鋼骨混凝土施工工藝的探討

　　摘要:文章以某高層民用建筑為例，介紹了鋼骨混凝土的施工工藝流程，對(duì)型鋼構(gòu)件施工及安裝程序進(jìn)行了細(xì)致的闡述。

　　關(guān)鍵詞:鋼骨混凝土;施工工藝；型鋼構(gòu)件;安裝技術(shù)　　

　　概況

　　某工程總建筑面積22萬m2,地上由8棟21層塔樓和4棟群樓呈兩排加兩點(diǎn)分布,高空鋼結(jié)構(gòu)連廊將塔樓連為一體,地下由中央地下車庫連為一體,屬超限結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)體系為型鋼混凝土框架—筒體結(jié)構(gòu),型鋼混凝土框架由型鋼柱、型鋼梁、型鋼斜撐(位于相鄰兩型鋼柱之間的斜向連接)組成。筒體結(jié)構(gòu)由鋼筋混凝土剪力墻和型鋼混凝土剪力墻組成,勁性結(jié)構(gòu)型鋼總用量約1800t。型鋼的斷面型式有工字形、H形、丁字形、箱形。型鋼柱、型鋼梁從基礎(chǔ)底板到頂層結(jié)構(gòu)均有設(shè)置,且每層分布不一致。

　　1施工工藝流程

　　綁扎底板(樓板)鋼筋→安裝、校核、固定型鋼柱柱腳預(yù)埋螺栓→澆筑基礎(chǔ)底板(樓板)混凝土→第一節(jié)型鋼柱的安裝→校正型鋼柱的垂直度、位移、型鋼梁牛腿的標(biāo)高→固定柱腳、灌注高強(qiáng)無收縮灌漿料→型鋼梁的安裝→型鋼斜撐的安裝→型鋼混凝土柱鋼筋的安裝→型鋼混凝土柱模板安裝→型鋼混凝土柱混凝土的澆筑→模板拆除→支設(shè)頂板、梁模板→梁板鋼筋的安裝→梁板混凝土的澆筑→安裝下一節(jié)型鋼柱→安裝型鋼梁→安裝斜撐。

　　2型鋼構(gòu)件施工

　　型鋼柱、型鋼梁、型鋼斜撐、柱底座埋件的制作加工需按鋼結(jié)構(gòu)的要求在專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)加工廠制作。

　　2.1型鋼柱底座埋件安裝

　　在澆筑基礎(chǔ)底板或樓板混凝土前,依據(jù)柱兩個(gè)方向的軸線和標(biāo)高控制點(diǎn),將型鋼柱底座鋼板及預(yù)埋地腳螺栓埋入,并固定牢固。要求位置準(zhǔn)確,鋼板上表面水平標(biāo)高準(zhǔn)確,并將底座板以上的螺栓外表面涂上黃油包上油紙?jiān)儆媚z帶纏繞進(jìn)行保護(hù),防止混凝土澆筑時(shí)污染。在混凝土澆筑過程中,要有專人看護(hù)�；炷�土沿埋件兩側(cè)同時(shí)澆筑,同時(shí)振搗,防止埋件產(chǎn)生位移�；炷�土澆筑完成之后,初凝之前進(jìn)行二次復(fù)核,確保埋件位置準(zhǔn)確。

　　2.2型鋼柱首節(jié)安裝

　　2.2.1測量放線

　　清除柱底座鋼板上的水泥漿和預(yù)埋件的保護(hù)材料等影響焊接質(zhì)量的雜物,依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,在柱底座鋼板上彈出型鋼柱的縱橫安裝中心控制線和標(biāo)高控制線，并繪制測量成果記錄,交付驗(yàn)收。

　　2.2.2鋼柱驗(yàn)收

　　鋼柱進(jìn)場對(duì)構(gòu)件的質(zhì)量進(jìn)行檢查驗(yàn)收,除對(duì)鋼柱的長度、斷面以及撓曲、牛腿位置、穿筋孔位置間距等進(jìn)行檢查,還需對(duì)構(gòu)件縱橫兩個(gè)方向的安裝中心線進(jìn)行驗(yàn)收,對(duì)中心線不清晰的要重新彈上安裝線。

