當(dāng)前，隨著鋼結(jié)構(gòu)矩形鋼柱在高層建筑中廣泛應(yīng)用，在矩形鋼柱內(nèi)填充混凝土的施工相繼被更多地采用，其主要原因是，采用鋼管混凝土代替鋼筋混凝土和結(jié)構(gòu)鋼，可大幅度地節(jié)省鋼材、木材、水泥等結(jié)構(gòu)自重，理論分析和實踐表明，鋼管混凝土與鋼結(jié)構(gòu)相比，在保持自重相近和承載能力相同的條件下，可節(jié)省鋼材約50﹪，焊接工作量可大大減少；與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，在保持鋼材用量相近和承載能力相同的條件下，構(gòu)件的橫截面面積可減小約一半，從而建筑空間得以加大，有效使用面積也相應(yīng)增加，混凝土和水泥用量以及構(gòu)件自重相應(yīng)減少50﹪。
所謂鋼管混凝土，就是指在鋼管內(nèi)填充混凝土而形成的組合材料。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)能夠更有效地發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自的優(yōu)點，同時克服了鋼管結(jié)構(gòu)容易發(fā)生局部屈曲的缺點。鋼管可分為圓形、矩形、方形，相應(yīng)地，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)按照截面形式的不同可以分為矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)、圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和多邊形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)等，其中矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)和圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較廣。鋼管可采用直縫焊接管、螺旋形縫焊接管、無縫鋼管，焊接必須采用對接焊縫，并應(yīng)達(dá)到與母材等強(qiáng)的要求；混凝土應(yīng)采用高標(biāo)號混凝土。
關(guān)于鋼管混凝土施工工藝，一般涉及到以下問題：
1. 鋼管混凝土澆筑方法：可采用泵送頂升澆筑、立式手工澆筑、高位拋落無振搗法。
泵送頂升澆筑法：
在鋼管接近地面的適當(dāng)位置安裝一個帶閘門的進(jìn)料支管，直接與泵車的輸送管相連，由泵車將混凝土連續(xù)不斷自下而上灌入鋼管，無需振搗。
立式手工澆筑法：
混凝土自鋼管上口灌入，當(dāng)管徑大于350mm時，用插入式內(nèi)部振搗器振搗密實，每次振搗時間不少于30s，混凝土一次澆筑高度不超過2m。當(dāng)管徑小于350mm時，可采用附著在鋼管外壁的外部振搗器進(jìn)行振搗，外部振搗器的位置應(yīng)隨混凝土澆灌的進(jìn)展而加以調(diào)整，外部振搗器的工作范圍，以鋼管橫向振幅不小于0.3mm為有效，振幅可用百分表實測，振搗時間不小于1min，混凝土一次澆灌的高度應(yīng)不大于振搗器的有效工作范圍和2~3m柱長。
高位拋落無振搗法：
該種方法是以混凝土下落是產(chǎn)生的動能達(dá)到振實混凝土的目的。它適用于管徑大于350mm、高度不小于4m的情況。對于拋落高度不足4m的區(qū)段，應(yīng)用內(nèi)部振搗器振密，一次拋落量宜在0.7m2。
2.所采用的混凝土配合比、坍落度應(yīng)符合要求，為滿足坍落度要求，應(yīng)摻加適量減水劑；為減少混凝土收縮，可摻入適量的混凝土微膨脹劑。
3.鋼管內(nèi)混凝土的澆筑宜連續(xù)進(jìn)行，必須間歇時，間歇時間不應(yīng)超過混凝土的終凝時間，需要留水平施工縫時，應(yīng)將柱端管口封蓋，以防止雜物、雨水等落入鋼管內(nèi)。
4.每次澆灌混凝土前，應(yīng)先澆灌一層10-20mm厚的與混凝土強(qiáng)度等級相同的水泥砂漿，作為接觸砂漿，以做好水平施工縫的連接處理。
5.鋼管內(nèi)混凝土的澆灌質(zhì)量，可采用敲擊法進(jìn)行初步檢查，如有異常，則應(yīng)用超聲波進(jìn)行檢測。對于混凝土澆筑不密實的部位，可采用局部鉆孔壓漿法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，然后將鉆孔補(bǔ)焊封固。
下面結(jié)合某工程實際，淺談對鋼管混凝土施工工藝的理解和認(rèn)識：
