鋼管混凝土柱柱腳安裝工法詳述(潘龍改)

/大直徑鋼管混凝土柱柱腳安裝施工工法中冶建工集團(tuán)有限公司一公司孫慧星景治華張建東鄭曉海第一章前言（概括工法的形成原因和形成過程。其形成過程要求說明研究開發(fā)單位、關(guān)鍵技術(shù)審定結(jié)果、工法應(yīng)用及有關(guān)獲獎情況。1.1超大鋼管混凝土柱能適應(yīng)大跨、高聳、重載等條件，符合現(xiàn)代施工技術(shù)的工業(yè)化要求，被廣泛的應(yīng)用于單層和多層工業(yè)廠房柱、大跨度和空間結(jié)構(gòu)、商業(yè)廣場、多層辦公樓及住宅、高層和超高層建筑中。1.2我司承建的重慶市新聞傳媒中心一期工程，建筑總面積：約10萬m2。其中四層地下室約4萬m2、裙樓約1.6萬m2、主樓約4.4萬m2。每層有鋼管柱14根，鋼管柱規(guī)格為1200×20、25、30不等，大直徑鋼管混凝土柱豎向結(jié)構(gòu)施工安裝精度要求高、難度大，其中鋼管柱腳安裝精度的控制尤為重要，項(xiàng)目部組織技術(shù)攻關(guān)，反復(fù)改進(jìn)，并成功地解決了這些難題。通過實(shí)踐，總結(jié)編寫本工法。第二章工法特點(diǎn)（說明工法在使用功能或施工方法上的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的施工方法比較，在工期、質(zhì)量、安全、造價等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效能等方面的先進(jìn)性和新穎性。）2.1在傳統(tǒng)施工工藝的基礎(chǔ)上，針對大直徑鋼管混凝土柱柱腳安裝的方式及流程進(jìn)行了優(yōu)化；2.2采用柱底定位環(huán)及限位板技術(shù)，使操作更方便，安裝更精準(zhǔn)快捷，施工質(zhì)量更可靠。第三章適用范圍本工法適用于工業(yè)與民用建筑的超大直徑鋼管混凝土柱的施工。本工法中的大直徑鋼管混凝土柱是指在圓形鋼管（直徑1200mm～1800mm）內(nèi)填灌混凝土的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。第四章工藝原理4.1采用計算機(jī)輔助下料，控制鋼管卷制質(zhì)量；嚴(yán)格保證管端平面與管軸線垂直，控制焊接變形。4.2利用內(nèi)襯管和預(yù)埋限位板輔助定位，安裝時利用自制工具實(shí)時監(jiān)測、調(diào)整；規(guī)定測設(shè)時間，減少日照影響，保證測量精度。4.3利用施工現(xiàn)場常見的普通腳手架鋼管作為鋼管混凝土柱柱腳螺栓定位的主要承重、定位構(gòu)件，即牢固又經(jīng)濟(jì)。第五章施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程澆注基礎(chǔ)C30墊層→綁扎底部鋼筋網(wǎng)片→綁扎側(cè)壁鋼筋網(wǎng)片→安裝4根M36錨栓→檢查錨栓定位精度→定位環(huán)板預(yù)埋。5.2操作要點(diǎn)在基礎(chǔ)坑槽驗(yàn)收合格后，澆筑基礎(chǔ)C30墊層砼，綁扎底部網(wǎng)片鋼筋，綁扎側(cè)壁鋼筋，綁扎側(cè)壁鋼筋的同時開始安裝4根M36錨栓，錨栓安裝定位的準(zhǔn)確，直接影響鋼管柱的安裝精度，我項(xiàng)目部將此作為重點(diǎn)控制，采用外徑900mm，寬度100mm，厚度10mm的鋼板帶，定位錨栓位置，而后采用鋼管支架固定鋼板帶的方式進(jìn)行錨栓的空間定位（如下圖5.2-1）：圖5.8.5.2.1錨栓安裝錨栓安裝前由測量在基坑墊層上用全站儀放出基坑十字線，按照圖紙分出4根立桿的外邊線，在綁扎底部鋼筋時避開4根立桿的位置，并沿著鋼管切線放線鉆φ16mm，深度20mm的孔，然后用φ16mm鋼筋打入孔內(nèi)，把鋼筋與立桿進(jìn)行焊接，鋼管焊接完畢后把三層網(wǎng)片筋放在底板鋼筋上面，1#、2#鋼管調(diào)平固定后，在鋼管下方綁扎第一層網(wǎng)片筋，第一層網(wǎng)片筋綁扎完畢后固定3#、4#鋼管，鋼管固定后綁扎最后兩層網(wǎng)片筋。（安裝定位操作圖如下圖5.2.5.25.2說明：1、圖中1#、2#鋼管用扣件上下移動來調(diào)節(jié)鋼板的平整度及標(biāo)高。2、1#、2#鋼管固定完后把鋼板放在1#2#鋼管上，并將鋼板與鋼管焊接牢固，然后用鋼筋把鋼板和3#、4#鋼管進(jìn)行焊接。3、1#、2#、3#、4#鋼管用直徑20mm鋼筋與一端焊接，另一端與坑壁巖石支撐牢固。在施工完成后，對綁扎的鋼筋及定位的錨栓進(jìn)行了檢查，受力鋼筋檢查10個點(diǎn)，鋼筋骨架檢查10個點(diǎn)，保護(hù)層檢查10個點(diǎn)，對錨栓進(jìn)行了的平面位置的檢查，偏移在規(guī)范要求的5mm之內(nèi)。