　　2.2.3鋼柱起吊

　　鋼柱平運(yùn)時(shí)采用兩點(diǎn)水平起吊,安裝時(shí)采用兩點(diǎn)立吊,單機(jī)回轉(zhuǎn)法起吊。吊點(diǎn)利用耳板螺栓孔,起吊時(shí)鋼柱的根部要墊實(shí),保證根部在不離地的情況下,通過吊釣的起升,變幅和吊臂的回轉(zhuǎn),逐步將鋼柱扶直,等鋼柱停止晃動(dòng)后再繼續(xù)提升,嚴(yán)禁柱端部在地面上拖拉。

　　2.2.4鋼柱就位

　　當(dāng)?shù)踹\(yùn)鋼柱的塔臂回轉(zhuǎn)到其相應(yīng)安裝位置的上方時(shí),鋼柱逐漸下落距底座200mm左右時(shí),停機(jī)穩(wěn)定后，在基本對(duì)準(zhǔn)安裝軸線后,緩慢下落,輕觸底板,調(diào)整到完全對(duì)準(zhǔn)軸線后,用鋼楔墊起,點(diǎn)焊定位,拉緊柱上端的3根纜風(fēng)繩,做臨時(shí)固定。

　　2.2.5垂直度的校核

　　用兩臺(tái)經(jīng)緯儀測定垂直度,借助纜風(fēng)繩將鋼柱垂直度調(diào)整到符合要求,首節(jié)柱位置精確、垂直度無偏差是十分重要的,對(duì)其上柱、梁的安裝質(zhì)量發(fā)揮巨大作用。

　　2.2.6柱腳灌漿料的施工

　　柱底座板與柱腳間的空隙用GGM高強(qiáng)無收縮灌漿料填充,從一側(cè)灌入,至另一側(cè)溢出并明顯高于下表面為止,無需振搗,連續(xù)進(jìn)行。

　　2.3型鋼梁的安裝

　　2.3.1型鋼梁吊運(yùn)

　　鋼梁吊裝用專用扁擔(dān),采用兩點(diǎn)吊,吊點(diǎn)位置距離鋼梁端為梁長的1/4,吊點(diǎn)的構(gòu)造形式采用在梁上用鋼絲繩和吊環(huán)捆死,再連到吊索上。

　　2.3.2鋼梁的安裝

　　鋼梁就位前對(duì)應(yīng)的鋼柱必須校正完畢(包括標(biāo)高、位移和垂直度),鋼梁吊裝就位后,在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上用兩只過鏜沖對(duì)齊節(jié)點(diǎn)板上的左右螺孔。

　　2.4斜撐的安裝

　　鋼梁安裝完成后,進(jìn)行鋼柱之間的斜撐安裝。安裝方法同型鋼梁一樣。

　　2.5上一節(jié)鋼柱安裝

　　2.5.1上下柱的臨時(shí)連接

　　鋼柱上彈縱橫中心線和標(biāo)高控制線,起吊鋼柱就位后,用4組16mm厚的鋼夾板,將上下節(jié)柱的耳板用24個(gè)M24螺栓連接在一起,待柱焊接完成后,卸下夾板,將超出混凝土截面和影響鋼筋安裝的耳板的部分裁割去。

　　2.5.2垂直度調(diào)整

　　用兩臺(tái)經(jīng)緯儀測定垂直度,借助臨時(shí)纜風(fēng)繩將柱頂軸線偏移控制到零,最后擰緊臨時(shí)連接板的大六角頭高強(qiáng)度螺栓至額定扭矩。

　　2.5.3垂直度監(jiān)測

　　同一列鋼柱的鋼梁應(yīng)先從中間跨開始對(duì)稱向兩端擴(kuò)展,安裝鋼梁時(shí),由于鋼梁的制作誤差可能引起鋼柱垂直度的變化,采用3臺(tái)經(jīng)緯儀對(duì)鋼柱及鋼梁安裝進(jìn)行跟蹤監(jiān)測,確保各項(xiàng)技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)符合有關(guān)規(guī)范要求。

　　2.6鋼構(gòu)件安裝的校正

　　本工程上下柱連接采用全熔透對(duì)接焊縫,校正工藝為一校柱口,二校柱頂位移、垂直度,三校安裝連接板焊接后的框架尺寸�？紤]焊縫收縮變形,每條焊縫的橫向收縮值都有2mm左右,因此,必須采用一定的措施來控制變形,在進(jìn)行鋼柱的校正的同時(shí),對(duì)每個(gè)柱預(yù)留反變形量,以抵消焊縫收縮的影響。

