调整叠合钢管混凝土框架柱的垂直度。本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法，降低了施工难度，提高了施工效率，提升整体施工质量。

权利要求

1.一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法，其特征在于，包括以下步骤：对钢管柱及所述钢管柱上的节点进行加工；

将加工后的所述钢管柱运输至施工目标地，使用叠合钢管混凝土框架柱对所述钢管柱进行再加工，所述钢管柱和所述叠合钢管混凝土框架柱构成第一浇筑体，所述钢管柱内部具有第二浇注体；

向所述第一浇筑体和所述第二浇注体内浇筑混凝土；

所述叠合钢管混凝土框架柱强度达到预设值时，进行桩位放样以及桩基成孔，所述桩基成孔质量达到设计要求后，将所述叠合钢管混凝土框架柱下放至预设高度；

将所述叠合钢管混凝土框架柱进行竖向定位以及平面定位，并调整所述叠合钢管混凝土框架柱的垂直度；

还包括浇筑模板，所述节点包括定位钢板，所述浇筑模板套设在所述叠合钢管混凝土框架柱的外侧，且所述浇筑模板的内侧与所述定位钢板的一端相抵；

所述定位钢板包括钢板和设于钢板的板面上的伸缩杆，伸缩杆至少一端可伸出至钢板外并与所述浇筑模板的内侧相抵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述节点包括刀架、柱顶环板及套筒、节点抗剪环、基础节点环板、柱身栓钉、柱脚法兰盘及肋板中的一个或多个，所述节点在所述钢管柱上依次加工设置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述叠合钢管混凝土框架柱包括框架柱纵筋和框架柱箍筋，所述框架柱纵筋和所述框架柱箍筋分别绑扎在所述钢管柱外侧，所述框架柱纵筋的一端与所述定位钢板连接。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述桩基成孔的设计要求包括成孔深度、垂直度和泥浆比重。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括钢筋笼，所述钢筋笼套接在所述叠合钢管混凝土框架柱的外侧，所述桩基成孔满足设计要求时，通过吊机设备下放所述钢筋笼和所述叠合钢管混凝土框架柱，所述叠合钢管混凝土框架柱与所述钢筋笼嵌固满足设计要求。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述竖向定位具体包括：通过所述刀架与所述叠合钢管混凝土框架柱焊接，所述刀架固定在地面上，完成竖向定位。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述平面定位具体包括：采用坐标定位方法对所述定位钢板进行对位，对所述叠合钢管混凝土框架柱平面位置进行调整，完成平面定位。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述叠合钢管混凝土框架柱的垂直度，具体包括：在所述叠合钢管混凝土框架柱一侧设置测斜管，所述测斜管对所述叠合钢管混凝土框架柱的倾斜角度进行测量。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述向所述第一浇筑体和所述第二浇注体内浇筑混凝土之后，还包括：

在土方开挖后，完成所述叠合钢管混凝土框架柱与水平结构连接节点相应部位结构施工。

说明书

一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及施工技术领域，尤其涉及一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法。

背景技术

[0002] 随着逆作法施工技术的成熟，现已开始得到广泛应用。

[0003] 逆作法通常采用钢管柱作为逆作施工竖向支承结构，钢管柱通常与灌注桩一起施工，且在桩基施工阶段通过一柱一桩形式将钢管柱(内灌混凝土)与灌注桩一次施工到位；
逆作阶段施工完毕后，进行竖向结构顺作时，钢管柱作为主体结构框架柱芯柱，钢管柱外侧
进行钢筋绑扎、支模和混凝土浇筑，形成钢管混凝土叠合框架柱。

[0004] 现有机的逆作法施工时需要多道工序配合，施工繁琐，且质量较低。

发明内容

[0005] 本发明实施例提供一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法，大大降低了施工难度，提高了施工效率，提升整体施工质量。

[0006] 一方面，本发明实施例提供一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法，该方法包括以下步骤：

