一、浅谈钢管混凝土施工工艺
当前，随着钢结构矩形钢柱在高层建筑中广泛应用，在矩形钢柱内填充混凝土的施工相继被更多地采用，其主要原因是，采用钢管混凝土代替钢筋混凝土和结构钢，可大幅度地节省钢材、木材、水泥等结构自重，理论分析和实践表明，钢管混凝土与钢结构相比，在保持自重相近和承载能力相同的条件下，可节省钢材约50﹪，焊接工作量可大大减少；与普通钢筋混凝土结构相比，在保持钢材用量相近和承载能力相同的条件下，构件的横截面面积可减小约一半，从而建筑空间得以加大，有效使用面积也相应增加，混凝土和水泥用量以及构件自重相应减少50﹪。
所谓钢管混凝土，就是指在钢管内填充混凝土而形成的组合材料。钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。钢管可分为圆形、矩形、方形，相应地，钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。钢管可采用直缝焊接管、螺旋形缝焊接管、无缝钢管，焊接必须采用对接焊缝，并应达到与母材等强的要求；混凝土应采用高标号混凝土。
关于钢管混凝土施工工艺，一般涉及到以下问题：
1.钢管混凝土浇筑方法：可采用泵送顶升浇筑、立式手工浇筑、高位抛落无振捣法。
泵送顶升浇筑法：在钢管接近地面的适当位置安装一个带闸门的进料支管，直接与泵车的输送管相连，由泵车将混凝土连续不断自下而上灌入钢管，无需振捣。
立式手工浇筑法：混凝土自钢管上口灌入，当管径大于350mm时，用插入式内部振捣器振捣密实，每次振捣时间不少于30s，混凝土一次浇筑高度不超过2m.当管径小于350mm时，可采用附着在钢管外壁的外部振捣器进行振捣，外部振捣器的位置应随混凝土浇灌的进展而加以调整，外部振捣器的工作范围，以钢管横向振幅不小于0.3mm为有效，振幅可用百分表实测，振捣时间不小于1min，混凝土一次浇灌的高度应不大于振捣器的有效工作范围和2~3m柱长。 高位抛落无振捣法：该种方法是以混凝土下落是产生的动能达到振实混凝土的目的。它适用于管径大于350mm、高度不小于4m的情况。对于抛落高度不足4m的区段，应用内部振捣器振密，一次抛落量宜在0.7m2.
2.所采用的混凝土配合比、坍落度应符合要求，为满足坍落度要求，应掺加适量减水剂；为减少混凝土收缩，可掺入适量的混凝土微膨胀剂。
3.钢管内混凝土的浇筑宜连续进行，必须间歇时，间歇时间不应超过混凝土的终凝时间，需要留水平施工缝时，应将柱端管口封盖，以防止杂物、雨水等落入钢管内。
4.每次浇灌混凝土前，应先浇灌一层10-20mm厚的与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，作为接触砂浆，以做好水平施工缝的连接处理。
5.钢管内混凝土的浇灌质量，可采用敲击法进行初步检查，如有异常，则应用超声波进行检测。对于混凝土浇筑不密实的部位，可采用局部钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。
下面结合某工程实际，浅谈对钢管混凝土施工工艺的理解和认识：在河北石家庄的某工程，建筑面积超过400000平方米，本工程采用钢框架-钢筋混凝土筒体（抗震墙）混合结构，柱为矩形钢管（少数为圆钢管）混凝土柱，采用的钢管有圆钢管（规格Ф700×20mm、Ф600×16mm）、方钢管（规格Ф700×700×24mm、Ф600×600×20mm、Ф500×500×20mm、Ф400×400×14mm、Ф400×400×16mm）、矩形钢管（规格Ф600×500×20mm、Ф600×500×16mm），芯柱混凝强度等级为c50微膨胀混凝土，矩形钢管及圆钢管内的混凝土浇筑采用立式手工浇捣法施工，为确保钢管内混凝土的密实度，在水平隔板已按设计要求开设排气孔的前提下，首先从钢管内高性能混凝土本身的质量控制入手，特别要求混凝土搅拌时，细骨料——砂的含泥量<1.5﹪，宜采用细石5~15mm连续粒径以减少水平隔板下因粗粒石的存在可能导致的不密实的概率，并确定适当的膨胀剂掺量，以准确控制14天的限制膨胀率值。
