型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)難點(diǎn)分析

柴守志

0 引言

20 世紀(jì)90 年代開始，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在高層建筑工程中得到不斷應(yīng)用，通常把型鋼埋入鋼筋混凝土梁柱中，通過對型鋼、鋼筋和混凝土的優(yōu)勢結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，形成比傳統(tǒng)鋼筋混凝土性能更為優(yōu)良的型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，與其他建筑結(jié)構(gòu)形式相比，在應(yīng)用過程中展現(xiàn)了較為突出的優(yōu)勢，有效地提升了施工進(jìn)度，提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、抗震性和延展性。另外，由于型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)是型鋼、鋼筋和混凝土組合而成，有效地節(jié)省了鋼材料，從而降低了施工成本。因此，如何精準(zhǔn)把握型鋼混凝土組合施工的難點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)，充分發(fā)揮型鋼、鋼筋以及混凝土的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件的突出性能，成為型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的重要問題。

1 我國型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

1.1 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的類型

現(xiàn)階段，我國型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的主要形式有兩種：一種是全型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，另一種是應(yīng)用較為廣泛的局部型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)。另外，由于組合過程中配鋼型的不同，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)又可分為空腹式型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)和實(shí)腹式型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，這兩種組合結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中呈現(xiàn)的特點(diǎn)也不盡相同，如表1 所示。在工程施工中，要根據(jù)工程設(shè)計的具體要求，結(jié)合不同組合結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計和選擇，從而使得型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)性能得到最大限度地發(fā)揮。

表1 構(gòu)件抗震性能設(shè)計目標(biāo)

1.2 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土相比，型鋼混凝土組合的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：（1）自重較輕，型鋼混凝土含鋼率高，在建設(shè)相同強(qiáng)度的建筑時所需要的建筑材料更少，可以用于增加層高和使用面積，可廣泛應(yīng)用于高層建筑。（2）承載能力強(qiáng)，型鋼混凝土具有更好的伸展性、承載能力以及抗震效果，其力學(xué)表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)鋼筋混凝土。（3）減少施工成本，型鋼混凝土承載力強(qiáng)，可以節(jié)省50%以上的鋼材或更多，施工過程中不需要支撐設(shè)施，因此可以簡化施工過程，縮短施工工期，降低施工成本。

2 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)難點(diǎn)

2.1 型鋼的設(shè)計與加工

型鋼梁和型鋼柱的設(shè)計和安裝是整個施工的關(guān)鍵。為了確保施工管理，需要加強(qiáng)型鋼設(shè)計管理，加工前需要對型鋼柱分節(jié)和連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化設(shè)計，確保設(shè)計符合施工要求。相比于一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，型鋼鋼筋綁扎難度更高，而且施工難度更大。因此需要在型鋼深化設(shè)計時，對鋼筋進(jìn)行深化設(shè)計，確定鋼筋排布、穿孔、連接和錨固形式，對梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鋼筋排布深化設(shè)計。

2.2 型鋼柱的定位與標(biāo)高控制

型鋼是在工廠加工后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行安裝，對于型鋼混凝土而言，型鋼的運(yùn)輸、定位和標(biāo)高控制難度較大。固定型鋼梁需要選擇牛角焊接方式，選擇高強(qiáng)螺栓連接。安裝階段需要定準(zhǔn)位置，采用臨時連線的方式，確保鋼柱中心線與翼緣中心線對齊。安裝后需要對軸線、標(biāo)高等進(jìn)行嚴(yán)格控制，但是安裝、預(yù)埋過程容易造成預(yù)埋螺栓移位，給型鋼柱的定位和標(biāo)高控制帶來困難，所以在此過程中需要反復(fù)檢查，確保位置的準(zhǔn)確。

2.3 地腳螺栓預(yù)埋與型鋼柱吊裝

短柱鋼筋綁扎完成后，按照設(shè)計圖紙布設(shè)軸線控制網(wǎng)和在鋼筋上標(biāo)出預(yù)埋板標(biāo)高，確保軸線偏差≤2mm，用提前準(zhǔn)備好的定位板焊接固定在鋼筋中間，短柱混凝土澆筑后用兩臺經(jīng)緯儀進(jìn)行復(fù)測。型鋼柱吊裝和安裝前，需要對型鋼柱進(jìn)行編號，通過吊裝就位。起吊型鋼時需要將型鋼加寬翼緣作為起吊點(diǎn)，防止預(yù)埋螺栓被猛烈撞擊的前提下對準(zhǔn)安裝，吊裝時需要對型鋼柱四角墊起。吊裝就位完成后，開始對型鋼臨時進(jìn)行固定施工，在型鋼固定時，需要對型鋼垂直度進(jìn)行控制，為了防止型鋼骨架垂直度偏差超過允許值，需要校正型鋼柱的位置。當(dāng)型鋼位置確定后，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行再加固。上層型鋼柱吊裝完成后，固定四周鋼絲繩，安裝耳板。在型鋼柱安裝并且對垂直度、標(biāo)高進(jìn)行控制后，需要確認(rèn)位置后再進(jìn)行焊接。

2.4 鋼筋施工

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工中鋼筋安裝與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋安裝相比，梁柱節(jié)點(diǎn)處的主筋、箍筋更為復(fù)雜，故工藝流程上有所不同，型鋼梁不能架空綁扎所以模板支設(shè)應(yīng)先鋪底模，留下側(cè)模不支，在型鋼梁吊裝前需提前安裝梁底部鋼筋，型鋼鋼梁安裝合格后在上部加設(shè)橫擔(dān)鋼筋間距2m 與梁同寬，在橫擔(dān)鋼筋布設(shè)上部鋼筋，然后將箍筋彎鉤處掰開套在主梁后復(fù)原，箍筋與梁主筋交點(diǎn)處進(jìn)行綁扎，其余鋼筋綁扎與普通鋼筋混凝土安裝相同。