　　2.7鋼構(gòu)件安裝的測量

　　鋼構(gòu)件安裝測量控制網(wǎng)應(yīng)與結(jié)構(gòu)施工采用同一控制網(wǎng)。鋼柱安裝時(shí)沿鋼柱軸線的兩個(gè)垂直方向架設(shè)經(jīng)緯儀,分別測出各鋼柱的安裝軸線和基準(zhǔn)點(diǎn)。安裝時(shí)應(yīng)按先調(diào)整鋼構(gòu)件的標(biāo)高,再調(diào)整鋼構(gòu)件的位移,最后調(diào)整垂直偏差的順序。纜風(fēng)繩并加支頂校正時(shí),必須以松開纜風(fēng)繩或支頂?shù)臏y量值為最終驗(yàn)收結(jié)果。

　　2.8高強(qiáng)螺栓連接

　　2.8.1安裝前的檢查

　　高強(qiáng)螺栓安裝前必須再次檢查和處理摩擦面的浮銹及污物雜質(zhì)等,確保螺栓自由穿入。

　　2.8.2對(duì)孔及穿孔

　　鋼構(gòu)件吊裝就位后每個(gè)節(jié)點(diǎn)用兩只過鏜沖對(duì)齊節(jié)點(diǎn)板上的上下螺栓孔,使螺栓能從孔內(nèi)自由穿入,對(duì)余下的螺栓孔直接安裝高強(qiáng)螺栓,用手動(dòng)扳手?jǐn)Q緊后,拔出過鏜沖,再進(jìn)行該處的高強(qiáng)螺栓的安裝。如不能自由穿入高強(qiáng)螺栓時(shí),則采用調(diào)節(jié)方法,通過調(diào)整構(gòu)件之間的間距,其調(diào)整的原則是必須保證鋼構(gòu)件的安裝誤差在允許偏差的范圍內(nèi),若無法保證,則進(jìn)行擴(kuò)孔或更換連接板。擴(kuò)孔后的最大孔徑應(yīng)小于1.2倍螺栓直徑。

　　2.8.3擰緊高強(qiáng)螺栓

　　高強(qiáng)螺栓擰緊分為初擰、終擰。初擰扭矩為施工扭矩的50%,扭剪型高強(qiáng)度螺栓終擰結(jié)束后,以目測尾部梅花頭擰掉為合格。

　　2.9安裝柱、梁鋼筋

　　柱、梁鋼筋安裝與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程基本相同。需在鋼構(gòu)件安裝檢測完成之后開始施工。但柱主筋的分布要考慮鋼梁翼緣寬度的影響,本工程鋼梁翼緣寬度為160mm,設(shè)計(jì)不允許在翼緣開穿筋孔,所以要對(duì)各種類型的柱主筋的分布進(jìn)行翻樣。確定柱主筋的相對(duì)位置,當(dāng)上層結(jié)構(gòu)無型鋼梁時(shí),將因有型鋼梁導(dǎo)致的不均勻分布的柱主筋在鋼梁的上皮進(jìn)行1:6進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于工字型鋼柱和工字型鋼梁同時(shí)存在時(shí)，梁中間的主筋不允許在翼緣上開穿筋孔,在梁柱節(jié)點(diǎn)處繞行或采取其他措施解決。

　　2.10澆筑混凝土

　　型鋼柱、型鋼梁、型鋼斜撐部位鋼筋密集,鋼筋安裝完成后,組織相應(yīng)的混凝土班組,逐一了解現(xiàn)場實(shí)際情況,確定振搗器的位置。對(duì)于復(fù)雜情況需做出明顯標(biāo)記。型鋼的存在影響振搗器振搗產(chǎn)生力的傳遞,故必須在柱的四個(gè)角、梁的兩側(cè)分別設(shè)置振搗點(diǎn),振搗點(diǎn)的間距不宜大于300mm。其他要求同普通鋼筋混凝土施工工藝。

