摘要：鋼結(jié)構(gòu)與混凝土組合結(jié)構(gòu)因其剛度大、承載力高、抗震性能強(qiáng)以及改善結(jié)構(gòu)功能等突出優(yōu)點(diǎn)，迎合了建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展，有廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合交通銀行江蘇省分行新營業(yè)辦公大樓項(xiàng)目，介紹鋼管及鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)施工中的關(guān)鍵施工技術(shù)及質(zhì)量控制。

　　關(guān)鍵詞：鋼骨混凝土,鋼管混凝土,鋼柱安裝,焊接,鋼筋綁扎,混凝土澆筑

　　1工程概況

　　交通銀行江蘇省分行新營業(yè)辦公大樓位于南京市建鄴區(qū)河西中央商務(wù)區(qū)內(nèi)廬山路與白龍江大街交匯處，總建筑面積7.2萬平方米，地下2層，主塔樓地上32層，建筑高度150.9m，裙樓和連廊3層，建筑高度22.2m。主塔樓核心筒部位剪力墻四周設(shè)有加強(qiáng)鋼骨柱，外框架采用鋼管混凝土柱、鋼骨混凝土梁。建筑效果圖見圖1。

　　2工程施工重點(diǎn)及難點(diǎn)

　　2.1吊裝定位難度大

　　高層鋼結(jié)構(gòu)垂直度、柱中心位置、標(biāo)高等精度要求高，鋼結(jié)構(gòu)的安裝精度控制是保證整個(gè)工程主體質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。鋼結(jié)構(gòu)的吊裝、就位、固定均在高空作業(yè)，受自然環(huán)境的影響較大，施工難度大。

　　2.2鋼結(jié)構(gòu)焊縫質(zhì)量要求高

　　鋼結(jié)構(gòu)的焊接是高層鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量關(guān)鍵點(diǎn)，焊縫質(zhì)量直接影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件的力學(xué)性能。該工程鋼管焊縫采用全熔透自動(dòng)焊，橫向豎向均為一級(jí)焊縫，其中現(xiàn)場橫向連接的焊縫均為現(xiàn)場施焊，且高空作業(yè)，受風(fēng)、雨等環(huán)境影響較大，焊接工藝要求高。

　　2.3鋼骨混凝土梁柱鋼筋綁扎難度大

　　鋼骨柱與鋼筋的交叉點(diǎn)多，鋼柱與柱周主筋、箍筋，鋼柱與通過鋼柱的水平梁鋼筋關(guān)系較為復(fù)雜，綁扎難度相對(duì)較大。

　　2.4混凝土澆筑難度大

　　鋼骨柱間鋼筋及鋼骨十分密集，空間狹小，混凝土流動(dòng)性嚴(yán)重受限制，振搗棒插入困難，如何確保鋼骨和鋼筋之間的混凝土密實(shí)成為施工關(guān)鍵。

　　鋼管柱澆筑高度隨鋼管柱每節(jié)高度達(dá)12.6m，混凝土的灌入、工人振搗操作都是施工難題。

　　3關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制

　　3.1鋼結(jié)構(gòu)吊裝與校正

　　3.1.1 鋼管柱吊裝

　　鋼管柱最大起吊重量為17.5噸，現(xiàn)場設(shè)置一臺(tái)M50/75單機(jī)吊裝，36-37m吊臂半徑內(nèi)能滿足吊裝要求。吊點(diǎn)采用柱上端連板上的吊裝孔。起吊時(shí)鋼管柱的根部要墊實(shí)，保證在根部不離地的情況下，通過吊鉤的起升與變幅及吊臂的回轉(zhuǎn)，逐步將鋼管柱扶直，待鋼管柱停止晃動(dòng)后再繼續(xù)垂直提升。為了使吊裝平穩(wěn)，在鋼管柱下端拴兩根白棕繩牽引，減小鋼管柱在吊裝過程中的擺動(dòng)。