2.5 混凝土澆筑

在混凝土施工前，要做好柱模板和梁模板的安裝，然后依據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)柱安裝進(jìn)行檢查驗收，在驗收合格后，再開始混凝土澆筑施工。在對柱混凝土澆筑作業(yè)時，根據(jù)施工方案，對柱底部進(jìn)行砂漿澆筑，為了防止柱底部發(fā)生爛根的現(xiàn)象，需要保證澆筑厚度控制在50mm。另外，在柱混凝土澆筑作業(yè)時，通常采用分層澆筑法，把混凝土澆筑厚度控制在500mm 以下，澆筑時，為了確保混凝土的流動性，需要進(jìn)行振搗作業(yè)，以提高混凝土澆筑的質(zhì)量和效果。在梁混凝土澆筑施工過程中，在下料澆筑時，要從梁的一側(cè)開始，進(jìn)行混合料澆筑，等到另一側(cè)鋪滿混合料后，再對梁兩側(cè)同時進(jìn)行振搗密實(shí)作業(yè)，在振搗時，要對振搗時間進(jìn)行控制，同時要實(shí)時監(jiān)測模板是否變形，為梁混凝土澆筑高效高質(zhì)量完成提供保障。

3 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工難度大，而且施工環(huán)節(jié)復(fù)雜，需要從設(shè)計階段開始，對型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，從而確保施工質(zhì)量。

3.1 設(shè)計階段控制要點(diǎn)

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計階段，需要按照以下方式控制質(zhì)量：（1）整體質(zhì)量控制，選擇文獻(xiàn)作為質(zhì)量控制規(guī)范，加強(qiáng)型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制。（2）型鋼設(shè)計與深化設(shè)計，根據(jù)施工需求，結(jié)合鋼筋結(jié)構(gòu)和混凝土特點(diǎn)，明確型鋼設(shè)計需求，做好型鋼設(shè)計和節(jié)點(diǎn)設(shè)計，設(shè)計階段應(yīng)該遵循避讓原則，避免型鋼與梁柱鋼筋直接接觸；根據(jù)設(shè)計制作圖紙，明確型鋼結(jié)構(gòu)材料、規(guī)格和安裝位置。

3.2 型鋼加工階段質(zhì)量控制要點(diǎn)

對型鋼加工質(zhì)量進(jìn)行控制，確保型鋼結(jié)構(gòu)符合要求，加工階段需要對加工孔、連接板等進(jìn)行控制，確保鋼筋彎折角度在合理范圍內(nèi)，從源頭上控制型鋼結(jié)構(gòu)，為后續(xù)施工提供材料基礎(chǔ)。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)有很多加工孔和連接板，加工孔和連接板是提升施工效率的基礎(chǔ)。因此需要嚴(yán)格控制相關(guān)質(zhì)量。同時在加工階段要設(shè)置焊接套筒和栓釘。根據(jù)設(shè)計圖紙控制下料階段的加工質(zhì)量，對材料質(zhì)量、規(guī)格以及數(shù)量進(jìn)行復(fù)核，明確型鋼結(jié)構(gòu)安裝位置。加工完成后，需要加強(qiáng)對焊接套筒的檢查，避免出現(xiàn)偏斜等問題。

3.3 施工階段質(zhì)量控制要點(diǎn)

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工階段，需要根據(jù)施工情況，合理安排工序，并且嚴(yán)格按照施工流程進(jìn)行管理，確保每一階段符合施工要求。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工初期需要在筏板底板鋼筋綁扎結(jié)束后定位安裝柱腳，在套入主筋以及箍筋后安裝型鋼柱，然后安裝鋼梁，以完成整個鋼結(jié)構(gòu)體系。

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)在于：（1）型鋼梁柱安裝，該階段需要嚴(yán)格控制型鋼梁柱的定位和標(biāo)高，施工階段需要預(yù)防偏位，同時做好防銹保護(hù)。（2）鋼筋綁扎，明確鋼筋尺寸，設(shè)置鋼筋接頭，然后選擇合適的梁柱節(jié)點(diǎn)連接方式，控制焊接和機(jī)械連接質(zhì)量。（3）模板工程，注重施工順序以及焊接質(zhì)量，普通加固方式難以應(yīng)用于型鋼緊固，因此可以選擇方圓扣夾具進(jìn)行焊接加固，該種方式對施工人員要求很高，需要施工人員控制焊接質(zhì)量、計算模板側(cè)面壓力選擇夾具數(shù)量。（4）混凝土澆筑，相比于普通混凝土結(jié)構(gòu)，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點(diǎn)的鋼筋較多，鋼筋密度較大，因此需要嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量，嚴(yán)格控制配比和塌落度，確?；炷练鲜┕ば枨?。

4 結(jié)束語

綜上所述，在進(jìn)行型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時，要根據(jù)設(shè)計要求選擇設(shè)計類型和型鋼材料，嚴(yán)格把控型鋼混凝土的分配比例和攪拌時間，同時要嚴(yán)格管理型鋼混凝土運(yùn)輸。為提升型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，要對型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)梁施工和柱施工技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)把控，同時，對混凝土澆筑施工進(jìn)行有效控制，以提升型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工的總體質(zhì)量，確保建筑工程高效、高質(zhì)量地完成。