鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

第2頁鄭州藍(lán)碼大廈鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)田寶吉（中建八局青島公司，青島266071）［摘要］本文結(jié)合鄭州藍(lán)碼大廈工程組合柱、墻的施工，介紹了型鋼混凝土組合柱、墻施工工藝，對施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并對施工中應(yīng)注意的問題進(jìn)行了闡述。［關(guān)鍵詞］型鋼砼；構(gòu)件設(shè)計(jì)；工藝流程；施工工藝型鋼混凝土組合構(gòu)件是將型鋼埋入鋼筋混凝土中的一種結(jié)構(gòu)形式，即這種構(gòu)件是由型鋼、鋼筋和混凝土三種材料所構(gòu)成，與單純的鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相比具有許多顯著的特點(diǎn)。近年來，隨著我國高層建筑的迅速發(fā)展，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用逐漸廣泛，并且顯示出了其對改善結(jié)構(gòu)抗震性能、減小構(gòu)件截面尺寸、提高建筑的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面的巨大潛力。本文依據(jù)鄭州藍(lán)碼大廈工程的型鋼混凝土施工為例，對型鋼混凝土的施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，供大家參考。1工程概況1.1建筑設(shè)計(jì)概況藍(lán)碼大廈工程位于鄭州市鄭東新區(qū)CBD外環(huán)A-2地塊,為超高層寫字樓，屬于一類建筑，總用地面積0.571公頃，總建筑面積60130平方米。地下三層，地上三十層，局部25層，主體檐口高度為120米，其中裙房三層（局部六層），其地上裙房檐口高度為16.5米，局部30米。地下三層平時為汽車庫，戰(zhàn)時為六級人防物資庫；地下二層及地下一層為汽車庫，地下三層至地下二層設(shè)消防水池及消防泵房1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概況該工程主樓結(jié)構(gòu)形式為外框架-內(nèi)筒體結(jié)構(gòu)。±0.000m以下采用鋼筋混凝土柱梁（局部為型鋼砼柱、型鋼砼梁），±0.000m~18.25m采用型鋼混凝土柱梁，18.25m至屋面采用鋼結(jié)構(gòu)柱梁。在核心筒剪力墻內(nèi)，從±0.000m至屋面均設(shè)有鋼結(jié)構(gòu)暗柱、暗梁。平面布置見圖1。圖1型鋼混凝土柱、墻平面布置工程抗震設(shè)防烈度為7度，防火等級為一級。根據(jù)《鄭州市鄭東新區(qū)藍(lán)碼大廈巖土工程勘察報(bào)告》，擬建場地區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，地基土層主要由全新統(tǒng)沖積成因的粉土、粉質(zhì)粘土、含有機(jī)質(zhì)的粉質(zhì)粘土、粉細(xì)砂等組成。2型鋼混凝土柱、墻設(shè)計(jì)2.1型鋼砼柱截面設(shè)計(jì)及配筋特點(diǎn)圖2：柱截面本工程型鋼砼柱設(shè)計(jì)截面尺寸有800×800、1000×1000兩種，標(biāo)高從±0.000m~18.25m。型鋼分別采用雙工400x200x16x20和600x300x16x20。角筋分別為4Φ25和4Φ28，中部筋分別為20Φ22和28Φ25；箍筋分別為Φ14@100和Φ16@100。圖2：柱截面由于柱的縱向鋼筋不能穿過梁的翼緣,因此柱的縱向鋼筋只能避開型鋼梁設(shè)在柱截面的四角部位，柱縱向鋼筋角部布置較密集。在梁柱節(jié)點(diǎn)部位,柱的箍筋采用開口箍，根據(jù)節(jié)點(diǎn)形式不同分成2~4段，穿過型鋼梁腹板的預(yù)留孔后，采用焊接或搭接的方式將其封閉。