探討型鋼混凝土鋼柱安裝作業(yè)及其質(zhì)量控制要點(diǎn)

馮建斌

（山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西太原 030009）

1 工程簡介

某商住宅樓型鋼柱共16根，其中14根“H”形型鋼柱截面尺寸為800mm×800mm，2根“十”形型鋼柱截面尺寸為1000mm×1000mm，單件最重3.5t，型鋼柱采用兩段法安裝，每段高度按樓層高度，本案中分別為8.6m、6.2m現(xiàn)場對接安裝，上下兩段采用全熔透焊接。

2 型鋼混凝土鋼柱施工工序控制要點(diǎn)

作為荷載傳遞的主要構(gòu)件，型鋼混凝土鋼柱安裝內(nèi)容主要包括地腳螺栓和型鋼柱。其安裝施工的特點(diǎn)可歸納為：型鋼柱構(gòu)件的截面、高度和重量偏大，由此分析可知，安裝時(shí)需要配置大型起重吊裝設(shè)備，且型鋼柱細(xì)長桿件穩(wěn)定系數(shù)要求較高，標(biāo)高控制精度高，軸線位置校正復(fù)雜。

2.1 半成品、材料

（1）鋼構(gòu)件。鋼材材質(zhì)均采用Q235B級鋼，符合設(shè)計(jì)、加工質(zhì)量要求，且必須有出廠合格證。

（2）連接材料。焊條采用E43X系列焊條，普通C級螺栓和墊圈采用Q235B鋼，高強(qiáng)螺栓采用10.9S摩擦型大六角高強(qiáng)螺栓，連接接觸面的處理采用噴砂摩擦面抗滑移系數(shù)u=0.50，柱腳螺栓采用Q235B級鋼材，連接材料均應(yīng)有材質(zhì)證書，并符合設(shè)計(jì)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）防護(hù)涂料。除銹等級為Sa2.5，構(gòu)件表面兩道紅丹防銹底漆，一道醇酸中間漆，一道醇酸瓷漆，防銹漆、面漆質(zhì)量參數(shù)均應(yīng)符合設(shè)計(jì)、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，并有產(chǎn)品質(zhì)量出廠合格證明。

（4）輔材。型鋼柱安裝需要各種厚度、尺寸規(guī)格不同的鋼墊板、墊鐵等。

2.2 機(jī)械設(shè)備

履帶式起重機(jī)、輪胎式起重機(jī)、塔式起重機(jī)等；載重運(yùn)輸汽車、平板運(yùn)輸拖車；電焊機(jī)、氣焊設(shè)備等。

2.3 輔助工具

鋼絲繩、棕繩、卡環(huán)、繩夾等繩索類工具；扳手、撬杠、倒鏈、千斤頂?shù)仁止ゎ惞ぞ?；?jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、塔尺、鋼尺、線墜等測量工具。

2.4 作業(yè)條件

（1）安裝施工方案應(yīng)嚴(yán)格按照編審流程進(jìn)行報(bào)批，重點(diǎn)要合理選擇起重吊裝設(shè)備，分析制定起吊安裝流水施工順序及其工藝方法，進(jìn)行構(gòu)件、配件供應(yīng)策劃，合理安排技術(shù)工人等勞動(dòng)力入場時(shí)間及其配備數(shù)量，規(guī)劃進(jìn)場材料存放場地，鋼柱等構(gòu)配件疊放層數(shù)、間距、運(yùn)輸路線等，明確安裝施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其安全施工技術(shù)保障措施等，并嚴(yán)格執(zhí)行層層交底制度，將施工方案及其保障措施的交底工作交到操作工人手中。

（2）墊層已經(jīng)施工完畢，基礎(chǔ)鋼筋已經(jīng)綁扎完畢，地腳螺栓安裝完成。

（3）型鋼柱已按照策劃書中的時(shí)間節(jié)點(diǎn)進(jìn)場，按施工現(xiàn)場平面布置圖合理堆放，并按照工程設(shè)計(jì)、規(guī)范相關(guān)要求對型鋼柱進(jìn)行詳細(xì)、全面的核查，仔細(xì)比對型鋼柱的型號、數(shù)量、規(guī)格以及其外觀質(zhì)量，尤其注意檢查各種連接件的種類、數(shù)量、型號及其位置標(biāo)識(shí)等，各種參數(shù)均應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

（4）檢查型鋼柱基礎(chǔ)，用經(jīng)緯儀或全站儀精確復(fù)核基礎(chǔ)定位軸線及基礎(chǔ)軸線，用水準(zhǔn)儀復(fù)測標(biāo)高，用水平儀或塞尺復(fù)核型鋼柱支承面的平整度，并對地腳螺栓的安裝位置和伸出長度進(jìn)行精確測量，各項(xiàng)參數(shù)均應(yīng)滿足規(guī)范及工程設(shè)計(jì)要求；不合格點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行矯正處理。