[0007] 对钢管柱及钢管柱上的节点进行加工；

[0008] 将加工后的钢管柱运输至施工目标地，使用叠合钢管混凝土框架柱对钢管柱进行再加工，钢管柱和叠合钢管混凝土框架柱构成第一浇筑体，钢管柱内部具有第二浇注体；

[0009] 向第一浇筑体和第二浇注体内浇筑混凝土；

[0010] 叠合钢管混凝土框架柱强度达到预设值时，进行桩位放样以及桩基成孔，桩基成孔质量达到设计要求后，将叠合钢管混凝土框架柱下放至预设高度；

[0011] 将叠合钢管混凝土框架柱进行竖向定位以及平面定位，并调整叠合钢管混凝土框架柱的垂直度。

[0012] 其中，节点包括刀架、定位钢板、柱顶环板及套筒、节点抗剪环、基础节点环板、柱身栓钉、柱脚法兰盘及肋板中的一个或多个，节点在钢管柱上依次加工设置。

[0013] 其中，还包括浇筑模板，浇筑模板套设在叠合钢管混凝土框架柱的外侧，且浇筑模板的内侧与定位钢板的一端相抵。

[0014] 其中，叠合钢管混凝土框架柱包括框架柱纵筋和框架柱箍筋，框架柱纵筋和框架柱箍筋分别绑扎在钢管柱外侧，框架柱纵筋的一端与定位钢板连接。

[0015] 其中，桩基成孔的设计要求包括成孔深度、垂直度和泥浆比重。

[0016] 其中，还包括钢筋笼，钢筋笼套接在叠合钢管混凝土框架柱的外侧，桩基成孔满足设计要求时，通过吊机设备下放钢筋笼和叠合钢管混凝土框架柱，叠合钢管混凝土框架柱
与钢筋笼嵌固满足设计要求。

[0017] 其中，竖向定位具体包括：通过刀架与叠合钢管混凝土框架柱焊接，刀架固定在地面上，完成竖向定位。

[0018] 其中，平面定位具体包括：采用坐标定位方法对定位钢板进行对位，对叠合钢管混凝土框架柱平面位置进行调整，完成平面定位。

[0019] 其中，调整叠合钢管混凝土框架柱的垂直度，具体包括：在叠合钢管混凝土框架柱一侧设置测斜管，测斜管对叠合钢管混凝土框架柱的倾斜角度进行测量。

[0020] 其中，向第一浇筑体和第二浇注体内浇筑混凝土之后，还包括：

[0021] 在土方开挖后，完成叠合钢管混凝土框架柱与水平结构连接节点相应部位结构施工。

[0022] 本发明实施例所提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法，有效解决了钢管混凝土叠合框架柱传统施工方法中，钢筋连接、模板加固、混凝土浇筑工序施
工操作难度大，钢筋连接、混凝土浇筑施工质量难以保证等难题，本发明将钢管混凝土叠合
框架柱进行预制施工，将叠合框架柱竖向结构板下施工转变为施工现场或工厂内水平向施
工，大大降低了施工难度，提高了施工效率，提升整体施工质量。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发
明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0024] 图1为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法的流程示意图；

[0025] 图2为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中钢管柱及柱身节点示意图；

[0026] 图3为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中预制钢管混凝土叠合框架柱示意图；

[0027] 图4为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中逆作钢管混凝土叠合框架柱A‑A剖切图；

