淺談建筑工程中鋼管混凝土疊合柱施工工藝及質(zhì)量控制

常聚芳

摘 要：結(jié)合某大樓工程，其建筑結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，框架抗震等級(jí)為二級(jí)，剪力墻抗震等級(jí)為一級(jí)。建筑設(shè)計(jì)使用年限50 年，文章就該工程的鋼管柱施工工藝方面做出了分析，并對(duì)鋼管混凝土疊合柱施工各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制要點(diǎn)，做出了論述。

關(guān)鍵詞：建筑工程；鋼管混凝土；鋼管柱；施工工藝

1 鋼管柱施工工藝

1.1 鋼管混凝土疊合柱的施工工藝流程鋼管柱鋼管詳圖設(shè)計(jì)→鋼管加工→鋼管進(jìn)場(chǎng)柱腳螺栓加工→柱腳螺栓預(yù)埋鋼管吊裝→鋼管柱腳二次灌漿澆筑→柱腳砼養(yǎng)護(hù)→鋼管柱柱筋綁扎→鋼管柱模板支設(shè)→鋼管柱砼澆筑→拆模、養(yǎng)護(hù)。

1.2 框架結(jié)構(gòu)鋼管柱梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)施工工藝：

1.2.1 鋼管柱與框架梁采用牛腿連接施工工藝。鋼管柱施工→剔鑿柱砼表面浮漿，柱筋浮漿→確認(rèn)主次梁縱筋鋼筋位置→主梁下鐵鋼筋錨入柱子內(nèi)→次梁下鐵下排與型鋼牛腿穿貫通筋→次梁下鐵上排鋼筋在柱牛腿上通過→節(jié)點(diǎn)核心區(qū)箍筋綁扎、焊接→主梁上鐵與型鋼牛腿焊接，穿貫通筋→主次梁箍筋，與主筋綁扎→常規(guī)主次梁、節(jié)點(diǎn)區(qū)模板支設(shè)→砼澆筑。

1.2.2 鋼管柱與框架梁采用環(huán)型梁施工工藝。鋼管柱施工→剔鑿柱砼表面浮漿，柱筋浮漿→確認(rèn)環(huán)型梁標(biāo)高支環(huán)型梁模板→環(huán)型梁鋼筋綁扎→支框架梁模板→框架梁上鐵搭在環(huán)型梁上鐵上錨入環(huán)型梁內(nèi)→框架梁下鐵搭在環(huán)型梁下鐵上錨入環(huán)型梁內(nèi)→框架梁箍筋綁扎→梁柱核心區(qū)模板支設(shè)→砼澆筑。

1.3 首層鋼管柱安裝工藝：基礎(chǔ)面清理鑿毛→調(diào)整預(yù)埋螺栓螺帽標(biāo)高、螺栓位置→核對(duì)鋼管柱標(biāo)記基準(zhǔn)線→吊裝就位→就位調(diào)整、臨時(shí)固定→垂直度標(biāo)高調(diào)整→柱腳二次澆筑→地下一層混凝土疊合柱施工

1.4 二層鋼管柱安裝工藝。核對(duì)鋼柱→標(biāo)記基準(zhǔn)線→吊裝鋼柱安裝螺栓臨時(shí)固定→調(diào)整垂直度→鋼管坡口熔透焊接→探傷實(shí)驗(yàn)

2 鋼管混凝土疊合柱施工控制要點(diǎn)

2.1 鋼管加工質(zhì)量要求。鋼管制作采用機(jī)械加工，由有資質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)制作廠家承擔(dān)。鋼材、焊接材料、螺栓等應(yīng)有質(zhì)量證明書，質(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家規(guī)范規(guī)定。型鋼鋼板制孔，采用工廠車間制孔，嚴(yán)禁現(xiàn)場(chǎng)氣割。栓釘抽樣檢查其焊接質(zhì)量。鋼管柱焊縫采用全熔透剖口焊接，達(dá)到二級(jí)焊縫要求。焊接前將構(gòu)件焊接面油銹清除，焊工持證上崗。施工中確保現(xiàn)場(chǎng)鋼柱拼接和梁柱節(jié)點(diǎn)連接的焊接質(zhì)量，坡口形式尺寸。焊接后要按二級(jí)焊縫標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探傷試驗(yàn)。

