高層建筑施工中勁性柱鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

秦永強(qiáng)

（西山煤電（集團(tuán)）有限責(zé)任公司工程質(zhì)量監(jiān)督站， 山西 太原 030053）

0 前言

目前在高層建筑施工中所廣泛使用的勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件是由混凝土、鋼筋以及型鋼共同構(gòu)成的，所以說勁性混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、剛度以及抗震性能都非常高，所以在進(jìn)行高層建筑時更加傾向選擇勁性混凝土組合結(jié)構(gòu)。但是由于這個結(jié)構(gòu)的施工工藝相對過于復(fù)雜，對于質(zhì)量的控制難度也非常大。因此，本文以實際工程為例，來探究型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制與施工要點，這對于高層建筑而言有著非常重要的現(xiàn)實意義。

1 工程概況與施工特點

1.1 工程概況

本文以某市綜合樓為例，該項目層高共計45層，總的建筑高度為230米，在綜合樓的25-29層、32-36層均選擇以勁性型鋼柱混凝土結(jié)構(gòu)為主。而所選擇的型鋼柱；類型是以厚板相拼接而焊成的，并直接在現(xiàn)場進(jìn)行安裝[1]。另外，還針對型鋼柱的二次結(jié)構(gòu)展開了深化設(shè)計，并就型鋼柱的設(shè)計、制作、安裝以及梁柱核心點處的鋼筋節(jié)點進(jìn)行了妥善的處理，針對混凝土工程方面所存在的問題為依據(jù)制定了一系列科學(xué)的質(zhì)量保證措施，對于整體的施工進(jìn)度和質(zhì)量展開了控制，也取得了良好的效果。

1.2 工程施工特點

（1）需要配合混凝土結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度，因為勁性鋼柱的吊裝、校正以及焊接工作都需要在圓柱鋼筋的綁扎前全部完成，只有當(dāng)樓面的混凝土全部澆筑完成后并達(dá)到一定強(qiáng)度后才能夠進(jìn)一步完成上一層的勁性鋼柱的吊裝、校正以及焊接工作，并且在進(jìn)行該環(huán)節(jié)時不能對其他工序造成影響。以勁性鋼柱和塔吊的位置關(guān)系為主，選擇LT7030型號的塔吊進(jìn)行作業(yè)，在其作業(yè)范圍半徑之內(nèi)，長度為8m的鋼柱其重量需要滿足塔吊的起重量，當(dāng)順利達(dá)到第一個標(biāo)準(zhǔn)層之后，12根鋼柱的具體加工長度應(yīng)該為4m，其余鋼柱長度調(diào)整至8m，兩層為一節(jié)，后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)層的鋼柱長度均為8m，通過這樣交錯的方式進(jìn)行作業(yè)，可以保證每個標(biāo)準(zhǔn)層都有能展開12根型鋼柱的吊裝、校正以及焊接工作，在很大程度上較快了施工的進(jìn)度[2]。

（2）焊接工作的工作量相對較大。一般勁性鋼柱的腹板厚度為650mm，翼緣的厚度為325mm，板厚為25mm，所以其對接的坡口焊接長度應(yīng)該為3.9m。但是圓柱勁性鋼柱對于焊接的要求是非常高的，柱翼緣的拼接縫都是以全熔透坡口的方式進(jìn)行對接焊縫的，并且焊縫的等級需要達(dá)到一級。

2 圖紙深化設(shè)計

施工單位在施工期間需要嚴(yán)格的根據(jù)圖紙中的要求進(jìn)行施工，所以需要針對勁性柱型鋼混凝土的結(jié)構(gòu)展開進(jìn)一步的深化設(shè)計，從而更好的為鋼骨型鋼柱的制作、加工、安裝和梁柱節(jié)點處理進(jìn)行指導(dǎo)。在針對梁柱節(jié)點出展開二次深化設(shè)計的過程中需要充分的考慮到鋼筋規(guī)格、數(shù)量、位置和主梁次梁的標(biāo)高設(shè)計，明確梁上下的鋼筋間距，為后續(xù)型鋼的開孔和鋼墊塊設(shè)置提供依據(jù)[3]。另外，對于施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的柱主筋與型鋼梁上下翼交叉情況以及柱箍筋和型鋼梁腹板交叉等問題也需要在圖紙深化期間進(jìn)行妥善的解決。

3 型鋼柱制作

3.1 制作基本要求

在制作型鋼柱的過程中需要遵守以下幾點制作要求：

第一，生產(chǎn)型鋼柱的生產(chǎn)廠家必須具備鋼結(jié)構(gòu)制造資質(zhì)；第二，制作型鋼柱所需要用到的所有鋼材、螺栓等材料和相關(guān)配件都需要具備送檢證和合格證；第三，當(dāng)成品構(gòu)建出廠之前需要根據(jù)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格的檢查與驗收。另外，還需要對焊縫展開探傷檢測，只有檢測合格才能出廠，整個過程都需要有監(jiān)造人才進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督。

3.2 型鋼十字柱制作工藝

一般型鋼柱的制作方式是以分節(jié)制作為主的，在車間進(jìn)行加工。而對鋼板焊接變形措施的控制是制作型鋼柱的重點。常規(guī)的型鋼柱制作材料是以Q345B為主的，其腹板的厚度一般是 mm20=δ ，而翼緣板的厚度則為 mm25=δ 。分節(jié)制作型鋼柱時其長度的確定應(yīng)該充分的考慮到鋼筋的接頭處和吊裝設(shè)備起重能力等因素，一般建筑物的層高均為1節(jié)型鋼柱的接頭，所以其接頭的位置應(yīng)該處于露面的100cm處。