　　3關(guān)鍵控制措施

　　3.1型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)處梁縱向鋼筋的處理

　　本工程的框架梁框架柱截面同寬,柱截面尺寸為400mm×800mm。梁截面尺寸為400mm×730mm,加之型鋼柱翼緣與型鋼梁翼緣同寬,兩翼緣板寬度方向相連接,設(shè)計(jì)不允許在翼緣上開孔穿筋,故梁鋼筋在節(jié)點(diǎn)區(qū)域必須采用可靠的技術(shù)措施加以保證。

　�、女�(dāng)梁主筋進(jìn)入柱內(nèi)距型鋼柱翼緣水平段不足0.4laE時(shí)，且縱向鋼筋多于4根時(shí),在型鋼柱梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域相應(yīng)位置焊接H型鋼牛腿。梁的上下主筋與牛腿平面焊接連接,焊接長度為10倍鋼筋直徑,焊縫高度為0.6倍鋼筋直徑。

　�、飘�(dāng)梁主筋進(jìn)入柱內(nèi)距型鋼柱翼緣水平段不足0.4laE時(shí)，且縱向鋼筋少于或等于4根時(shí),梁縱向鋼筋繞過型鋼柱翼緣穿行。

　　⑶當(dāng)梁主筋進(jìn)入柱內(nèi)水平段長度大于0.4laE時(shí),采取彎錨,錨固長度為laE。

　　3.2型鋼混凝土梁柱節(jié)點(diǎn)柱縱向鋼筋的處理

　　由于受型鋼梁的影響,柱主筋均勻分布將無法在型鋼梁處通過,為此,對(duì)每一個(gè)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行鋼筋的排列進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算,通過調(diào)整柱內(nèi)箍筋的尺寸,使柱的主筋非均勻分布,確保從型鋼梁的翼緣邊通過,當(dāng)上層無型鋼梁時(shí),按1:6將主筋煨彎,再使其成均勻分布。

　　3.3與型鋼柱腹板垂直梁主筋的處理

　　施工時(shí),盡量將梁主筋避開型鋼,或者采取繞行措施。當(dāng)無法避開時(shí),采用鋼筋穿孔,開孔位于型鋼的腹板,孔徑比鋼筋直徑大6mm。開孔應(yīng)在工廠采用相應(yīng)的機(jī)床或?qū)Ｓ迷O(shè)備鉆孔,禁止現(xiàn)場開孔。因受開孔影響,要確保型鋼腹板截面損失率小于腹板面積25%。

　　3.4型鋼柱的調(diào)整措施

　　柱的安裝先調(diào)整標(biāo)高,再調(diào)整位移,最后調(diào)整垂直偏差,并應(yīng)重復(fù)上述步驟,直到柱的標(biāo)高、位移、垂直偏差符合要求。由于有箍筋穿過柱型鋼的腹板,在模板施工時(shí),校正模板有可能使柱的垂直度受影響,因此,在模板校正加固完成后,要再次校正柱的垂直度。

　　3.5控制焊接變形措施

　　本工程型鋼柱與型鋼柱、型鋼梁與型鋼梁、型鋼斜撐與型鋼斜撐的現(xiàn)場連接均為坡口全熔透焊接。由于鋼材截面尺寸較小,鋼板厚度較大,容易產(chǎn)生扭曲變形,必須采用有效的措施來解決。合理確定焊接工藝順序和方法、焊接溫度的控制。為防止產(chǎn)生整體焊接變形和減少焊接殘余應(yīng)力,施工中按以下原則實(shí)施焊接:先焊基準(zhǔn)點(diǎn)處焊縫,再焊周邊焊縫;先焊收縮量大的焊縫,后焊收縮量小的焊縫;焊接應(yīng)盡可能考慮結(jié)構(gòu)對(duì)稱、節(jié)點(diǎn)對(duì)稱、型材翼緣對(duì)稱均衡對(duì)稱施焊。型鋼柱與型鋼柱的焊接,由兩名焊工同時(shí)對(duì)稱焊接兩翼緣,遇耳板的限制必須停弧時(shí),接頭在上下層間要相互錯(cuò)開,最后由一名焊工焊接腹板焊縫,直至完成。對(duì)于栓焊混接節(jié)點(diǎn)中,腹板連接應(yīng)先栓后焊,以便對(duì)準(zhǔn)栓孔和貼緊摩擦面,確保栓接質(zhì)量。型鋼梁的焊接應(yīng)先焊下翼緣,后焊上翼緣,以減少角變形。