鋼骨混凝土施工工藝的探討

 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，對型鋼構件施工及安裝程序進行了細致的闡述。

　　關鍵詞:鋼骨混凝土;施工工藝；型鋼構件;安裝技術　　

　　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分布,高空鋼結構連廊將塔樓連為一體,地下由中央地下車庫連為一體,屬超限結構。結構體系為型鋼混凝土框架—筒體結構,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。筒體結構由鋼筋混凝土剪力墻和型鋼混凝土剪力墻組成,勁性結構型鋼總用量約1800t。型鋼的斷面型式有工字形、H形、丁字形、箱形。型鋼柱、型鋼梁從基礎底板到頂層結構均有設置,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、固定型鋼柱柱腳預埋螺栓→澆筑基礎底板(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、型鋼梁牛腿的標高→固定柱腳、灌注高強無收縮灌漿料→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構的要求在專業(yè)鋼結構加工廠制作。

　　2.1型鋼柱底座埋件安裝

　　在澆筑基礎底板或樓板混凝土前,依據(jù)柱兩個方向的軸線和標高控制點,將型鋼柱底座鋼板及預埋地腳螺栓埋入,并固定牢固。要求位置準確,鋼板上表面水平標高準確,并將底座板以上的螺栓外表面涂上黃油包上油紙再用膠帶纏繞進行保護,防止混凝土澆筑時污染。在混凝土澆筑過程中,要有專人看護�；炷�土沿埋件兩側同時澆筑,同時振搗,防止埋件產(chǎn)生位移�；炷�土澆筑完成之后,初凝之前進行二次復核,確保埋件位置準確。

　　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埋件的保護材料等影響焊接質量的雜物,依據(jù)設計圖紙,在柱底座鋼板上彈出型鋼柱的縱橫安裝中心控制線和標高控制線，并繪制測量成果記錄,交付驗收。

　　2.2.2鋼柱驗收

　　鋼柱進場對構件的質量進行檢查驗收,除對鋼柱的長度、斷面以及撓曲、牛腿位置、穿筋孔位置間距等進行檢查,還需對構件縱橫兩個方向的安裝中心線進行驗收,對中心線不清晰的要重新彈上安裝線。

　　2.2.3鋼柱起吊

　　鋼柱平運時采用兩點水平起吊,安裝時采用兩點立吊,單機回轉法起吊。吊點利用耳板螺栓孔,起吊時鋼柱的根部要墊實,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,逐步將鋼柱扶直,等鋼柱停止晃動后再繼續(xù)提升,嚴禁柱端部在地面上拖拉。

　　2.2.4鋼柱就位

　　當?shù)踹\鋼柱的塔臂回轉到其相應安裝位置的上方時,鋼柱逐漸下落距底座200mm左右時,停機穩(wěn)定后，在基本對準安裝軸線后,緩慢下落,輕觸底板,調整到完全對準軸線后,用鋼楔墊起,點焊定位,拉緊柱上端的3根纜風繩,做臨時固定。

　　2.2.5垂直度的校核

　　用兩臺經(jīng)緯儀測定垂直度,借助纜風繩將鋼柱垂直度調整到符合要求,首節(jié)柱位置精確、垂直度無偏差是十分重要的,對其上柱、梁的安裝質量發(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高強無收縮灌漿料填充,從一側灌入,至另一側溢出并明顯高于下表面為止,無需振搗,連續(xù)進行。

　　2.3型鋼梁的安裝

　　2.3.1型鋼梁吊運

　　鋼梁吊裝用專用扁擔,采用兩點吊,吊點位置距離鋼梁端為梁長的1/4,吊點的構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

　　鋼梁就位前對應的鋼柱必須校正完畢(包括標高、位移和垂直度),鋼梁吊裝就位后,在每個節(jié)點上用兩只過鏜沖對齊節(jié)點板上的左右螺孔。

　　2.4斜撐的安裝

　　鋼梁安裝完成后,進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上下柱的臨時連接

　　鋼柱上彈縱橫中心線和標高控制線,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垂直度調整

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

　　2.5.3垂直度監(jiān)測

　　同一列鋼柱的鋼梁應先從中間跨開始對稱向兩端擴展,安裝鋼梁時,由于鋼梁的制作誤差可能引起鋼柱垂直度的變化,采用3臺經(jīng)緯儀對鋼柱及鋼梁安裝進行跟蹤監(jiān)測,確保各項技術質量指標符合有關規(guī)范要求。

　　2.6鋼構件安裝的校正

　　本工程上下柱連接采用全熔透對接焊縫,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,在進行鋼柱的校正的同時,對每個柱預留反變形量,以抵消焊縫收縮的影響。