[0028] 图5为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中刀架与钢柱连接俯视图；

[0029] 图6为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中定位钢板平面示意图；

[0030] 图7为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中定位钢板与浇筑模板配合示意图；

[0031] 图8为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中柱顶环板及套筒连接示意图；

[0032] 图9为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中节点抗剪环与钢管柱连接示意图；

[0033] 图10为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中基础节点环板连接俯视图。

[0034] 附图标记说明：

[0035] 1‑钢管混凝土叠合框架柱；

[0036] 2‑钢管柱；

[0037] 3‑刀架；

[0038] 4‑定位钢板；

[0039] 5‑柱顶环板及套筒；5.1‑柱顶环板，5.2‑连接套筒；

[0040] 6‑节点抗剪环；

[0041] 7‑基础节点环板；7.1‑基础环板，7.2‑衬板；

[0042] 8‑柱身栓钉；

[0043] 9‑柱脚法兰盘及肋板；

[0044] 10‑叠合框架柱纵筋；

[0045] 11‑叠合框架柱箍筋；

[0046] 12‑叠合框架柱混凝土；

[0047] 20‑浇筑模板。

具体实施方式

[0048] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0049] 随着逆作法施工技术的成熟，现已开始得到广泛应用。逆作法通常采用钢管柱作为逆作施工竖向支承结构，钢管柱通常与灌注桩一起施工，且在桩基施工阶段通过一柱一
桩形式将钢管柱(内灌混凝土)与灌注桩一次施工到位；逆作阶段施工完毕后，进行竖向结
构顺作时，钢管柱作为主体结构框架柱芯柱，钢管柱外侧进行钢筋绑扎、支模和混凝土浇
筑，形成钢管混凝土叠合框架柱，施工需要多道工序配合，施工繁琐。逆作法施工特点之一
地下水平结构作为基坑水平支撑体系，跟随土方开挖进度逐层向下进行施工，竖向结构预
留大量竖向插筋，土方开挖过程中对于竖向钢筋具有一定破坏，竖向钢筋容易发生变形、折
断，钢筋连接质量无法保证；逆作法施工至底板以后，竖向结构由底板向上顺作，叠合框架
柱钢筋绑扎、模板加固、混凝土浇筑均需在结构板下施工，施工操作难度大；叠合框架柱施
工缝位于梁底之下，板下浇筑混凝土难以保证施工缝浇筑密实。

[0050] 图1为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施
工方法中钢管柱及柱身节点示意图；图3为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管
混凝土叠合框架柱施工方法中预制钢管混凝土叠合框架柱示意图；图4为本发明实施例提
供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中逆作钢管混凝土叠合框架柱
A‑A剖切图；图5为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方
法中刀架与钢柱连接俯视图；图6为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土
叠合框架柱施工方法中定位钢板平面示意图；图7为本发明实施例提供的一种逆作条件下
预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中定位钢板与浇筑模板配合示意图；图8为本发明实
施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法中柱顶环板及套筒连接
示意图；图9为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法
中节点抗剪环与钢管柱连接示意图；图10为本发明实施例提供的一种逆作条件下预制钢管
混凝土叠合框架柱施工方法中基础节点环板连接俯视图。如图1‑10所示，本发明实施例提
出一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法。该方法包括以下步骤：

[0051] 步骤101、对钢管柱及钢管柱上的节点进行加工。

[0052] 具体的，钢管柱2作为支撑主体，在钢管柱2上的节点进行加工，其中节点包括刀架3、定位钢板4、柱顶环板及套筒5、节点抗剪环6、基础节点环板7、柱身栓钉8、柱脚法兰盘及
肋板9中的一个或多个，节点在钢管柱上依次加工设置。其中，钢管柱2和各节点的加工处理
可以在预制加工后再运输至施工目的地，加工完成后的钢管柱2可以作为整个部件进行运
输，避免了需要将多个零部件运输到施工目的地后再进行加工处理，零部件较多且花费时
间长的问题，提高了施工效率。

[0053] 其中，刀架3具有多个，并沿周向均匀的设置在钢管柱2的外侧壁上。定位钢板4固定在钢管柱2的一端，且定位钢板4上可以设置有定位孔，从而用于对下部的钢筋等进行连
接固定。柱顶环板及套筒5包括柱顶环板5.1和连接套筒5.2，基础节点环板7包括基础环板
7.1和衬板7.2，其中柱顶环板及套筒5、节点抗剪环6、基础节点环板7、柱身栓钉8、柱脚法兰
盘及肋板9均为现有技术中的对钢管柱2的加工形式，本实施例不再赘述。