　　3.1.2 首節(jié)鋼柱固定

　　鋼柱吊裝之前，在鋼柱地腳螺栓群的每一個(gè)螺栓上擰進(jìn)一個(gè)螺母和一個(gè)蓋板，同時(shí)對(duì)稱擺放四組調(diào)整墊鐵，用于調(diào)節(jié)鋼柱的安裝標(biāo)高，每組內(nèi)標(biāo)高誤差控制在1.0mm以內(nèi);鋼柱吊裝就位以后，先對(duì)準(zhǔn)鋼柱中心線與基礎(chǔ)中心線，確定鋼柱的平面位置，由于地腳螺栓孔與地腳螺栓之間有6mm的調(diào)整余量，可以將鋼柱中心線與基礎(chǔ)中心線的誤差控制在規(guī)范要求的范圍以內(nèi)，然后將地腳螺栓的螺母微微擰緊。鋼柱的垂直度調(diào)整通過鋼柱底板下的螺母和墊鐵組調(diào)節(jié)，通過微微調(diào)節(jié)螺母的高低可以控制鋼柱的垂直度。要求鋼柱在自由狀態(tài)下，兩個(gè)正交方向的垂直度偏差校正到零，然后擰緊地腳螺栓。待首節(jié)鋼柱的平面位置、標(biāo)高和垂直度調(diào)整完畢，擰緊柱腳底板上下的地腳螺栓和調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)整后每個(gè)柱腳板各用4組墊鐵塞實(shí)、點(diǎn)焊固定，然后進(jìn)行二次灌漿，安裝示意圖見圖2。

　　3.1.3 鋼管柱校正

　　鋼管柱校正采用無纜風(fēng)繩校正方法。標(biāo)高調(diào)整時(shí)，利用塔吊吊鉤的起落、撬棍撥動(dòng)調(diào)節(jié)上柱與下柱間隙直至符合要求，后在上下耳板間隙中打入鋼楔。垂直度通過千斤頂與鋼楔進(jìn)行調(diào)整，在鋼柱偏斜的一側(cè)錘擊鐵楔或微微頂升千斤頂，直至垂直度校正至符合要求，最后焊接固定。示意圖見圖3。

　　3.2 鋼結(jié)構(gòu)焊接工藝

　　3.2.1 焊接收縮變形控制

　　高層鋼結(jié)構(gòu)的焊接收縮變形，對(duì)于樓層標(biāo)高的整體影響相當(dāng)大。造成焊接收縮變形的因素有焊接母材的厚度、焊接環(huán)境溫度、焊接工藝等。在超高層鋼結(jié)構(gòu)安裝施工中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)影響最大的是鋼柱對(duì)接收縮，若不采取有效的控制措施，焊接收縮變形與鋼柱因自重產(chǎn)生的彈性壓縮累計(jì)起來，將對(duì)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)高影響巨大。該工程采取以下控制措施，有效地解決了因焊接收縮變形對(duì)建筑標(biāo)高的影響。

　　(1)超高層鋼結(jié)構(gòu)的自重引起的壓縮變形，設(shè)計(jì)單位可根據(jù)建筑的豎向荷載計(jì)算確定，設(shè)計(jì)鋼構(gòu)件時(shí)預(yù)留鋼柱的自重壓縮量，同時(shí)考慮焊接收縮量，尤其最初的幾個(gè)柱節(jié)。同時(shí)要求控制加工偏差，尤其鋼柱的負(fù)偏差;

　　(2)安裝過程中，嚴(yán)格測量控制每節(jié)鋼柱的柱頂標(biāo)高。必要時(shí)，采取預(yù)留正偏差控制。

　　3.2.2 焊接順序

　　合理的焊接順序可減少焊接變形，減小焊接殘余應(yīng)力，在施工中遵循以下原則：

　　(1)先焊基準(zhǔn)點(diǎn)處焊縫，再焊周邊焊縫;

　　(2)先焊收縮量大的焊縫，后焊收縮量小的焊縫;

　　(3)對(duì)稱施焊;

　　(4)同一根梁的兩端不得同時(shí)施焊。

　　3.3 鋼骨混凝土梁柱鋼筋綁扎

　　3.3.1 梁柱鋼骨節(jié)點(diǎn)鋼筋翻樣

　　鋼骨梁柱節(jié)點(diǎn)鋼筋縱橫交錯(cuò)，相互位置及尺寸如不事先控制，會(huì)造成綁扎鋼筋“打架”現(xiàn)象。本工程采用軟件對(duì)每根型鋼柱進(jìn)行建模(見圖4)，分析框架梁柱鋼筋與鋼骨柱的位置關(guān)系、下料尺寸、穿孔鋼筋數(shù)量等，實(shí)現(xiàn)電腦翻樣與傳統(tǒng)翻樣相結(jié)合，且每根鋼筋與對(duì)應(yīng)的鋼骨柱孔預(yù)編唯一號(hào)碼，一一對(duì)應(yīng)，穿筋孔與鋼筋位置矛盾處，鋼構(gòu)加工時(shí)進(jìn)行調(diào)整。保證梁柱接頭部位鋼筋能順利找準(zhǔn)位置，相互之間不發(fā)生沖突，避免了安裝紊亂及現(xiàn)場氣割擴(kuò)孔。