　　2.7鋼構件安裝的測量

　　鋼構件安裝測量控制網(wǎng)應與結構施工采用同一控制網(wǎng)。鋼柱安裝時沿鋼柱軸線的兩個垂直方向架設經(jīng)緯儀,分別測出各鋼柱的安裝軸線和基準點。安裝時應按先調整鋼構件的標高,再調整鋼構件的位移,最后調整垂直偏差的順序。纜風繩并加支頂校正時,必須以松開纜風繩或支頂?shù)臏y量值為最終驗收結果。

　　2.8高強螺栓連接

　　2.8.1安裝前的檢查

　　高強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等,確保螺栓自由穿入。

　　2.8.2對孔及穿孔

　　鋼構件吊裝就位后每個節(jié)點用兩只過鏜沖對齊節(jié)點板上的上下螺栓孔,使螺栓能從孔內(nèi)自由穿入,對余下的螺栓孔直接安裝高強螺栓,用手動扳手擰緊后,拔出過鏜沖,再進行該處的高強螺栓的安裝。如不能自由穿入高強螺栓時,則采用調節(jié)方法,通過調整構件之間的間距,其調整的原則是必須保證鋼構件的安裝誤差在允許偏差的范圍內(nèi),若無法保證,則進行擴孔或更換連接板。擴孔后的最大孔徑應小于1.2倍螺栓直徑。

　　2.8.3擰緊高強螺栓

　　高強螺栓擰緊分為初擰、終擰。初擰扭矩為施工扭矩的50%,扭剪型高強度螺栓終擰結束后,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構工程基本相同。需在鋼構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,設計不允許在翼緣開穿筋孔,所以要對各種類型的柱主筋的分布進行翻樣。確定柱主筋的相對位置,當上層結構無型鋼梁時,將因有型鋼梁導致的不均勻分布的柱主筋在鋼梁的上皮進行1:6進行調整。對于工字型鋼柱和工字型鋼梁同時存在時，梁中間的主筋不允許在翼緣上開穿筋孔,在梁柱節(jié)點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,組織相應的混凝土班組,逐一了解現(xiàn)場實際情況,確定振搗器的位置。對于復雜情況需做出明顯標記。型鋼的存在影響振搗器振搗產(chǎn)生力的傳遞,故必須在柱的四個角、梁的兩側分別設置振搗點,振搗點的間距不宜大于300mm。其他要求同普通鋼筋混凝土施工工藝。

　　3關鍵控制措施

　　3.1型鋼混凝土梁柱節(jié)點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,設計不允許在翼緣上開孔穿筋,故梁鋼筋在節(jié)點區(qū)域必須采用可靠的技術措施加以保證。

　　⑴當梁主筋進入柱內(nèi)距型鋼柱翼緣水平段不足0.4laE時，且縱向鋼筋多于4根時,在型鋼柱梁柱節(jié)點區(qū)域相應位置焊接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。

　�、飘斄褐鹘钸M入柱內(nèi)距型鋼柱翼緣水平段不足0.4laE時，且縱向鋼筋少于或等于4根時,梁縱向鋼筋繞過型鋼柱翼緣穿行。

　�、钱斄褐鹘钸M入柱內(nèi)水平段長度大于0.4laE時,采取彎錨,錨固長度為laE。

　　3.2型鋼混凝土梁柱節(jié)點柱縱向鋼筋的處理

　　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,對每一個梁柱節(jié)點進行鋼筋的排列進行詳細的計算,通過調整柱內(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,當上層無型鋼梁時,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,盡量將梁主筋避開型鋼,或者采取繞行措施。當無法避開時,采用鋼筋穿孔,開孔位于型鋼的腹板,孔徑比鋼筋直徑大6mm。開孔應在工廠采用相應的機床或專用設備鉆孔,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型鋼柱的調整措施

　　柱的安裝先調整標高,再調整位移,最后調整垂直偏差,并應重復上述步驟,直到柱的標高、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,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力,施工中按以下原則實施焊接:先焊基準點處焊縫,再焊周邊焊縫;先焊收縮量大的焊縫,后焊收縮量小的焊縫;焊接應盡可能考慮結構對稱、節(jié)點對稱、型材翼緣對稱均衡對稱施焊。型鋼柱與型鋼柱的焊接,由兩名焊工同時對稱焊接兩翼緣,遇耳板的限制必須�；�時,接頭在上下層間要相互錯開,最后由一名焊工焊接腹板焊縫,直至完成。對于栓焊混接節(jié)點中,腹板連接應先栓后焊,以便對準栓孔和貼緊摩擦面,確保栓接質量。型鋼梁的焊接應先焊下翼緣,后焊上翼緣,以減少角變形。