型鋼砼柱截面形式及配筋形式如圖2所示。2.2柱身抗剪栓釘設(shè)置柱身栓釘為圓柱頭焊釘，直徑19mm,高度80mm。型鋼砼柱內(nèi)型鋼在節(jié)點(diǎn)鋼梁下h（=截面寬度+200）范圍內(nèi)栓釘間距不大于@150mm,其它截面高度范圍內(nèi)間距為@3002.3柱腳、柱頂設(shè)計(jì)（1）柱腳節(jié)點(diǎn)：型鋼砼柱內(nèi)型鋼與基礎(chǔ)混凝土連接采用非插入式柱腳，在基礎(chǔ)混凝土內(nèi)埋設(shè)地腳螺栓，與型鋼砼柱內(nèi)型鋼連接。柱腳形式如圖3所示。圖3：柱腳構(gòu)造圖3：柱腳構(gòu)造（2）柱頂形式如圖4。圖4：柱頂構(gòu)造圖4：柱頂構(gòu)造前用保護(hù)套對地腳螺栓的外露部分進(jìn)行保護(hù)，避免被混凝土污染。b、要對地腳螺栓的埋設(shè)位置進(jìn)行的準(zhǔn)確的定位，誤差不得超過2mm。定位完成后，立即將定位鋼板進(jìn)行固定。澆筑混凝土?xí)r振搗棒要避開定位鋼板，盡量減少對螺栓位移的影響。c、在混凝土初凝之前再次對地腳螺栓位置進(jìn)行校核，出現(xiàn)位移，立即校正。d、依據(jù)定位軸線對每個地腳螺栓的位置進(jìn)行精準(zhǔn)的測量，并標(biāo)注在平面圖上。根據(jù)數(shù)值的大小及其規(guī)律性，相應(yīng)的采取措施，以充分保證第一節(jié)鋼柱的安裝精度。3.5型鋼安裝（1）首層鋼柱安裝工藝基礎(chǔ)面清理鑿毛→調(diào)整預(yù)埋螺栓螺帽標(biāo)高、螺栓位置→核對型鋼標(biāo)記基準(zhǔn)線→吊裝就位→就位調(diào)整、臨時固定→垂直度標(biāo)高調(diào)整→柱腳二次澆筑（2）二層型鋼柱安裝工藝：核對鋼柱→標(biāo)記基準(zhǔn)線→吊裝鋼柱→安裝螺栓臨時固定→調(diào)整垂直度→焊接翼緣→腹板等強(qiáng)螺栓連接（3）型鋼安裝型鋼安裝前要核對型鋼柱的定位軸線、標(biāo)高、地腳螺栓直徑和伸出長度，對型鋼的編號、外形尺寸、螺孔位置口直徑、牛腿方向，梁鋼筋穿鋼柱腰板的預(yù)留孔、栓釘?shù)热鎻?fù)核。并將調(diào)整螺帽的墊片上表面標(biāo)高調(diào)整到柱腳下表面就位標(biāo)高。安裝前要對預(yù)埋螺栓處的破面進(jìn)行清理鑿毛．否則安裝鋼柱后很難再清理干凈，造成型鋼與基礎(chǔ)砼面夾渣分離，嚴(yán)重影響型鋼柱質(zhì)量。在鋼柱上下端部設(shè)置吊裝耳板，作為鋼柱的吊點(diǎn)。鋼柱的起吊采用塔吊單機(jī)回轉(zhuǎn)法，起吊時在柱根部墊好枕木，以避免柱地段與地面接觸。吊裝前，要將校正用的墊板、鋼楔子、連接板和高墻螺栓牢固地綁扎在柱底連接耳板上，將安全爬梯固定在鋼柱上面。鋼柱吊裝時，用兩臺經(jīng)緯儀從相互垂直的兩個方向?qū)︿撝M(jìn)行垂直度檢測，鋼柱的標(biāo)高控制采用設(shè)計(jì)標(biāo)高法。標(biāo)高控制考慮2mm的焊接收縮量。鋼柱就位后將安裝用大六角頭高強(qiáng)螺栓緊固，必要時將連接耳板與連接板進(jìn)行點(diǎn)焊?，F(xiàn)場焊接采用手工電弧焊，應(yīng)在完成焊接24h以后，進(jìn)行焊縫探傷檢驗(yàn)。對其首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等，應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定，并根據(jù)評定報(bào)告確定焊接工藝。需要注意的是，由于型鋼柱混凝土澆筑的過程中，混凝土的沖擊和振搗棒的作用，可能使型鋼發(fā)生偏移、扭曲，從而使穿型鋼柱牛腿的鋼筋發(fā)生偏移．并使上節(jié)型鋼柱安裝校正困難，故在混凝土澆筑完畢后，要利用花籃螺栓、鋼絲繩對型鋼進(jìn)行二次校正。進(jìn)行箱形截面柱上下節(jié)柱的連接結(jié)點(diǎn)焊接時，應(yīng)采用兩個焊工從兩側(cè)同時施焊，避免焊接引起鋼柱傾斜。3.6柱腳灌漿柱腳灌漿可以采用細(xì)石混凝土或成品灌漿料。