5.2.2鋼管柱軸線、垂直度、標(biāo)高校正垂直度控制用2臺經(jīng)緯儀在相互垂直的兩個方向觀測，為方便觀測，先行安裝角部鋼管柱。觀測時，經(jīng)緯儀對中于柱軸線，十字豎絲對準(zhǔn)柱腳處柱外邊線點(diǎn)，觀測者由柱腳從下向上觀測柱身母線，同時指揮安裝人員調(diào)整頂拉桿，直至柱頂母線與經(jīng)緯豎絲重合。另外，對接環(huán)縫焊接好后，對柱身垂直度進(jìn)行校正。5.2.3焊接及檢驗(yàn)（1）施工現(xiàn)場對接焊采用人工焊，接口焊縫為熔透二級焊縫，分次焊滿，減少焊接變形。焊接過程中，易產(chǎn)生較大的焊接殘余變形，導(dǎo)致垂直度偏差。因此，采取措施如下：1）每根柱從下至上固定焊工，以明確責(zé)任；2）對稱施焊，即分段反向?qū)ΨQ順序施焊；3）嚴(yán)格控制同類型焊機(jī)及焊接電流等參數(shù)；4）對接前根據(jù)上節(jié)柱安裝偏差值，計算后在管口實(shí)行機(jī)械打磨，保持焊縫間隙基本一致；5）鋼管柱施焊前焊條需烘焙，并保溫2小時后方可使用。施焊時焊條應(yīng)放在電熱保溫筒內(nèi)，隨用隨取。焊后打磨、校正及檢查；焊后，要將焊縫周圍的飛濺、焊疤等打磨干凈；焊后，檢查鋼柱的垂直度，若有偏差，可采用火工校正法，將鋼柱的垂直度偏差校正至規(guī)范允許范圍內(nèi)。5.3施工管理及勞動力組織5.3.1施工管理該工法實(shí)施時，應(yīng)提前做好充分技術(shù)準(zhǔn)備，在工程開工前，就應(yīng)完成專項(xiàng)施工方案的編制、審核、交底等工作，必要時還應(yīng)進(jìn)行方案的論證。5.3.2勞動力組織表5.3.2勞動力組織情況表廠內(nèi)制作/每班現(xiàn)場安裝/每班工種人數(shù)工種人數(shù)氣割下料工6名裝配工6名冷作拼裝工16名電焊工3名電焊工10名測量工2名輔助工20名電工2名鉗工5名起重司機(jī)2名電工1名混凝土工2名質(zhì)檢員2名施工員3名技術(shù)人員2名專職安全質(zhì)量員3名（含1名探傷員）合計6223第六章材料及主要機(jī)具設(shè)備6.1材料6.1.1主材：本工程鋼管柱的鋼材采用Q345B，預(yù)埋環(huán)板、剪力環(huán)、內(nèi)襯管采用Q235。6.1.2焊材： （1）手工焊條選用E50型（J506）；（2）埋弧自動焊選用H80MnA焊絲+HJ431焊劑；（3）二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊采用ER50型。（4）常用的鋼材焊接用焊條、焊絲、焊劑的選用參見表6.1.2。表6.1.2常用的鋼材焊接用焊條、焊絲、焊劑的選用參見下表鋼號母材技術(shù)條件焊接材料材料狀態(tài)屈服點(diǎn)（MPa）焊條電弧焊氣體保護(hù)電弧焊埋弧焊焊條型號焊絲型號保護(hù)氣體焊劑-焊絲型號Q235熱軋≥235E4301E4303ER49-1CO2HJ401-H08HJ401-H08AQ345熱軋≥345E5010E5011ER49-1CO2HJ402-H08A注：焊條、焊絲、焊劑的選用須符合設(shè)計及相關(guān)規(guī)范的要求。6.2主要機(jī)具設(shè)備機(jī)械設(shè)備見表6.2。表6.2機(jī)械設(shè)備一覽表序號名稱數(shù)量備注1塔式起重機(jī)1型號為QTZ2501電焊機(jī)（400A）4臺~100kw2水平儀、經(jīng)緯儀各2臺3超聲波探傷儀1部4電動磨機(jī)6個5鋼直尺、卷尺若干65T、10T千斤頂8個7自動切割機(jī)1臺8角向磨光機(jī)1臺9機(jī)械除銹機(jī)1臺10CO2氣體保護(hù)焊機(jī)1臺11汽車吊1臺12自動理弧焊機(jī)、1臺13電動磨機(jī)1臺14栓釘焊機(jī)1臺15銑邊機(jī)1臺第七章質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及重點(diǎn)7.1.1質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（1）《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50300-2001；（2）《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002；（3）《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》JGJ/T10-95；（4）《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205-2001；（5）《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程》CECS28:2012；（6）《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81-2002；（7）《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》DBJ13-51-2003；（8）《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ81-2002）和設(shè)計的相關(guān)規(guī)定。