建筑工程中钢管混凝土施工技术的实践探索

引言

随着建筑行业的快速发展，对结构材料的性能要求日益提高。钢管混凝土结合了钢材与混凝土的优点，具有承载力高、抗震性能好等特性，在建筑工程中应用广泛。然而，其施工技术的复杂性也带来了诸多挑战，如施工质量把控难度大、受环境影响显著等。

一、钢管混凝土施工技术相关概述

1.1 钢管混凝土的材料特性与优势

钢管混凝土是由钢管和填充其中的混凝土组成的复合结构材料，兼具钢材与混凝土的优良特性。钢材具有高强度、高韧性和良好的塑性，能承受较大的拉应力；混凝土则具有较高的抗压强度和刚度，两者结合形成互补。在受力过程中，钢管对核心混凝土产生约束作用，使混凝土处于三向受压状态，显著提高其抗压强度和变形能力。

1.2 钢管混凝土施工技术的基本原理

由于钢管混凝土的施工技术需要通过钢管与混凝土之间能够协同受力的套箍效应来实现，因此在施工过程中需要先安装钢管，后浇筑混凝土，利用钢管侧向约束来增强混凝土的强度与延性。在进行钢管混凝土的施工技术时，需要达到两个目的，需要实现钢管与混凝土之间的可靠粘结，杜绝产生界面滑移的问题；在进行混凝土浇筑时，必须确保其浇筑密实度，以杜绝因产生混凝土空洞、混凝土缺陷而影响到结构受力的性能问题。

1.3 建筑工程中应用钢管混凝土的常见场景

钢管混凝土在很多建筑工程中都有使用，例如：建造高大柱子和墙体等柱体、剪力墙等竖向受力构件，应用于30 层及以上的高档写字楼、住宅建筑中，使构件截面能够节省为承载力增加的空间。用于建造桥梁，应用于大跨度的拱桥、斜拉桥的主拱圈和桥墩，应用于城市立交桥、跨江大桥等需要承受跨度范围较大应力的构造中，减少整体建筑自重。重型厂房、仓库及货柜建筑，应用于吊车梁、承重柱等的柱体结构中，使该种建筑能够承受较大载荷，抵抗振动冲击荷载。

二、建筑工程中钢管混凝土施工关键技术实践

2.1 钢管制作与安装工艺

材料的选定以及切割：本项目主要用的钢材为 Q355B 或 Q420 高级优质结构钢，依照设计所规定的尺寸用数控切管机下料，切口直线平顺，精度为±1mm 以内，卷管和焊接，卷管机根据下料尺寸将钢板卷制成圆管或多边形钢管，焊接选择以埋弧焊为主，焊缝达到焊接探伤一级的标准，同时排除气孔、焊缝夹渣等质量问题，对于大直径钢管，分节制作，然后在现场组焊拼接，钢管拼接采用法兰拼接或坡口对焊，钢管轴线对准。

2.2 混凝土配合比设计与浇筑技术

混凝土配合比需满足强度、流动性和密实性要求，设计要点，强度等级不低于 C60，采用硅酸盐水泥，掺加粉煤灰、矿粉等掺合料改善和易性，减少水化热。

掺入高效减水剂，控制混凝土坍落度为 200～220mm ，以满足泵送的要求。浇筑方式包括：高位抛落浇筑，泵送混凝土无振捣，对高度≥3m 的钢管利用混凝土自身重力下落后产生的冲击力来完成混凝土自身的捣实作用，抛落高度控制在 3～6m 以内，避免离析；泵送顶升浇筑，对混凝土从管底部进料口泵送入，从下往顶浇筑，对直径大、细高比大的钢管适用，需泵送压力控制在≤10MPa，以免钢管受压变形。

