異形柱施工工法在高層建筑施工中的應用

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1 異形柱施工工法簡介

當前，隨著我國城市建設規(guī)模的持續(xù)擴大，土地的價值日益凸顯，尤其是在建筑項目修建中，如何進一步提高房屋有效利用面積十分重要。由此，異形柱結(jié)構應運而生，主要有T形、L形以及十字形等，柱肢與墻體等厚，避免了局部突出問題。與普通的結(jié)構相比，異形柱的主要優(yōu)點可歸納如下：

（1）異形柱柱肢與墻體等厚，室內(nèi)不會產(chǎn)生柱棱凸起的情況，美觀且室內(nèi)空間靈活；（2）空間利用率明顯提升，約有3%～5%；（3）填充墻、內(nèi)隔墻采用保溫隔熱、輕質(zhì)高強材料，有利于結(jié)構抗震，也有節(jié)能環(huán)保的作用。

目前，異形柱結(jié)構可用于框架結(jié)構、框架-剪力墻結(jié)構、底部抽柱帶在轉(zhuǎn)換層的異形柱框架結(jié)構以及框架-剪力墻結(jié)構。基于異形柱自身的特點，施工難度相對較大，例如梁柱鋼交匯在一起，鋼筋綁扎、錨固難度大；異形柱施工模板支設工程量大等。

2 異形柱施工工藝流程及技術要點

2.1 工藝流程

異形柱施工流程如圖1所示。

圖1 異形柱施工工藝流程

2.2 施工要點

（1）施工準備：材料、半成品或成品以及機械設備驗收合格后方可進場，設備派專人看管、定期養(yǎng)護，保證機械設備正常運轉(zhuǎn)。（2）綁扎鋼筋：嚴格按設計要求綁扎鋼筋，縱向受力鋼筋接頭位置需設在構件受力較小位置，要求層高范圍內(nèi)每根縱向受力鋼筋接頭數(shù)量最多為1個。（3）模板支撐與加固：面板可采用10mm厚竹膠模板，方木（50mm×80mm）加固，按柱寬調(diào)整間距；柱箍采用單根鋼管，沿外廓將異形柱組成方形或長方形，陰角位置使用短鋼管定形。以L形柱、T形柱為例，對拉螺栓的布置如圖2所示，十字形柱翼緣較窄，四邊象限區(qū)定制木盒，完成安裝后用普通矩形柱加固。（4）混凝土澆筑：以混凝土泵送施工為主，每層異形柱連續(xù)澆筑、分層振搗，當柱與樓板混凝土強度不同時，框架節(jié)點核心區(qū)內(nèi)混凝土強度等級選較大值；做好養(yǎng)護工作，將養(yǎng)護劑噴刷均勻，養(yǎng)護時間≥14d。

圖2 L形柱、T形柱對拉螺栓布置示意圖（單位：mm）

3 異形柱施工工法在高層建筑施工中的應用

3.1 工程概況

文章僅以某綜合性超高層建筑項目為例展開分析，此項目總建筑面積為17萬m2，建筑高度為242.3m，地上主體塔樓有57層，采用框筒結(jié)構，外圍框架柱共計16根型鋼混凝土柱，具體參數(shù)如表1所示。

表1 型鋼混凝土柱截面尺寸

3.2 異形柱施工方案

（1）模板加固方案。該項目鋼結(jié)構工程量大，樓板采用普通支模澆筑，2臺塔機承擔著較大的運輸壓力，經(jīng)綜合分析后決定采用散拼支模方案。采用螺桿加固方法，主要分為兩種：一是部分螺桿可直接通過型鋼腹板開孔，形成對拉螺桿加固；二是部分螺桿無法穿過異形柱，經(jīng)綜合研究后決定在型鋼上焊接直螺紋套筒，完成鋼筋綁扎后，將螺桿擰進套筒，套上PVC管套。

（2）混凝土施工方案。該項目混凝土配比經(jīng)多次試驗調(diào)整，最終確定C60混凝土配合比如表2所示。該項目樓板采用的是C35混凝土，施工時相鄰2個柱與周邊樓板劃為1個澆筑區(qū)域，交替澆筑混凝土柱。完成50%澆筑作業(yè)后，澆筑區(qū)域內(nèi)樓板混凝土；樓板澆筑完成50%后，繼續(xù)澆筑剩余的柱混凝土，最后將樓板全部澆筑完成。

表2 C60混凝土配合比

3.3 異形柱施工技術

（1）設計優(yōu)化。該項目施工中發(fā)現(xiàn)異形柱陰角支模難度大，且完成混凝土澆筑作業(yè)后無法將模板拆除，通過與設計單位充分溝通，決定對陰角進行優(yōu)化，具體如圖3所示。

圖3 異形柱截面示意圖（單位：mm）

（2）模板加固。該項目模板與定型鋼箍參數(shù)如圖4所示，所有柱模板加固前按尺寸精確開孔，采用橢圓長孔，長50mm、孔徑為20mm，以免因安裝誤差而導致螺桿無法穿過。

圖4 異形柱模板加固示意圖（單位：mm）

（3）鋼筋安裝。該項目異形柱鋼筋直徑大、配筋密，很多部位箍筋難以安裝，針對此問題，經(jīng)溝通將部分箍筋優(yōu)化為拉鉤；異形柱主筋32mm，采用直螺紋套筒連接，斜向腹板開橢圓長孔，長60mm、孔徑22mm。

（4）高強混凝土施工。該項目柱混凝土強度高、黏稠度大，存在嚴重的抓底現(xiàn)象，混凝土初凝時間短，施工要點如下：①專人負責泵管保濕工作，減小混凝土坍落度損失，控制在180～200mm；②每車混凝土出料前高速攪拌1min；③混凝土輸送前，規(guī)劃好交通路線，嚴格控制混凝土輸送時間。異形柱采用四周對稱澆筑方法，柱內(nèi)型鋼將其分為獨立振搗空間，混凝土振搗密實。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著現(xiàn)代建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對空間結(jié)構平整美觀性與利用率的要求持續(xù)提高，由此異形柱結(jié)構逐漸發(fā)展起來。異形柱體系柱網(wǎng)布置靈活，可有效增大空間利用率，具有良好的社會經(jīng)濟效益。在工程實踐中，異形柱鋼筋、模板布置與混凝土澆筑難度均有所增大，對此必須根據(jù)項目實際情況選擇合理的施工方案，規(guī)范落實每道工序，切實保證異形柱外觀質(zhì)量良好，強度、承載力等滿足設計要求，兼顧實用性與美觀性。