[0054] 步骤102、将加工后的钢管柱2运输至施工目标地，使用叠合钢管混凝土框架柱1对钢管柱2进行再加工，钢管柱2和叠合钢管混凝土框架柱1构成第一浇筑体，钢管柱2内部具
有第二浇注体。

[0055] 具体的，叠合钢管混凝土框架柱1包括框架柱纵筋10和框架柱箍筋11，框架柱纵筋10和框架柱箍筋11分别绑扎在钢管柱1外侧，从而完成叠合钢管混凝土框架柱1对钢管柱2
进行的再加工。其中框架柱纵筋10作为钢管柱2外侧支撑固定件，框架柱箍筋11绑扎在框架
柱纵筋10的外侧，从而构成以钢管柱2为轴心的外包围结构。需要注意的是，框架柱纵筋10
和框架柱箍筋11是与各节点的部件作为支撑件与钢管柱2之间互相连接的，且框架柱纵筋
10的一端均可与定位钢板4连接，定位钢板4固定在钢管柱2的一端，且定位钢板4可对各框
架柱纵筋10的位置进行限位固定。另外，如图7所示，在进行浇筑处理时，还应包括浇筑模板
20，浇筑模板20套设在叠合钢管混凝土框架柱1的外侧，且浇筑模板20的内侧与定位钢板4
的一端相抵，即定位钢板4在对各框架柱纵筋10提供限位固定的同时，定位钢板4也可对外
侧的浇筑模板20提供支撑和定位，当浇筑模板20的内侧壁与定位钢板4贴合时，浇筑模板20
处于待浇筑厚度处，再向浇筑模板20和叠合钢管混凝土框架柱1之间浇筑混凝土即可。浇筑
模板20和叠合钢管混凝土框架柱1之间浇筑混凝土的厚度由定位钢板4的尺寸决定，为了便
于对该混凝土厚度进行调节，定位钢板4可设置为可伸缩结构。比如，定位钢板4包括钢板和
设于钢板的板面上的伸缩杆，该伸缩杆平行于钢板设置，伸缩杆至少一端可伸出至钢板外
并与浇筑模板20的内侧相抵。定位钢板4的也可以包括多块同心不同径的均匀设置的扇形
块，多块扇形块沿周向和径向均有分布且径向相邻或周向相邻的扇形块之间保持间距；径
向相邻的扇形块之间设有伸缩杆并通过伸缩杆的伸缩调节该相邻的扇形块之间的径向间
距。通过该径向间距的调节即可调节浇筑模板20和叠合钢管混凝土框架柱1之间间距的厚
度，从而实现浇筑模板20和叠合钢管混凝土框架柱1之间浇筑混凝土厚度的调节。

[0056] 其中，钢管柱2外框架柱纵筋10和框架柱箍筋11绑扎、框架柱混凝土浇筑时，可将钢管柱2水平放置在胎架上，大大降低施工难度，提高施工效率和提升施工质量。

[0057] 步骤103、向第一浇注体和第二浇注体内浇筑混凝土。

[0058] 具体的，叠合钢管混凝土框架柱1和钢管柱2之间构成第一浇筑体，即叠合钢管混凝土框架柱1通过节点固定在钢管柱2的外围，并在叠合钢管混凝土框架柱1和钢管柱2之间
具有空间，此时向空间内浇筑混凝土即可；另外，钢管柱2内部具有贯通的空腔，钢管柱2的
内部空腔为第二浇注体，向第二浇注体内浇筑混凝土构成柱体，即可形成桩身和立柱，每个
立柱对应一个桩身，即进行一柱一桩施工。

[0059] 需要注意的是，浇注体可以在施工现场加工，也可以提前在工厂内部加工完成后运输至施工现场，本实施例对此不做限制。

[0060] 步骤104、叠合钢管混凝土框架柱1强度达到预设值时，进行桩位放样以及桩基成孔，桩基成孔质量达到设计要求后，将叠合钢管混凝土框架柱1下放至预设高度。

[0061] 具体的，叠合钢管混凝土框架柱1强度达到预设值时进行桩位放样以及桩基成孔，其中预设值即为叠合钢管混凝土框架柱1的整体强度具备施工条件时，即可进行桩位放样
及桩基成孔。其中，桩基成孔的深度具有设计要求，可选的，桩基成孔的设计要求包括成孔
深度、垂直度和对泥浆比重。当桩基成孔的各项数据达到设计要求后，将叠合钢管混凝土框
架柱1下放至预设高度，使得叠合钢管混凝土框架柱1与钢筋笼之间互相嵌入固定。