在河北石家莊的某工程，建筑面積超過400000平方米，本工程采用鋼框架-鋼筋混凝土筒體（抗震墻）混合結(jié)構(gòu)，柱為矩形鋼管（少數(shù)為圓鋼管）混凝土柱，采用的鋼管有圓鋼管（規(guī)格Ф700×20mm、Ф600×16mm）、方鋼管（規(guī)格Ф700×700×24mm、Ф600×600×20mm、Ф500×500×20mm、Ф400×400×14mm、Ф400×400×16mm）、矩形鋼管（規(guī)格Ф600×500×20mm、Ф600×500×16mm），芯柱混凝強(qiáng)度等級為C50微膨脹混凝土，矩形鋼管及圓鋼管內(nèi)的混凝土澆筑采用立式手工澆搗法施工，為確保鋼管內(nèi)混凝土的密實度，在水平隔板已按設(shè)計要求開設(shè)排氣孔的前提下，首先從鋼管內(nèi)高性能混凝土本身的質(zhì)量控制入手，特別要求混凝土攪拌時，細(xì)骨料--砂的含泥量﹤1.5﹪，宜采用細(xì)石5~15mm連續(xù)粒徑以減少水平隔板下因粗粒石的存在可能導(dǎo)致的不密實的概率，并確定適當(dāng)?shù)呐蛎泟搅浚詼?zhǔn)確控制14天的限制膨脹率值。
鋼管混凝土澆筑時，要求必須分段灌注、分段振密，混凝土一次澆筑高度不超過2m，采用加長型（17m）振搗棒分段多次振搗，并要求必須先插入振搗棒，以確保從源頭上切實提高鋼管內(nèi)混凝土的密實度。考慮到Ф500、Ф600、Ф700圓鋼管內(nèi)設(shè)抗剪栓釘?shù)闹谱麟y度較大，經(jīng)設(shè)計同意可不內(nèi)設(shè)抗剪栓釘，要求在圓鋼管框架柱-框架梁上下各600mm的節(jié)點范圍內(nèi)，應(yīng)采用無損超聲波探傷檢測法進(jìn)行管內(nèi)混凝土密實度的檢測，（超聲波法是目前檢測鋼管混凝土密實程度和均勻性的首先檢測方法，超聲波檢測可以根據(jù)合理布設(shè)的檢測點對鋼管混凝土的密實程度和均勻性進(jìn)行全面而細(xì)致的檢測，它可以檢測出鋼管混凝土是否存在缺陷，找出缺陷位置，圈出缺陷。）對于柱內(nèi)混凝土不密實的部位，應(yīng)采用局部鉆孔壓漿法進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，然后將鉆孔補(bǔ)焊封固。
對于高標(biāo)號混凝土水化熱影響，因鋼管本身即是耐側(cè)壓的模板，由于鋼管壁強(qiáng)度保證不會出現(xiàn)漲模的情況，密閉箱內(nèi)混凝土水分不易外溢，因而不會因水化熱影響使混凝土凝固過程中產(chǎn)生裂紋，從保證鋼管混凝土的澆筑質(zhì)量的控制方面，應(yīng)按《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》CECS28：90中所提的“其澆灌質(zhì)量必須依靠嚴(yán)密的施工組織，明確的崗位責(zé)任制和操作人員的責(zé)任心”嚴(yán)格進(jìn)行控制，鑒于此，特別要求施工單位派專人負(fù)責(zé)鋼管混凝土的澆筑，澆灌前必須進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的隱蔽驗收，按施工工序先后，在完成鋼柱、鋼梁焊縫焊接產(chǎn)經(jīng)超聲波探傷合格后，方可進(jìn)行鋼管混凝土的澆筑，澆筑鋼管混凝土前，施工負(fù)責(zé)人應(yīng)向施工人員做好施工交底。
由于本工程是高層建筑，鋼框架采用多節(jié)柱，鋼管混凝土分段澆灌，雖然水平施工縫的處理采取同標(biāo)號砂漿（同標(biāo)號混凝土去除石子）接漿措施，但因原混凝土表面無法進(jìn)行處理（鋼管內(nèi)無處理條件），而影響水平施工縫的混凝土強(qiáng)度，可以說是一個缺憾。
鋼管本身就是耐側(cè)壓的模板；鋼管本身就是鋼筋，它兼有縱向鋼筋（受拉和受壓）和橫向箍筋的作用；鋼管本身又是勁性承重骨架；節(jié)省建筑材料；縮短工期；避免不必要地提高樓板的混凝土強(qiáng)度等級；在露天塔架結(jié)構(gòu)中，圓形桿件的暴露面積最小，阻風(fēng)面積也最??；耐火性能比鋼結(jié)構(gòu)好；耐沖擊的能力比鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都強(qiáng)；阻尼比介于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土之間，在高層建筑中具有比鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越的動力性能，增加居住人員的舒適感。隨著施工技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著施工經(jīng)驗的不斷積累，鋼管混凝土的施工工藝和方法會日臻完善，鋼管混凝土將會被更多地應(yīng)用到工程中去。