钢管混凝土浇筑时，要求必须分段灌注、分段振密，混凝土一次浇筑高度不超过2m，采用加长型（17m）振捣棒分段多次振捣，并要求必须先插入振捣棒，以确保从源头上切实提高钢管内混凝土的密实度。考虑到Ф500、Ф600、Ф700圆钢管内设抗剪栓钉的制作难度较大，经设计同意可不内设抗剪栓钉，要求在圆钢管框架柱-框架梁上下各600mm的节点范围内，应采用无损超声波探伤检测法进行管内混凝土密实度的检测，（超声波法是目前检测钢管混凝土密实程度和均匀性的首先检测方法，超声波检测可以根据合理布设的检测点对钢管混凝土的密实程度和均匀性进行全面而细致的检测，它可以检测出钢管混凝土是否存在缺陷，找出缺陷位置，圈出缺陷。）对于柱内混凝土不密实的部位，应采用局部钻孔压浆法进行补强，然后将钻孔补焊封固。 考试大☆结构工程师
对于高标号混凝土水化热影响，因钢管本身即是耐侧压的模板，由于钢管壁强度保证不会出现涨模的情况，密闭箱内混凝土水分不易外溢，因而不会因水化热影响使混凝土凝固过程中产生裂纹，从保证钢管混凝土的浇筑质量的控制方面，应按《钢管混凝土结构设计与施工规程》cecs28：90中所提的“其浇灌质量必须依靠严密的施工组织，明确的岗位责任制和操作人员的责任心”严格进行控制，鉴于此，特别要求施工单位派专人负责钢管混凝土的浇筑，浇灌前必须进行钢结构的隐蔽验收，按施工工序先后，在完成钢柱、钢梁焊缝焊接产经超声波探伤合格后，方可进行钢管混凝土的浇筑，浇筑钢管混凝土前，施工负责人应向施工人员做好施工交底。
由于本工程是高层建筑，钢框架采用多节柱，钢管混凝土分段浇灌，虽然水平施工缝的处理采取同标号砂浆（同标号混凝土去除石子）接浆措施，但因原混凝土表面无法进行处理（钢管内无处理条件），而影响水平施工缝的混凝土强度，可以说是一个缺憾。
钢管本身就是耐侧压的模板；钢管本身就是钢筋，它兼有纵向钢筋（受拉和受压）和横向箍筋的作用；钢管本身又是劲性承重骨架；节省建筑材料；缩短工期；避免不必要地提高楼板的混凝土强度等级；在露天塔架结构中，圆形杆件的暴露面积最小，阻风面积也最小；耐火性能比钢结构好；耐冲击的能力比钢结构和钢筋混凝土结构都强；阻尼比介于钢结构和钢筋混凝土之间，在高层建筑中具有比钢结构优越的动力性能，增加居住人员的舒适感。随着施工技术的不断发展，随着施工经验的不断积累，钢管混凝土的施工工艺和方法会日臻完善，钢管混凝土将会被更多地应用到工程中去。
二、钢管混凝土柱的特点有
混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。
它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面：承载力高、延性好，抗震性能优越；施工方便，工期大大缩短；有利于钢管的抗火和防火；耐腐蚀性能优于钢结构。
钢管混凝土就是把混凝土灌入钢管中并捣实以加大钢管的强度和刚度.
一般的，我们把混凝土强度等级在c50以下的钢管混凝土称为普通钢管混凝土；混凝土强度等级在c50以上的钢管混凝土称为钢管高强混凝土；混凝土强度等级在c100以上的钢管混凝土称为钢管超高强混凝土。
钢管混凝土结构是由混凝土填入钢管内而形成的一种新型组合结构。由于钢管混凝土结构能够更有效地发挥钢材和混凝土两种材料各自的优点，同时克服了钢管结构容易发生局部屈曲的缺点。近年来，随着理论研究的深入和新施工工艺的产生，工程应用日益广泛。钢管混凝土结构按照截面形式的不同可以分为矩形钢管混凝土结构、圆钢管混凝土结构和多边形钢管混凝土结构等，其中矩形钢管混凝土结构和圆钢管混凝土结构应用较广。
1．钢管混凝土结构的特点
众所周知，混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面：
1.1 承载力高、延性好，抗震性能优越
钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。
塑性是指在静载作用下的塑性变形能力。钢管混凝土短柱轴心受压试脸表明，试件压缩到原长的2/3,纵向应变达30%以上时，试件仍有承载力。剥去钢管后，内部混凝土虽已有很大的鼓凸褶皱，但仍保持完整，并未松散，且仍有约5%的承载力，用锤敲击后才粉碎脱落。抗震性能是指在动荷载或地震作用下，具有良好的延性和吸能性。在这方面，钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。在压弯反复荷载作用下，弯矩曲率滞回曲线表明，结构的吸能性能特别好，无刚度退化，且无下降段，和不丧失局部稳定性的钢柱相同，但在一些建筑中，钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。