2.2 預(yù)埋螺栓。主要是要控制好標(biāo)高、位置。螺栓預(yù)埋前要先做好模具，模具采用700×700mm，15mm 厚多層板，在多層板上定好孔位后鉆孔，孔徑比螺栓直徑大2mm。在梁柱節(jié)點(diǎn)模板合模前預(yù)埋。預(yù)埋時(shí)采用2 塊模具，外露螺栓的長(zhǎng)度范圍內(nèi)上下各一塊。模具中心線與鋼管柱中心線對(duì)齊，找好標(biāo)高后，然后用附加鋼筋將螺栓上下焊接固定。并再次對(duì)螺栓進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾正。預(yù)埋螺栓標(biāo)高保證鋼管柱腳下部不少于50mm 長(zhǎng)螺桿，以便在柱腳下安裝調(diào)節(jié)螺母，調(diào)整鋼管柱垂直度及標(biāo)高。

2.3 鋼管柱安裝：

2.3.1 鋼管柱安裝采用塔吊吊裝，堆放在塔吊的回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)。

2.3.2 安裝前核對(duì)鋼管柱定位軸線，標(biāo)高，地腳螺栓直徑和伸出長(zhǎng)度。并對(duì)鋼管柱編號(hào)，外形尺寸、螺孔位置、牛腿方向，梁鋼筋穿鋼梁腹板預(yù)留孔等全面復(fù)核。調(diào)整螺帽的墊片上表面標(biāo)高到柱腳下表面標(biāo)高。

2.3.3 鋼管柱安裝前對(duì)預(yù)埋螺栓處的砼面進(jìn)行清理鑿毛，否則安裝鋼柱后很難再清理干凈，嚴(yán)重影響鋼管柱質(zhì)量。

2.3.4 鋼柱調(diào)整標(biāo)高時(shí)采用水準(zhǔn)儀及柱腳下部調(diào)整螺母。先在柱身標(biāo)定標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)，水準(zhǔn)儀測(cè)定基差值，旋動(dòng)調(diào)整螺母以調(diào)整柱頂標(biāo)高。

鋼柱垂直度調(diào)整利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀與柱腳調(diào)整螺母進(jìn)行調(diào)整。兩臺(tái)經(jīng)緯儀從兩個(gè)側(cè)面同時(shí)觀察。當(dāng)受到現(xiàn)場(chǎng)條件限制，在精度要求不高的情況下，可以利用兩套線墜與鋼卷尺，在兩個(gè)方向監(jiān)測(cè)鋼管柱的垂直度。

為避免上節(jié)鋼管柱安裝校正困難，故在混凝土澆筑前進(jìn)行復(fù)核，澆筑過程中及完畢后，要利用花籃螺栓、鋼絲繩對(duì)鋼管柱進(jìn)行二次校正。

2.4 柱腳澆筑CGM-1 高強(qiáng)無收縮灌漿料。成品的高強(qiáng)無收縮灌漿料，存于現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)澆筑，早期強(qiáng)度高，質(zhì)量保證，施工方便。柱腳砼澆筑后達(dá)到終凝，具有一定強(qiáng)度（C20 以上，一天后），方可進(jìn)行鋼管柱鋼筋綁扎。

2.5 鋼管柱節(jié)點(diǎn)鋼筋綁扎。注意主次梁綁扎順序：兩端均是鋼管柱時(shí)，配筋時(shí)要精確計(jì)算鋼筋長(zhǎng)度，合理確定鋼筋接頭長(zhǎng)度位置，留出20mm 的調(diào)節(jié)空間。特別是機(jī)械接頭，施工時(shí)要從一端向另一端逐跨進(jìn)行，防止鋼筋在牛腿上焊接后，跨中無法進(jìn)行接長(zhǎng)。焊接前主筋下部保護(hù)層墊塊要預(yù)先墊好，鋼筋放平，防止跨中鋼筋下垂。