　　3.3.2 框架柱箍筋綁扎

　　開口箍錯(cuò)開規(guī)范焊接

　　框架柱內(nèi)箍筋受鋼柱影響，需穿過型鋼柱的箍筋，按照常規(guī)做法無法施工，采用制作“L”型箍筋，穿過預(yù)先在型鋼柱的留孔，再將把“L”型鋼筋焊接閉合，焊接長度滿足規(guī)范要求，現(xiàn)場采用單面焊連接，焊縫長度達(dá)10d，見圖5。

　　3.3.3 鋼骨梁箍筋綁扎

　　鋼梁箍筋在鋼結(jié)構(gòu)吊裝前依據(jù)計(jì)算好的鋼梁箍筋根數(shù)，預(yù)先套入鋼梁后進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)吊裝，避免了箍筋人工二次拉開造成損傷和拉開后無法恢復(fù)加工原狀等質(zhì)量缺陷，既保證了質(zhì)量又提高了工效。

　　3.4鋼骨及鋼管混凝土澆筑

　　3.4.1鋼骨柱混凝土澆筑

　　由于鋼骨柱間鋼筋及鋼骨十分密集，空間狹小，混凝土流動(dòng)受限制，本工程要求混凝土粗骨料粒徑≤25mm，混凝土塌落度適當(dāng)加大。

　　混凝土澆筑前，先用砂漿封堵模板根部空隙，待砂漿有一定強(qiáng)度后，開始澆筑混凝土。澆筑混凝土?xí)r，在底部先鋪5cm-10cm與混凝土配合比相同減半石水泥砂漿，以避免底部產(chǎn)生蜂窩，保證底部接縫質(zhì)量。振搗時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)鋼柱兩側(cè)對(duì)稱振搗，通過振動(dòng)棒在有效半徑內(nèi)的充分振搗，使鋼骨空隙部分的混凝土擠密，確保鋼骨柱混凝土的澆筑質(zhì)量。必要時(shí)在柱子模板外側(cè)用橡皮錘敲擊，以防止漏振，造成根部結(jié)合不良、棱角殘缺現(xiàn)象。

　　3.4.2鋼管柱混凝土澆筑

　　鋼管柱混凝土澆筑原理類似于鉆孔灌注樁混凝土灌注，通過混凝土面自下而上頂升，同時(shí)特制了18m長專用振動(dòng)棒振搗，保證混凝土的澆筑密實(shí)。

　　鋼管柱混凝土澆筑采用特制混凝土料斗，呈上大下窄漏斗形狀，下接泵管，伸入鋼管柱底部。澆筑前，先在底部澆筑一層厚度為100mm～200mm厚C50水泥砂漿，以防止自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳。管內(nèi)混凝土澆筑時(shí)，用木槌敲擊根據(jù)聲音判斷是否密實(shí)，如有異常，立即用超聲波檢測;除最后一節(jié)鋼管柱外，每段鋼管柱的混凝土只澆筑到離鋼管頂端500mm處，以防焊接高溫影響混凝土質(zhì)量;每節(jié)鋼管柱澆筑完，應(yīng)清除上面的浮漿，待混凝土初凝后灌水養(yǎng)護(hù)，用塑料布將管口封住，防止雜物掉入。

　　4 小結(jié)

　　(1)鋼骨及鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝新，難度大，對(duì)技術(shù)措施和施工方法要求高。

　　(2)超高層建筑對(duì)建筑軸線、標(biāo)高、垂直度的控制要求高，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際，采取有效措施保證工程質(zhì)量。

　　(3)梁柱鋼骨節(jié)點(diǎn)鋼筋縱橫交叉，容易造成綁扎困難，降低工程質(zhì)量，應(yīng)提前采取預(yù)控手段，做到事前控制，不留隱患。

　　(4)充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)技術(shù)在施工中的應(yīng)用，以達(dá)到降低成本、控制質(zhì)量的作用。

　　(5)鋼骨及鋼管混凝土澆筑要從原材料著手，澆筑過程輔以技術(shù)手段，保證混凝土澆筑密實(shí)。

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