型鋼混凝土柱施工工藝研究

閆 捷 恒

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

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型鋼混凝土柱施工工藝研究

閆 捷 恒

(山西四建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012)

根據(jù)型鋼混凝土的施工工藝流程，從型鋼柱制作、尺寸復(fù)核、鋼柱吊裝、綁扎鋼筋等方面，闡述了型鋼混凝土柱的施工操作要點(diǎn)，并提出了其施工質(zhì)量控制方法，為以后類似工程項(xiàng)目施工積累了經(jīng)驗(yàn)。

型鋼混凝土，施工工藝，模板，鋼筋

0 引言

由于型鋼混凝土具有良好的力學(xué)性能和抗震性能，因此被廣泛應(yīng)用于大跨結(jié)構(gòu)的梁、柱中?；炷辆哂辛己玫目箟盒阅?，型鋼鋼管也具有較好的抗壓性能，將混凝土澆入至型鋼鋼管中，由于型鋼的約束作用，混凝土受到超過(guò)其極限荷載的壓力時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)破壞，兩者的結(jié)合可極大提高型鋼與混凝土單方面的力學(xué)性能[1-3]。型鋼混凝土在施工過(guò)程中由于其對(duì)施工工藝要求較為嚴(yán)格，尤其是型鋼混凝土柱，其內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜，澆筑和振搗時(shí)模內(nèi)空間較小，因此本文僅對(duì)型鋼混凝土柱的施工工藝進(jìn)行研究，以達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。

1 施工工藝流程及施工操作要點(diǎn)

1.1 施工工藝流程

型鋼混凝土柱施工時(shí)首先對(duì)其進(jìn)行放線定位，統(tǒng)一定位后再對(duì)所放線的型鋼混凝土柱軸線及柱底標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核通過(guò)后再將型鋼混凝土柱下方預(yù)埋件預(yù)埋處理，并用螺栓進(jìn)行固定，之后再進(jìn)行吊裝型鋼、安裝型鋼柱，安裝完畢后對(duì)其垂直度進(jìn)行測(cè)量，以免型鋼柱傾斜，測(cè)量完成后將型鋼柱與下方預(yù)埋件進(jìn)行焊接，之后再進(jìn)行綁扎鋼筋、支模板和澆筑混凝土施工工作。

1.2 施工操作要點(diǎn)

1)型鋼柱制作。

型鋼柱在工廠直接焊接好，在型鋼柱制作前首先根據(jù)型鋼柱的尺寸和質(zhì)量要求，提前選擇好運(yùn)輸車、吊裝機(jī)、鋼筋在型鋼柱內(nèi)打穿位置等運(yùn)輸和安裝工作。由于一般型鋼柱的截面尺寸較大，在安裝模板時(shí)需采用對(duì)拉螺栓進(jìn)行加固固定，以免在對(duì)型鋼混凝土柱澆筑時(shí)發(fā)生脹模和跑?，F(xiàn)象，因此在工廠內(nèi)需根據(jù)模板施工圖采用搖臂鉆在型鋼柱上預(yù)設(shè)好孔洞，并確定該位置打穿后對(duì)型鋼柱的承載能力影響較小，對(duì)拉螺栓在型鋼柱腹板上的孔洞率不得高于型鋼柱腹板面積的25%[4]。工廠內(nèi)的型鋼柱焊接完畢后需驗(yàn)收合格后方可運(yùn)輸至施工場(chǎng)地內(nèi)。

2)型鋼柱尺寸復(fù)核。

型鋼柱運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后，施工人員首先對(duì)型鋼柱數(shù)量和各類型型鋼柱尺寸進(jìn)行復(fù)核，并對(duì)其變形情況進(jìn)行檢測(cè)，如對(duì)型鋼柱的彎曲度和扭轉(zhuǎn)度進(jìn)行檢測(cè)，彎曲度不得高于H/1 200，并且不得大于12 mm，型鋼柱扭轉(zhuǎn)度不得大于3 mm。型鋼柱尺寸復(fù)核完畢后再對(duì)柱腳安裝部位的標(biāo)高和位置進(jìn)行再次復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后再對(duì)型鋼柱進(jìn)行安裝。安裝過(guò)程中及時(shí)對(duì)型鋼柱的垂直度和標(biāo)高等進(jìn)行調(diào)整和校正，以免直接進(jìn)行施工導(dǎo)致最后無(wú)法進(jìn)行調(diào)整或調(diào)整困難而影響結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

3)放線和柱底標(biāo)高復(fù)核。

型鋼柱安裝完成后再次對(duì)型鋼柱柱中心位置進(jìn)行放線復(fù)核，確定其中心位于設(shè)計(jì)坐標(biāo)處；并對(duì)柱腳標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，確定型鋼柱柱腳標(biāo)高安裝誤差在3 mm以內(nèi)，若有一項(xiàng)或兩項(xiàng)不滿足設(shè)計(jì)要求和相關(guān)規(guī)范要求，則應(yīng)根據(jù)經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行調(diào)整。放線和柱底標(biāo)高復(fù)核完成后，需對(duì)標(biāo)高控制點(diǎn)及定位控制線在型鋼柱身進(jìn)行標(biāo)記。