2.3 施工过程中的质量控制要点

全面的施工质量管理，原材料把控，钢材进场提供力学性能检测报告，混凝土进场检测坍落度、扩展度，每 50m³ 制作一组试块，检测其 28d 的抗压强度。工序控制，钢管安装后检测钢管的垂直偏差、中线偏差；焊接焊缝需要进行超声波探伤，需探伤合格率 100% ；浇筑过程前检测浇筑孔、排气孔是否畅通。混凝土浇筑过程，采用红外线测温仪对混凝土内部温度检测，控制混凝土内部与混凝土表面之间最大温差应不超过25^∘C ，防止发生温度裂缝；在混凝土浇筑过程中检测钢管的变形情况，一旦发现钢管异常变形立刻停止混凝土浇筑并及时进行修复。

2.4 养护工艺与后期检测方法

养护根据环境温度进行，常温（ 15～25^∘C ），浇筑完毕后24h 覆盖洒水保湿养护，养护不少于 14d；高温季节覆盖遮阳布，2h 洒水一次；低温季节采取保温，确保养护温度≥5^∘C. 。后期检测手段：超声波，采用超声波检测的方法来检查混凝土密度，借助声波穿透性检测混凝土是否存在空洞、裂缝缺陷等，如发现问题，采用钻孔压浆来进行修补。回弹法，检测混凝土的表面强度，与试块强度进行比较，误差在 5% 以内。外观查看，钢管表面观察是否有凹陷，是否变形，焊缝是否开裂，如有缺陷及时对缺陷部位进行处理。

三、钢管混凝土施工技术应用中的常见问题及对策

3.1 施工中常见质量问题

钢管与混凝土之间形成空鼓，即混凝土与钢管未形成有效的传力结构。产生该问题的原因：混凝土浇筑时未有效排气，浇筑混凝土的坍落度较小等。针对性措施：混凝土在浇筑前设置合理数量及尺寸的排气孔；采用高频振捣棒以协助排气；混凝土的坍落度合理范围内不宜采用太高的强度，必要时添加引气剂。钢管与混凝土之间易形成裂缝，裂缝可分为温度裂缝和收缩裂缝，产生的原因是：水化热过大或未进行合理的养护。针对性措施：在选择配合比的过程中减少水泥量使用，以确保混凝土的性能；使用分层浇筑的方法，两层厚度不大于 500mm ；保证混凝土的养护及时对温差控制较好。

3.2 环境因素对施工的影响及应对措施

高温天气 ⟨≥35^∘C⟩ ），混凝土易初凝，坍落度损失快。应对：调整配合比，增加缓凝剂；选择早晚施工，运输过程中覆盖遮阳；浇筑后缩短初凝前养护间隔。雨雪天气，影响混凝土强度增长，增加钢管锈蚀风险。应对：雨雪天停止露天作业，已浇筑部分覆盖防雨布；钢管焊接后及时涂刷防锈漆，待干燥后再浇筑混凝土。

大风天气（风速≥10m/s），吊装时钢管易晃动，影响安装精度。对策：暂停吊装作业，或采用缆风绳固定钢管，风速降低至 5m/s 以下再施工。

3.3 施工安全隐患及防控策略

高空坠落，高空作业多在高空安装，高空坠落。控制：作业人员带安全带，设置临边栏杆；脚手架搭设验收合格，设置安全网。吊装事故，由于钢管吊装时重心未保持平稳倾覆。控制：吊装前计算重心，设置平衡吊点；起重机司机持证上岗，吊装半径严禁站人。火灾事故，焊接作业起火。控制：配灭火器，清理作业面的易燃物；焊接人员配带灭火器材，作业完成后检查火种是否彻底熄灭。

结语

钢管混凝土施工技术凭借高强度、高稳定性等优势，在建筑工程中应用前景广阔。施工中需严格把控材料选型、制作安装、浇筑养护等环节，针对质量问题、环境影响及安全隐患采取针对性措施。通过规范工艺、强化管理，可充分发挥其技术优势，为建筑工程的安全与耐久性提供保障，推动建筑行业技术升级。

参考文献

[1] 缪晨. 建筑工程中钢管混凝土施工技术的实践探索[J]. 中国建筑金属结构,2025,24(10):79-81.

[2] 裴宝伦. 房屋建筑工程中钢管混凝土的施工技术研究[J]. 建筑技术开发,2025,52(02):49-51.