澆筑前必須將柱腳清理干凈，不得有垃圾、積水等雜物。灌漿料或混凝土必須填充密實(shí)。3.7型鋼砼柱節(jié)點(diǎn)鋼筋綁扎由于型鋼混凝土節(jié)點(diǎn)位置處鋼梁和鋼柱占用了較大的空間，梁柱的縱向鋼筋稍一偏位就會遇到型鋼；再者，如果鋼筋定位不準(zhǔn)確，上下層鋼筋不在同一位置，支設(shè)模板時就需要重新鉆對拉螺栓孔（主要是混凝土剪力墻），造成模板上孔洞過多，混凝土成型外觀質(zhì)量差。為了保證鋼筋的定位準(zhǔn)確性，我們設(shè)計(jì)了“E”形鋼筋定位器。鋼筋定位器可采用鋼筋廢料進(jìn)行加工，取材方便，鋼綁扎完后可以拆掉，重復(fù)利用，較采用梯子鋼筋的成本低。由于鋼筋數(shù)量較多，如果勁性鋼梁縱筋全部在節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行錨固，那么，節(jié)點(diǎn)處的鋼筋太過密集。一者，綁扎鋼筋時很困難，再者，澆筑混凝土?xí)r，混凝土粗骨料不能進(jìn)入墻或柱內(nèi)，容易出現(xiàn)蜂窩、麻面，甚至露筋等外觀質(zhì)量缺陷。所以在進(jìn)行鋼筋排布時就要采取如下措施：1）盡量使鋼筋能夠貫通，避免搭接，以減少節(jié)點(diǎn)區(qū)內(nèi)的鋼筋數(shù)量；2）在型鋼柱的腹板上預(yù)留穿筋孔，穿筋孔的直徑一般是鋼筋直徑加3mm，留設(shè)穿筋孔時要考慮主次梁鋼筋的排布問題；3）可以適當(dāng)選用大直徑鋼筋，減少鋼筋根數(shù)；4）部分鋼筋采用機(jī)械錨固的方式，在梁縱向鋼筋端頭焊接與鋼筋同直徑的短鋼筋（該短鋼筋長度不小于鋼筋直徑的５ｄ，與縱向鋼筋焊接牢固），以減少鋼筋錨固長度（機(jī)械錨固長度為0.7lae），對于不能貫通或不能滿足錨固長度要求的鋼筋（主要為與型鋼的翼緣板相交的鋼筋），在型鋼的翼緣板上設(shè)置連接板，將鋼筋焊接在連接板上。3.8模板型鋼砼柱模板采用竹膠板。由于混凝土柱內(nèi)存在型鋼，對拉螺栓不能穿過型鋼，所以我們采用[10槽鋼對模板進(jìn)行固定，取消了傳統(tǒng)的對拉螺栓。如圖7所示。該模板體系剛度較采用對拉螺栓的固定形式更大，所以混凝土表面平整度更為光滑，并且，由于沒有對拉螺栓對模板的影響，模板的周轉(zhuǎn)次數(shù)較使用對拉螺栓多三至四次。3.9砼澆筑由于模板內(nèi)鋼柱與柱筋、梁筋相交叉，空隙較小且分散，所以首次下料時，應(yīng)在下料厚度達(dá)50cm左右時，停止下料?；炷翝仓r應(yīng)比鋼筋砼結(jié)構(gòu)多增加振搗點(diǎn)，根據(jù)鋼柱分成的不同空格，采用6點(diǎn)振搗法，即鋼柱翼緣一側(cè)兩點(diǎn)振搗，腹板兩側(cè)各振搗一次，如圖8。對于鋼筋過于密集處，可以采用小直徑振搗棒，減小振搗間距。在充分振搗密實(shí)后，再逐步分層澆筑至頂。養(yǎng)護(hù)方法采用噴淋法，養(yǎng)護(hù)時間一般不少于7天。圖圖7：型鋼砼柱模板支設(shè)圖圖8：圖8：混凝土振搗示意圖4施工體會鄭州藍(lán)碼大廈工程為高層鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)獨(dú)特新穎、跨度大、構(gòu)件形式多樣，具有施工流程復(fù)雜、協(xié)作化程度高、交叉作業(yè)多、對垂直運(yùn)輸設(shè)備的依賴性大、技術(shù)難點(diǎn)多、安全管理難度大等特點(diǎn)。通過藍(lán)碼大廈工程的實(shí)踐，可以體會到，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的施工工序較一般的混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)施工工序要復(fù)雜的多。施工管理過程中要在充分深化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選擇科學(xué)合理的、適應(yīng)工程特點(diǎn)的施工流程，加強(qiáng)各工序、各專業(yè)之