7.1.2質(zhì)量控制一般規(guī)定（1）碳素結(jié)構(gòu)應(yīng)在焊縫冷卻到環(huán)境溫度、低合金結(jié)構(gòu)鋼應(yīng)在完成焊接24h以后，進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。（2）焊縫施焊后應(yīng)在工藝規(guī)定的焊縫及部位打上焊工鋼印。（3）設(shè)計和規(guī)范的其他要求。7.1.3質(zhì)量控制項(xiàng)目（1）主控項(xiàng)目控制對象控制要求鋼材鋼材的品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。進(jìn)口鋼材的質(zhì)量應(yīng)符合設(shè)計和合同規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的要求。按規(guī)定進(jìn)行抽樣復(fù)檢的項(xiàng)目，其復(fù)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。焊接材料焊接材料的品種、規(guī)格、性能等應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。重要鋼結(jié)構(gòu)采用的焊接材料應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。焊接焊條、焊絲、焊劑、電渣焊熔嘴等焊接材料與母材的匹配應(yīng)符合設(shè)計要求及國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》JGJ81的規(guī)鋼管切割：斷面無裂紋、夾層和超過規(guī)定的缺口；光潔度、不平度符合規(guī)定。鉆孔：成形良好，孔邊無毛刺。焊接：無致命缺陷和嚴(yán)重缺陷；焊渣、飛濺清除干凈，表面缺陷按規(guī)定處理。外觀：構(gòu)件無變形，構(gòu)件表面無疤痕、油污和粘結(jié)泥沙。7.2控制措施7.2.1施工前，由技術(shù)部將施工圖轉(zhuǎn)換為鋼管柱分段施工圖；由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，強(qiáng)化工藝要求。7.2.2在施工過程的每道工序中，配備可以勝任的人員，以保證控制影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素及其管理活動處于受控制狀態(tài)。7.2.3在施工過程的每道工序中，嚴(yán)格按有關(guān)報驗(yàn)程序進(jìn)行工序檢驗(yàn)，切實(shí)做好自檢、互檢、交接檢工作，嚴(yán)格執(zhí)行三級檢驗(yàn)制度。7.2.4提供合適的生產(chǎn)設(shè)備，提供適宜的生產(chǎn)工作環(huán)境，以確保施工質(zhì)量。7.2.5嚴(yán)格要求焊接工作人員持證上崗。7.2.6由于測量受日照影響很大，要控制測量時間，宜在早晨或傍晚進(jìn)行垂直度、軸線、標(biāo)高的測量工作，以求準(zhǔn)確。7.2.7焊縫無損檢驗(yàn)應(yīng)根據(jù)施工圖要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行，無損檢驗(yàn)不合格的焊縫，應(yīng)按規(guī)定要求進(jìn)行返修，返修后必須再進(jìn)行無損檢驗(yàn)。第八章安全措施8.1工程施工時嚴(yán)格遵循《建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)程》(JGJ59)等法律法規(guī)及上級主管部門頒布的各項(xiàng)有關(guān)安全文件規(guī)定。施工用電應(yīng)由電工統(tǒng)一搭設(shè)，嚴(yán)禁亂拉設(shè)、拖地等，電焊作業(yè)時做好勞動保護(hù)措施，并備好滅火器材。