3.3 型鋼十字柱焊接工藝

焊接型鋼十字柱時其工藝方面的要求非常高，主要包括以下幾點：

第一，在焊接之前需要通過焊接試驗來確定最合理的焊接方式和工藝，在試驗完成后需要根據(jù)整個過程中以及工程項目的實際焊接需求來編制一個完整的焊接工藝評定報告，在后續(xù)施工過程中需要以該報告作為焊接施工過程中的指導(dǎo)性文件[3]。在進(jìn)行焊接施工期間需要嚴(yán)格的按照焊接評定報告中所給出的所有技術(shù)參數(shù)和措施進(jìn)行焊接，以此來保證焊接工作的質(zhì)量；

第二，焊接工藝的選擇應(yīng)該與CO2氣體保護(hù)焊的方式來完成低層與中層的焊道，而后利用埋弧焊罩面工藝完成剩余部分的焊接工作。一般情況CO2的氣體保護(hù)焊工藝的技術(shù)參數(shù)如表3-1所示。

表3 -1 焊接工藝參數(shù)表

第三，埋弧焊焊接工藝的具體參數(shù)如表3-2所示。

表3 -2 埋弧焊焊接工藝參數(shù)表

第四，控制焊接變形的具體措施包括：H型鋼應(yīng)該選擇分段倒退和對稱焊接的方式為主，在進(jìn)行對稱焊接的過程中需要保證焊接的電壓、電流、速度以及焊條直徑等都保持一致，從而確保焊接熱量的均勻分布，以此來實現(xiàn)降低焊接變形的目的。

4 型鋼柱安裝與連接

4.1 型鋼柱的吊裝

通常情況下鋼柱的長度是根據(jù)層高進(jìn)行劃分的，主要分為3.9米、4.2米兩種。單根型鋼柱的重量為3.5噸左右，但是層高超過34層時其鋼柱的重量則為5噸。所以需要借助塔吊來完成型鋼柱的吊裝工作，利用塔吊吊裝的過程中需要對塔吊的大臂距離進(jìn)行精準(zhǔn)的計算，只有大臂距離為43米時才能夠起吊5.3噸的重量，這時才能夠滿足吊裝的重量需求。

4.2 第一節(jié)鋼柱的安裝和連接

首先需要預(yù)埋地腳螺栓；其次在安裝第一節(jié)鋼柱前，需要檢查地腳螺栓的位置與標(biāo)高。吊裝之前還要對預(yù)埋螺栓的軸線位置、中心偏移、螺栓長度、螺紋場地等情況展開詳細(xì)的檢查[4]。其次，吊裝過程中鋼柱與地腳螺栓之間的垂直距離為200mm時，需要停止吊裝進(jìn)行穩(wěn)定，從而緩慢的完成下落工作，并實時監(jiān)督鋼柱底板與螺栓的對位情況，一旦發(fā)現(xiàn)偏移需要立即展開調(diào)整，確保地腳螺栓能夠順利的套入到螺栓孔中，當(dāng)垂直調(diào)整完成后，要拿上間螺栓螺母擰緊。

4.3 下節(jié)鋼柱的安裝和連接

首先鋼柱需要進(jìn)行臨時固定，當(dāng)?shù)谝还?jié)鋼柱的柱腳完成二次灌漿和安裝后，才能夠進(jìn)行下一節(jié)鋼柱的安裝。鋼柱中的腹板是以高強(qiáng)螺栓相連接的，翼緣板也是同樣使用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行焊接完成的。其次，需要對鋼柱進(jìn)行測量和校正，利用鉛垂或者經(jīng)緯儀來測量鋼柱的水平度與垂直度完成校正工作。

5 梁柱鋼筋節(jié)點施工

一般鋼柱鋼筋節(jié)點處的施工需要注意以下幾點：

第一，因內(nèi)鋼柱的原因?qū)е率┕o法使用井字箍的方式，只能改為八角箍筋；

第二，梁箍筋需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)募用?，其加密區(qū)的長度應(yīng)該達(dá)到兩倍的梁高；

第三，梁柱節(jié)點位置的構(gòu)造是選擇繞過內(nèi)鋼骨柱，或者以鋼骨腹板開孔的方式穿過去，對于節(jié)點內(nèi)錨固方面來說，應(yīng)該滿足其對錨固長度的需求。

6 混凝土澆筑

對于勁性柱鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言混凝土澆筑環(huán)節(jié)是一個重要的難點，因為型鋼柱的原因?qū)е落摴菬o法直接對應(yīng)螺栓，所以在安裝模板時需要考慮到加固問題，這無疑是增加了模板的安裝難度；另外栓釘與箍筋相對較多，并且鋼筋的排列十分緊密，以致于混凝土下料異常困難，不僅振動棒很難插入到混凝土當(dāng)中，還會導(dǎo)致混凝土不緊密不均勻[5]。所以需要適當(dāng)?shù)脑黾踊炷恋暮鸵仔?、配合比以及坍落度；另外，提高對混凝土的振搗，并且在模板外安排專人進(jìn)行敲擊，加強(qiáng)混凝土的緊實程度；在澆筑混凝土的過程中還要進(jìn)行全程記錄。

7 結(jié)論

總之，在高層建筑施工中應(yīng)用勁性柱鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可以有效的解決性鋼珠的加工制造問題和梁柱節(jié)點鋼筋施工難題。在后續(xù)的高層建筑施工過程中可以選擇本文所提出的相關(guān)技術(shù)措施來完成建筑項目，不僅能夠為工程提供質(zhì)量保證同時還能夠確?；炷翆嶓w的質(zhì)量。