2.6 柱帽、環(huán)型梁節(jié)點(diǎn)鋼筋綁扎。

2.6.1 確定鋼筋穿插及綁扎順序?；炷亮号c環(huán)梁相交處節(jié)點(diǎn)鋼筋密集，二排鋼筋的穿插入環(huán)梁，施工時(shí)必須先將環(huán)梁處框架梁底面筋先穿插入環(huán)梁，再綁扎其他部位框架梁，梁口處附加箍先不綁扎，待梁筋穿插完畢后再進(jìn)行調(diào)整及焊接。

2.6.2 環(huán)梁內(nèi)框架梁箍筋的綁扎。在綁扎過程中，梁截面高度不同，當(dāng)框架梁在環(huán)梁之上或之下位置時(shí)，僅有部分梁與鋼管相連，框架梁在環(huán)梁內(nèi)部分箍筋綁扎采用開口箍進(jìn)行綁扎，成型后焊接或保證錨固即可。

2.6.3 附加箍筋的綁扎。附加箍筋的綁扎是鋼筋工程的施工難點(diǎn)，尤其是135°彎勾由于其與二排主筋及大、小箍筋的位置交叉密集，施工中較難保證質(zhì)量，因此附加箍筋采用90°彎勾，搭接處焊接，焊縫長(zhǎng)度10d，且一個(gè)箍筋只能有一道焊縫。

2.7 鋼管混凝土疊合柱砼澆筑。特點(diǎn)是柱內(nèi)的鋼管就是模板，具有很好的整體性和密閉性，不漏漿、耐壓力，同時(shí)鋼管四周為鋼筋混凝土，采用定型模板。先澆注鋼管內(nèi)的混凝土，然后澆注鋼管外的混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60。

2.7.1 混凝土自鋼管上口灌入，澆筑時(shí)使用插入式振搗棒，應(yīng)快插慢拔，插點(diǎn)均勻排列，逐點(diǎn)移動(dòng)，順序進(jìn)行，不得遺漏，做到均勻振實(shí)，移動(dòng)間距不大于振搗作用半徑的1.5 倍，每一振點(diǎn)的延續(xù)時(shí)間以表面呈現(xiàn)浮漿為度，振搗上層混凝土?xí)r應(yīng)插入下層混凝土5cm，以消除兩層間的接縫。

2.7.2 第二次澆筑前，應(yīng)先澆筑一層厚度為100～200mm 的與混凝土等級(jí)相同的水泥砂漿，以免自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳現(xiàn)象，待混凝土終凝后進(jìn)行鑿毛處理。

2.7.3 鋼管混凝土內(nèi)混凝土澆筑完成后，初凝前，便可進(jìn)行鋼管柱外側(cè)混凝土澆注，標(biāo)高控制在梁底標(biāo)高以上30mm 位置，拆模后，及時(shí)采用塑料布包裹養(yǎng)護(hù)，同時(shí)在梁底標(biāo)高以上5mm 的位置彈線，采用切割機(jī)切割，然后剔除混凝土柱表面松散石子和浮漿。

2.7.4 由于部分梁柱節(jié)點(diǎn)還加設(shè)了環(huán)型梁，梁柱節(jié)點(diǎn)部位鋼筋非常密，為保證混凝土柱澆筑密實(shí)，采用C60 豆石混凝土，并采用30 型插入式振搗棒，澆筑時(shí)，派專人敲打模板檢查混凝土密實(shí)度，通過以上措施取得良好效果。

3 結(jié)語

從本工程鋼管柱的應(yīng)用可以看到，鋼管混凝土疊合柱施工技術(shù)由于其優(yōu)良的結(jié)構(gòu)承載性能，能夠解決超高、超限、錯(cuò)層結(jié)構(gòu)等復(fù)雜內(nèi)力情況下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題，能夠滿足對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震要求，減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面尺寸，從而相對(duì)增加建筑使用面積，以較小的成本達(dá)到設(shè)計(jì)要求，其應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。