（5）采用測量標(biāo)劃縱橫軸線及其邊線的方法，標(biāo)劃出型鋼柱精確位置及其標(biāo)高，并在型鋼柱上標(biāo)劃出醒目的中軸線和高程標(biāo)線等。

（6）根據(jù)作業(yè)條件科學(xué)合理選擇作業(yè)方案，盡量減少高空作業(yè)，并將安全技術(shù)交底工作進(jìn)行到位，可以考慮將型鋼柱與基礎(chǔ)、型鋼柱與其他構(gòu)件之間的連接件預(yù)先固定在設(shè)計(jì)相應(yīng)位置。

（7）吊裝前，應(yīng)編制試吊方案，并對運(yùn)輸、起重機(jī)械設(shè)備進(jìn)行必要的維修保養(yǎng)，調(diào)試、就位，確保機(jī)械設(shè)備性能良好。檢查吊裝使用的輔助工具、輔助材料以及輔助電器設(shè)備等，確保其狀態(tài)良好、隨時(shí)可用。

（8）施工臨時(shí)便道的修筑應(yīng)滿足型鋼柱的運(yùn)輸、吊裝要求，路面平整、堅(jiān)實(shí)，寬度滿足轉(zhuǎn)彎半徑、裝卸要求，施工現(xiàn)場臨時(shí)排水應(yīng)永臨結(jié)合，防止不均勻沉降及局部塌陷，臨電線路架設(shè)合理，不影響吊裝作業(yè)。

（9）高空作業(yè)人員使用的作業(yè)平臺(tái)、垂直上下的梯子及其防護(hù)設(shè)施應(yīng)準(zhǔn)備齊全。

（10）采取兩段法施工的柱子，臨時(shí)拼裝臺(tái)應(yīng)采用具有一定承載力的枕木、型鋼和鋼板等材料搭設(shè)牢固。

2.5 施工操作工藝

（1）現(xiàn)場拼裝。型鋼柱的焊接拼裝應(yīng)根據(jù)不同的柱界面采用不同的操作方法進(jìn)行，當(dāng)型鋼柱的截面大于1m×1m時(shí)，拼裝焊接過程應(yīng)制作專用拼裝操作平臺(tái)，拼裝臺(tái)堅(jiān)固平整，其平整度應(yīng)不超過3mm，構(gòu)件拼接安裝應(yīng)穩(wěn)定必應(yīng)變形，操作平臺(tái)應(yīng)配置相應(yīng)控制變形及保持穩(wěn)定的裝置。

（2）考慮到焊接過程中，焊接件會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力、變形，為此，焊接宜用對稱焊。焊縫應(yīng)平順不咬邊，焊縫厚度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范指標(biāo)要求。焊接質(zhì)量驗(yàn)收合格后，將定位連接件等輔助構(gòu)件拆除。

2.6 鋼結(jié)構(gòu)涂裝

構(gòu)件拼裝完成后涂兩道紅丹防銹底漆及1道醇酸中間漆、1道醇酸瓷漆，涂膜總厚度不小于125μm，涂裝部位應(yīng)精確控制，上下兩節(jié)型鋼柱連接焊接的接觸面及其兩側(cè)一定范圍內(nèi)（一般為50mm），在其拼接安裝前預(yù)留涂裝區(qū)域，在拼接安裝完畢檢驗(yàn)合格后再另行涂裝。涂裝保護(hù)應(yīng)做好定期修補(bǔ)、維護(hù)工作，補(bǔ)焊、擦傷、脫漆部位以及未刷底漆的區(qū)域應(yīng)重點(diǎn)檢查。

2.7 吊裝設(shè)備與綁扎、吊裝

（1）在編制型鋼柱吊裝方案時(shí)，應(yīng)比較履帶式起重機(jī)、輪胎式起重機(jī)以及塔式起重機(jī)的優(yōu)劣性，從而選擇最優(yōu)組合方案進(jìn)行吊裝設(shè)備的配置。

①在進(jìn)行吊裝方案比選時(shí)，應(yīng)根據(jù)起重設(shè)備的能力、構(gòu)配件的自身重量、起吊的高度以及構(gòu)件的外形尺寸等參數(shù)來確定起吊安裝方式，如果選用整體起吊安裝，則構(gòu)配件的總重量應(yīng)控制在起重設(shè)備允許的額定起重范圍內(nèi)，起吊就位時(shí)采取單機(jī)旋轉(zhuǎn)法或滑行法。

②當(dāng)型鋼柱采用抬吊法作業(yè)時(shí)，應(yīng)配備專職指揮人員，在起吊時(shí)，指揮兩臺(tái)起重設(shè)備同時(shí)將型鋼柱水平吊起脫離平板運(yùn)輸車或離開地面一定高度后暫停上升，將平板運(yùn)輸車驅(qū)離吊裝現(xiàn)場周圍，之后指揮其中一臺(tái)吊裝設(shè)備保持現(xiàn)有狀態(tài)不變，另一臺(tái)吊裝設(shè)備則停止上升而向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)，使型鋼柱的起吊狀態(tài)逐漸由水平轉(zhuǎn)向垂直，并靠近型鋼柱的安裝位置，此時(shí)轉(zhuǎn)由單獨(dú)一臺(tái)吊裝設(shè)備負(fù)責(zé)起吊，另一臺(tái)旋轉(zhuǎn)起吊設(shè)備卸載并撤去該機(jī)吊點(diǎn)的鋼絲繩，由單機(jī)將型鋼柱吊裝就位，插進(jìn)錨固螺栓后旋緊固定。