8.2鋼管柱施工位于高臨邊位置，其搭設(shè)的外架應(yīng)牢固、封閉，防止高處墜落。8.3鋼管在起吊時應(yīng)選用適合的起吊鋼繩，綁扎時須牢固可靠，防止脫落傷人。8.4在安裝區(qū)域周邊作相應(yīng)的安全防護(hù)。設(shè)置警戒線，嚴(yán)禁無關(guān)人員進(jìn)入。8.5安全員必須全過程跟蹤，監(jiān)督安全防護(hù)工作。8.6貫徹執(zhí)行“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際和工程的具體特點(diǎn)，組成專職安全員和班組兼職安全員及工地安全用電負(fù)責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理小組，落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員的職責(zé)，抓好安全生產(chǎn)。8.7施工現(xiàn)場按符合防火、防風(fēng)、防雷、防洪、防觸電、放高處墜落等安全規(guī)定及安全施工要求進(jìn)行布置，并完善各種安全標(biāo)志。8.8氧氣瓶與乙炔瓶隔離存放，嚴(yán)格保證氧氣瓶不沾染油脂，乙炔發(fā)生器有防止回火的安全裝置。8.9施工現(xiàn)場由專業(yè)電工負(fù)責(zé)施工布線和設(shè)備安裝，所有設(shè)備均安裝漏電保護(hù)開關(guān)，切實(shí)做好防觸電工作。施工時所用設(shè)備均需接地，決不允許有破損的電線。8.10現(xiàn)場吊裝由專職起重技師統(tǒng)一指揮，包括構(gòu)件綁扎和起吊信號，以確保設(shè)備及人員安全，要求起重人員嚴(yán)格行“十不吊”制度。高空作業(yè)人員必須系好安全帶，做好高空防墜落工作。在鋼管吊裝期間，為防止人員、材料和工具墜落或飛出造成安全事故，需鋪設(shè)安全網(wǎng)。為便于鋼柱對接施工，并保證操作人員的安全，在操作場地要設(shè)操作平臺。8.11高空施工，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到10m/s時，吊裝工作要停止，當(dāng)風(fēng)速達(dá)到15m/s時，應(yīng)停止所有施工作業(yè)。第九章環(huán)保措施9.1成立相應(yīng)的環(huán)保管理機(jī)構(gòu)，在施工過程中嚴(yán)格遵守環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)，加強(qiáng)環(huán)境、衛(wèi)生、文明、安全的施工管理。9.2根據(jù)有關(guān)法律法規(guī)、規(guī)章和施工方案，合理布置臨時施工場地，施工場地做到整潔文明。廢水的排放、建筑垃圾等的堆放和丟棄應(yīng)按政府有關(guān)部門的規(guī)定進(jìn)行管理。9.3嚴(yán)格執(zhí)行《建筑施工場界噪聲限值》標(biāo)準(zhǔn)，施工中采用低噪音的工序，大量焊接所產(chǎn)生的光污染，應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行防護(hù)，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)及時進(jìn)行整改。噪音較大的工序禁止夜晚作業(yè)。第十章效益分析10.1經(jīng)濟(jì)效益：本工法在傳統(tǒng)施工工藝的基礎(chǔ)上，對鋼管柱定位、安裝的方式及流程進(jìn)行了優(yōu)化，大大縮短了了鋼管柱柱腳安裝過程的時間，節(jié)約了管理費(fèi)、人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)等成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。10.2社會效益：大直徑鋼管混凝土柱柱腳安裝精度控制穩(wěn)定，為整個項(xiàng)目從整體上提前了工期，節(jié)約了社會資源，也利于環(huán)保，并樹立企業(yè)的良好形象。10.3技術(shù)效益：在大直徑鋼管混凝土柱柱腳安裝的施工上，積累了豐富的同類工藝施工技術(shù)處理措施經(jīng)驗(yàn)，形成了簡便、可行的施工方法。第十一章應(yīng)用實(shí)例11.1工程概況重慶市新聞傳媒中心一期工程，建筑總面積：約10萬m2。其中四層地下室約4萬m2、裙樓約1.6萬m2、主樓約4.4萬m2。每層有鋼管柱14根，鋼管柱規(guī)格為1200×20、25、30不等。該工程采用本工法指導(dǎo)大直徑鋼管柱柱腳安裝，該工程2012年8月開工，2013年10月結(jié)構(gòu)施工完成。11.2施工情況大直徑鋼管混凝土柱的