[0062] 其中，通过控制泥浆比重完成桩基成孔，其中桩基成孔可通过相关仪器检查成孔深度和成孔垂直度，以使桩基成孔达到设计要求。

[0063] 图3为本发明提供的逆作钢管混凝土叠合框架柱A‑A剖切图，如图3所示，可选的，还包括钢筋笼(图中未示出)，钢筋笼套接在所述叠合钢管混凝土框架柱的外侧，桩基成孔
满足设计要求时，通过吊机设备下放钢筋笼和叠合钢管混凝土框架柱1，叠合钢管混凝土框
架柱1与钢筋笼嵌固满足设计要求。

[0064] 其中，钢管混凝土叠合框架柱1棱角部位可采用阳角条作为保护，防止起吊运输过程中造成破损。另外，在起吊过程中，可先将钢筋笼下放至设计标高后将钢管混凝土叠合框
架柱1插入，也可将钢筋笼与钢管混凝土叠合框架柱1通过吊筋焊接整体吊放，本实施例对
此不做限制。

[0065] 步骤105、将叠合钢管混凝土框架柱进行竖向定位以及平面定位，并调整叠合钢管混凝土框架柱的垂直度。

[0066] 具体的，竖向定位包括：通过刀架3与叠合钢管混凝土框架柱1焊接，刀架3固定在坚实地面上，完成竖向定位，叠合钢管混凝土框架柱1的柱身仍可水平方向调整；平面定位
包括：采用坐标定位方法对定位钢板4进行对位，对叠合钢管混凝土框架柱1平面位置进行
调整，完成平面定位。在进行竖直定位和平面定位过程中，还可以对叠合钢管混凝土框架柱
1的垂直度进行调节，以此将叠合钢管混凝土框架柱1竖直固定在平面上。

[0067] 其中，坐标定位法可以通过高精度全站仪三维坐标法来实现，也可以采用极坐标单向观测法对其进行精密定位，从而完成对叠合钢管混凝土框架柱1平面位置进行调整，完
成平面定位，本实施例中可以采用多种坐标定位法来实现平面定位，本实施例对此不做限
制。

[0068] 其中，对叠合钢管混凝土框架柱1的垂直度进行调节，例如，在叠合钢管混凝土框架柱1一侧设置测斜管，测斜管对叠合钢管混凝土框架柱1的倾斜角度进行测量，从而对其
垂直度进行调节。另外，调节垂直度可以通过调垂架等实现，本实施例对此不做限制。在调
整完毕后，下导管浇筑桩身及钢管内部混凝土即可。

[0069] 可选的，在向第一浇筑体和第二浇注体内浇筑混凝土还包括：

[0070] 步骤106、在土方开挖后，完成叠合钢管混凝土框架柱与水平结构连接节点相应部位结构施工，即为逆作结构施工阶段。

[0071] 其中，钢管混凝土叠合框架柱时，逆作水平结构连接区段可采用薄铁皮进行封闭防护，防止泥浆对连接区段钢筋造成污染。

[0072] 本发明实施例所提供的一种逆作条件下预制钢管混凝土叠合框架柱施工方法，有效解决了钢管混凝土叠合框架柱传统施工方法中，钢筋连接、模板加固、混凝土浇筑工序施
工操作难度大，钢筋连接、混凝土浇筑施工质量难以保证等难题，本发明将钢管混凝土叠合
框架柱进行预制施工，将叠合框架柱竖向结构板下施工转变为施工现场或工厂内提前预制
施工，大大降低了施工难度，提高了施工效率，提升整体施工质量。

[0073] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。