4)柱腳板和地腳螺栓的預(yù)埋。

當(dāng)上一層混凝土澆筑完畢后即預(yù)埋柱腳板和地腳螺栓，安裝完成后對(duì)柱腳板和地腳螺栓的位置和標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后采用塑料布將地腳螺栓進(jìn)行包裹，以免柱腳板和地腳螺栓遇水而銹蝕或遇混凝土而影響螺栓絲扣的順滑性。安裝柱腳板時(shí)若遇到梁主筋，應(yīng)采用機(jī)械方式將梁主筋移位。

5)鋼柱吊裝施工。

待上層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，則開(kāi)始進(jìn)行吊裝施工。吊裝前施工單位應(yīng)組織施工人員對(duì)預(yù)埋件進(jìn)行重新復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行吊裝施工。吊裝時(shí)，施工人員應(yīng)根據(jù)所吊裝型鋼柱的尺寸及翼緣板方向等設(shè)計(jì)要求進(jìn)行吊裝，以免在吊裝時(shí)對(duì)型鋼柱造成損傷。

6)鋼柱焊接施工。

在鋼柱吊裝完成后，通過(guò)螺栓將鋼柱固定于預(yù)埋板上，初步安裝完成后采用經(jīng)緯儀對(duì)鋼柱垂直度進(jìn)行觀測(cè)，若垂直度偏差超過(guò)規(guī)范規(guī)定值，則根據(jù)地腳螺栓進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整至規(guī)范規(guī)定值。安裝完成后再對(duì)柱身扭轉(zhuǎn)度和柱身彎曲度進(jìn)行檢測(cè)，柱身扭轉(zhuǎn)度控制在3 mm以內(nèi)，柱身彎曲高度不得高于H/12，并且最大值不得超過(guò)12 mm，檢測(cè)合格后進(jìn)行下一步操作施工。

7)綁扎鋼筋施工。

對(duì)型鋼柱鋼筋進(jìn)行綁扎時(shí)，梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋是梁柱施工中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋較密，在綁扎鋼筋時(shí)需提前在型鋼柱和梁上打孔以方便鋼筋可穿過(guò)型鋼柱和梁腹板以達(dá)到緊固效果。具體施工時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙對(duì)穿鋼處的鋼筋走向及錨固位置和錨固長(zhǎng)度等進(jìn)行準(zhǔn)確操作，確保所綁扎鋼筋的位置及數(shù)量滿足設(shè)計(jì)要求。施工前，根據(jù)所用鋼筋長(zhǎng)度和數(shù)量對(duì)鋼筋進(jìn)行下料和切割，以方便施工。目前大多數(shù)型鋼柱設(shè)計(jì)圖紙中，其內(nèi)部箍筋大多數(shù)均設(shè)計(jì)為復(fù)合箍筋，型鋼柱內(nèi)許多箍筋并未穿過(guò)型鋼部分，而是在型鋼外側(cè)環(huán)繞，因此施工時(shí)可將此類箍筋焊接于型鋼上，進(jìn)一步提高箍筋的穩(wěn)定性。

8)模板施工。

混凝土柱支模時(shí)，為固定模板，避免澆筑時(shí)產(chǎn)生脹模和漏漿等事故，因此支模時(shí)需在模板上安裝對(duì)拉螺桿。由于型鋼柱內(nèi)部存在大面積型鋼，在安裝對(duì)拉螺桿時(shí)不可避免的出現(xiàn)對(duì)拉螺桿穿過(guò)型鋼腹板，因此安裝時(shí)需在型鋼柱上鉆孔打眼，也可在型鋼上對(duì)拉螺桿位置處焊接螺栓接頭，將對(duì)拉螺桿固定于型鋼上，也可達(dá)到較好的效果，并且不對(duì)型鋼安全和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

9)混凝土澆筑施工。

在對(duì)型鋼柱澆筑施工時(shí)，柱外側(cè)混凝土厚度較薄，因此澆筑振搗時(shí)難度較大，經(jīng)常出現(xiàn)粗骨料卡在鋼筋和型鋼中部，導(dǎo)致型鋼柱內(nèi)部混凝土出現(xiàn)上下分層的現(xiàn)象?；炷翝仓r(shí)應(yīng)分層澆筑和振搗，每層混凝土高度宜為1 m，澆筑完成后采用小直徑振搗棒和鋼管進(jìn)行人工手動(dòng)振搗?；蛟谡駬v時(shí)，為提高混凝土的流動(dòng)性，可增加混凝土的坍落度，確保型鋼柱內(nèi)混凝土的密實(shí)性，避免出現(xiàn)混凝土內(nèi)部蜂窩麻面的缺陷，影響結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。同樣，型鋼柱梁節(jié)點(diǎn)處施工時(shí)也采用此方法進(jìn)行施工。由于型鋼柱構(gòu)件在結(jié)構(gòu)整體中屬于重要構(gòu)件，并且所使用的混凝土強(qiáng)度較高，水灰比較小、坍落度較小，導(dǎo)致在振搗過(guò)程中混凝土上部浮漿較多，若對(duì)浮漿不進(jìn)行清理，后續(xù)施工完成后則會(huì)產(chǎn)生局部強(qiáng)度較低的現(xiàn)象，從而直接影響整體結(jié)構(gòu)安全。