③對于超長、超重型型鋼柱，應(yīng)采用分節(jié)、分段吊裝的方法，從下到上依次吊裝拼接，在下節(jié)型鋼柱及其柱間支撐吊裝檢查合格后，再進(jìn)行上節(jié)型鋼柱的吊裝拼接工作。

（2）型鋼柱的吊裝方案應(yīng)經(jīng)過精確計(jì)算并進(jìn)行專家論證，尤其是型鋼柱吊裝綁扎方法，必須經(jīng)過科學(xué)計(jì)算確定綁扎扎點(diǎn)的位置及其允許偏差范圍，無論采用一點(diǎn)吊、兩點(diǎn)吊或者多點(diǎn)吊，對其綁扎點(diǎn)均應(yīng)根據(jù)型鋼柱的重心及型鋼柱牛腿的位置加以確定，無論型鋼柱有沒有設(shè)置牛腿，均應(yīng)設(shè)置防止吊索滑動(dòng)的措施。

（3）型鋼柱表面的油污、泥土、銹跡等雜質(zhì)應(yīng)清理干凈，以便于在型鋼柱上雙側(cè)雙向準(zhǔn)確標(biāo)注中心軸線，使標(biāo)注的中心軸線清晰、顯眼、不脫落，容易與定位軸線對準(zhǔn)、校正。

（4）在鋼筋混凝土基礎(chǔ)中預(yù)埋地腳螺栓，與型鋼柱進(jìn)行鉸接連接。吊裝過程中，將型鋼柱的基礎(chǔ)支承面作為計(jì)算控制高程的依據(jù)，型鋼柱腳底板與基礎(chǔ)支撐頂面之間的空隙以及型鋼柱頂面標(biāo)高的實(shí)際偏差值必須精確測量，并利用不同厚度的鋼墊板加以調(diào)整。墊板下基礎(chǔ)混凝土頂面應(yīng)清掃干凈、不留雜質(zhì)，且該平面應(yīng)平整，使豎向承載力能夠均勻分布下傳。不同厚度的鋼墊板應(yīng)分層墊入，每層不超過3塊，墊板位置應(yīng)位于型鋼柱的地腳螺栓圍成的柱芯。

（5）型鋼柱啟動(dòng)吊裝作業(yè)后，先將型鋼柱腳吊至距離地腳螺栓約30～40cm，采用人工將型鋼柱調(diào)整扶正，并將型鋼柱柱腳螺栓孔對準(zhǔn)預(yù)埋地腳螺栓，然后專人指揮緩慢落鉤使型鋼柱準(zhǔn)確就位，期間，人工將型鋼柱上漆畫標(biāo)注的型鋼柱中心線與其基礎(chǔ)雙向定位軸線對準(zhǔn)、校正，其雙向垂直偏差控制采用兩臺(tái)經(jīng)緯儀從雙向進(jìn)行測量，并將偏差值控制在20mm以內(nèi)，之后立即擰緊螺栓臨時(shí)固定，吊索脫鉤撤離工位。

3 混凝土型鋼柱施工質(zhì)量控制措施

針對施工過程中的難點(diǎn)，需要重點(diǎn)做好如下幾點(diǎn)措施：

（1）型鋼柱安裝時(shí)，其垂直度、柱腳底座中心線與定位軸線之間存在的偏差值應(yīng)在允許范圍之內(nèi)，型鋼柱定位準(zhǔn)確、柱節(jié)點(diǎn)之間接觸面不應(yīng)小于70%緊貼，且柱節(jié)點(diǎn)邊緣最大間隙不大于0.8mm，同一層柱安裝固定后，各柱頂標(biāo)高偏差值符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，應(yīng)通過增加測量頻次、交叉復(fù)核測量等方法進(jìn)行精度控制，抓住重點(diǎn)，解決難點(diǎn)。

（2）編制型鋼混凝土鋼柱安裝施工方案，并做好技術(shù)交底工作，明確質(zhì)量控制重點(diǎn)和難點(diǎn)。針對型鋼柱混凝土的澆筑、型鋼制作、預(yù)埋件安裝、型鋼柱安裝的施工流程及注意事項(xiàng)還應(yīng)進(jìn)行技術(shù)教育培訓(xùn)。

（3）型鋼柱基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓的定位精度直接影響到首節(jié)型鋼柱的安裝坐標(biāo)控制精度，對型鋼混凝土柱的安裝質(zhì)量至關(guān)重要，控制型鋼柱腳預(yù)埋螺栓的位置偏差應(yīng)作為控制重點(diǎn)。