1.2 施工方便，工期大大缩短
钢管混凝土结构施工时，钢管可以做为劲性骨架承担施工阶段的施工荷载和结构重量，施工不受混凝土养护时间的影响；由于钢管混凝土内部没有钢筋，便于混凝土的浇注和捣实；钢管混凝土结构施工时，不需要模板，既节省了支模、拆模的材料和人工费用，也节省了时间。
1.3 有利于钢管的抗火和防火
由于钢管内填有混凝土，能吸收大量的热能，因此遭受火灾时管柱截面温度场的分布很不均匀，增加了柱子的耐火时间，减慢钢柱的升温速度，并且一旦钢柱屈服，混凝土可以承受大部分的轴向荷载，防止结构倒塌。组合梁的耐火能力也会提高，因为钢梁的温度会从顶部翼缘把热量传递给混凝土而降低。经实验统计数据表明:达到一级耐火3小时要求和钢柱相比可节约防火涂料1/3一2/3甚至更多，随着钢管直径增大，节约涂料也越多。
1.4 耐腐蚀性能优于钢结构
钢管中浇注混凝土使钢管的外露面积减少，受外界气体腐蚀面积比钢结构少得多，抗腐和防腐所需费用也比钢结构节省。钢管混凝土构件的截面形式对钢管混凝土结构的受力性能、施工难易程度、施工工期和工程造价都有很大的影响。圆钢管混凝土受压构件借助于圆钢管对其内部混凝土有效的约束作用，使钢管内部的混凝土处于三向受压状态，使混凝土具有更高的抗压强度。但是圆钢管混凝土结构的施工难度大，施工成本较高。相比之下，方钢管混凝土结构的施工较为方便，但钢管混凝土受到的约束作用较小，结构的承载力较低。
三、钢管混凝土的结构特点
众所周知，混凝土的抗压强度高。但抗弯能力很弱，而钢材，特别是型钢的抗弯能力强，具有良好的弹塑性，但在受压时容易失稳而丧失轴向抗压能力。而钢管混凝土在结构上能够将二者的优点结合在一起，可使混凝土处于侧向受压状态，其抗压强度可成倍提高.同时由于混凝土的存在，提高了钢管的刚度，两者共同发挥作用，从而大大地提高了承载能力。钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，主要以轴心受压和作用力偏心较小的受压构件为主，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层)。钢管混凝土结构的迅速发展是由于它具有良好的受力性能和施工性能，具体表现为以下几个方面： 钢管混凝土柱中，钢管对其内部混凝土的约束作用使混凝土处于三向受压状态，提高了混凝土的抗压强度；钢管内部的混凝土又可以有效地防止钢管发生局部屈曲。研究表明，钢管混凝土柱的承载力高于相应的钢管柱承载力和混凝土柱承载力之和。钢管和混凝土之间的相互作用使钢管内部混凝土的破坏由脆性破坏转变为塑性破坏，构件的延性性能明显改善，耗能能力大大提高，具有优越的抗震性能。
塑性是指在静载作用下的塑性变形能力。钢管混凝土短柱轴心受压试验表明，试件压缩到原长的2/3,纵向应变达30%以上时，试件仍有承载力。剥去钢管后，内部混凝土虽已有很大的鼓凸褶皱，但仍保持完整，并未松散，且仍有约5%的承载力，用锤敲击后才粉碎脱落。抗震性能是指在动荷载或地震作用下，具有良好的延性和吸能性。在这方面，钢管混凝土构件要比钢筋混凝土构件强得多。在压弯反复荷载作用下，弯矩曲率滞回曲线表明，结构的吸能性能特别好，无刚度退化，且无下降段，和不丧失局部稳定性的钢柱相同，但在一些建筑中，钢柱常常要采用很厚的钢板以确保局部稳定性。但还常发生塑性弯曲后丧失局部稳定。因此，钢管混凝土柱的抗震性能也优于钢柱。 钢管混凝土柱的零件较少，焊缝少，构造简单，柱脚常采用在混凝土基础上预留杯口的插入式柱脚，因而工厂制造比较简单，同时构件自重较小，运输和吊装也较易，施工很简便，而且钢管混凝土柱采用板材卷制，板材厚度都不大，一般在40mm以内，无论工厂焊接和现场进行对接，都没有什么困难。同时，与钢筋混凝土柱相比，钢管混凝土柱的外皮钢管具有钢筋的功能，兼有纵向钢筋和横向箍筋的作用，所以管内没钢筋，省了钢筋下料和绑扎钢筋等一系列工艺，又由于柱外皮钢管本身就是耐侧压的模板，同时也省了支模和拆模等工序。近年来，泵送砼相当普遍，现场浇灌并无困难，我国创造并广泛使用的高位抛落不振捣混凝土的施工方法，更简化了现场灌混凝土的工序，简便了施工。也有在管柱下部开临时浇灌孔，用混凝土泵自下而上灌注混凝土的方法，既快，又保证浇灌质量。而且，在浇筑后，钢管内处于相当稳定的湿度条件，水分不易蒸发，省去浇水养护工序，简化了混凝土的养护工艺。