2 施工質(zhì)量控制

型鋼柱在施工過(guò)程中，型鋼柱的原材料和施工方法等均應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求，尤其重點(diǎn)分部工程應(yīng)滿足以下要求：

1)型鋼柱的運(yùn)輸、吊裝與焊接。

型鋼柱截面尺寸較大，運(yùn)輸和吊裝安裝時(shí)，施工難度較大。并且在型鋼柱運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后對(duì)型鋼柱的扭轉(zhuǎn)度和彎曲度進(jìn)行檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足相關(guān)規(guī)范要求時(shí)才可進(jìn)行吊裝施工；吊裝完成后應(yīng)對(duì)型鋼柱的垂直度進(jìn)行檢測(cè)，以確保型鋼柱的垂直度滿足相關(guān)規(guī)范要求；焊接施工完成后，應(yīng)采用超聲波無(wú)損檢測(cè)對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)，確保焊縫內(nèi)部不存在裂紋及其他缺陷，確保施工質(zhì)量。

2)綁扎鋼筋。

綁扎鋼筋前，施工項(xiàng)目部應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行仔細(xì)分析，并與設(shè)計(jì)院進(jìn)行聯(lián)系，盡量增加型鋼柱主筋直徑，減少主筋數(shù)量，增加主筋間距，降低振搗施工難度；鋼筋穿型鋼時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)大樣圖紙，確保鋼筋穿插順序與設(shè)計(jì)圖紙一致，避免后續(xù)發(fā)生鋼筋碰撞現(xiàn)象；梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋綁扎時(shí)，若梁、柱主筋碰撞，應(yīng)采用機(jī)械移位的方法將梁主筋偏離，并對(duì)附近其他鋼筋間距進(jìn)行調(diào)整，滿足混凝土澆筑振搗施工要求；當(dāng)箍筋不能穿透型鋼時(shí)，應(yīng)將箍筋焊接于型鋼上，提高箍筋的穩(wěn)定性；當(dāng)梁主筋不能穿透型鋼時(shí)，需在型鋼柱翼緣板上焊接牛腿板，再將梁主筋焊接于型鋼柱牛腿板上，牛腿板與型鋼柱翼緣板的焊縫形式宜為坡口焊或V型焊；在型鋼柱上打孔后，型鋼柱上的孔洞率應(yīng)低于25%。

3)模板施工。

支模時(shí)，若需在型鋼柱上開(kāi)孔以對(duì)模板進(jìn)行固定或加固施工時(shí)，應(yīng)與設(shè)計(jì)院進(jìn)行聯(lián)系，設(shè)計(jì)院計(jì)算審核通過(guò)后才可在型鋼柱上開(kāi)孔施工，并且綜合開(kāi)孔率不得高于25%；模板安裝完成后，需有專人負(fù)責(zé)檢查模板拼接和加固質(zhì)量，避免混凝土澆筑時(shí)出現(xiàn)意外事故。

4)混凝土澆筑施工。

混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)有專人負(fù)責(zé)檢查振搗棒的直徑與鋼筋間距，以免出現(xiàn)無(wú)法振搗的現(xiàn)象；振搗完成后，應(yīng)有專人清除混凝土上部浮漿，以免影響結(jié)構(gòu)整體性，確保施工質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

目前大多數(shù)新建大型公共建筑中的地下室混凝土柱均為型鋼柱，且在大多數(shù)超高層建筑中采用型鋼混凝土型式的數(shù)量越來(lái)越多，因此型鋼混凝土柱施工質(zhì)量的好壞決定了整體結(jié)構(gòu)的安全性和內(nèi)部人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。在型鋼混凝土柱施工時(shí)，宜采用上述方法進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量。

[1] 杜 銳.“Y”字形預(yù)埋型鋼柱施工質(zhì)量控制[J].建筑,2010(17):64-65，67.

[2] 許炳新,劉 波,向 暉,等.超高層建筑巨型型鋼柱施工技術(shù)[J].建筑,2010(19):61-62.

[3] 黃貴虎.淺談大型復(fù)雜型鋼柱施工偏差力學(xué)分析及處理方法[J].低碳世界,2016(9):169-170.

[4] 尹 輝.深圳免稅大廈勁型鋼柱施工技術(shù)[J].山西建筑,2004，30(14):79-80.

Construction technology of steel reinforced concrete column

Yan Jieheng

(Shanxi Sijian Group Co., Ltd, Taiyuan 030012, China)

According to the construction craft procedure of the steel reinforced concrete, the paper illustrates the operation points for the steel reinforced concrete from the manufacturing of the plastic steel, rechecking of sizes, steel column hoisting, and assembling reinforcement, and puts forward the construction quality control method, so as to accumulate some experience for similar engineering programs.

steel reinforced concrete, construction craft, model, reinforcement

1009-6825(2016)34-0110-02

2016-09-21

閆捷恒(1980- )，男，工程師

TU755

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