鋼骨柱施工中的難點(diǎn)和要點(diǎn)

李興華

2008年下半年～2009年,本人參與了世界最大的燒結(jié)工程——太鋼660 m2燒結(jié)項目的施工。在燒結(jié)機(jī)主廠房的施工中,首次接觸并應(yīng)用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)中的鋼骨柱。

鋼骨柱具有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的雙重優(yōu)點(diǎn)：型鋼剛度大,承載力高;型鋼混凝土柱結(jié)構(gòu)的延展性高,具有優(yōu)良的抗震性能。

鋼骨柱施工時,鋼筋安裝需在鋼柱施工完畢后進(jìn)行,鋼筋密集,鋼柱表面布滿剪力釘,鋼柱上安裝有鋼牛腿,因此鋼筋安裝非常困難,同時也加大了混凝土的施工難度。

下面結(jié)合本人的工作實(shí)踐,對鋼骨柱施工中存在的難點(diǎn)、要點(diǎn)在此做簡單的記錄和分析,希望對今后的施工有所幫助。

1 工程概況

燒結(jié)主廠房共22個軸線,分別在①軸、③軸設(shè)鋼骨柱4個,柱截面為1 100 mm×1 100 mm,柱高46.1 m;在⑧軸,⑨軸,○17軸～○21軸線設(shè)鋼骨柱 17個,柱截面為 1 000 mm×1 200 mm,柱高39.6 m。鋼骨柱主筋為Φ28鋼筋,箍筋為 Φ 14鋼筋,鋼骨及錨栓材質(zhì)為Q345-B。

2 施工中的難點(diǎn)、要點(diǎn)

2.1 柱插筋及地腳螺栓的預(yù)埋

本工程鋼骨柱所在承臺高 2 900 mm,分兩步,第一步高1 100 mm,第二步高1 800 mm,鋼柱底埋入承臺 1 950 mm,因此承臺混凝土需分兩次施工完成。第一次施工至鋼柱底以下50 mm,待型鋼柱安裝固定,柱腳 C40細(xì)石混凝土澆筑完后,再進(jìn)行第二次混凝土澆筑。

第一次混凝土施工前,就需將承臺鋼筋全部綁扎完成,并對柱插筋及型鋼柱地腳螺栓進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)埋。

預(yù)埋螺栓的安裝精度對整個工程鋼骨柱的安裝起著至關(guān)重要的作用,柱插筋的預(yù)留必須與鋼牛腿預(yù)打孔相對應(yīng),因此柱插筋及柱腳螺栓預(yù)埋必須精確。

要想保證預(yù)埋準(zhǔn)確,首先要保證承臺定位準(zhǔn)確,承臺鋼筋綁扎完成后,先進(jìn)行柱插筋的施工,最后進(jìn)行地腳螺栓的預(yù)埋。

1)柱插筋預(yù)留。

柱插筋施工時要特別注意柱主筋間距一定要準(zhǔn)確。以往施工中,柱插筋主要檢查軸線位置及保護(hù)層,往往對主筋間距要求不是很嚴(yán)格,但鋼骨柱施工中,有部分柱主筋需穿過鋼牛腿中預(yù)留孔洞,因此必須保證柱插筋位置準(zhǔn)確,尤其是鋼牛腿部分的柱插筋。

施工中,土建與鋼結(jié)構(gòu)雙方技術(shù)人員要對雙方圖紙進(jìn)行仔細(xì)研究,確定柱插筋預(yù)留位置及鋼牛腿打孔位置,以盡量滿足柱插筋間距均勻分布及牛腿上盡量少開孔為原則。

柱插筋定位后,應(yīng)加固牢固,防止混凝土澆筑過程中移位。

還有一點(diǎn)需特別注意,規(guī)范中規(guī)定,基礎(chǔ)柱插筋高度不得低于柱凈高的1/3。如滿足規(guī)范要求,本工程中柱插筋高度需超出承臺上面2 m～3 m,而焊接基礎(chǔ)梁鋼筋用鋼牛腿標(biāo)高與承臺上面基本平齊,且每根鋼柱有2個～4個牛腿,每個牛腿上有2個～3個柱主筋預(yù)打孔。

第一批鋼骨柱施工時,所有柱插筋均按規(guī)范要求預(yù)留。型鋼柱采用吊車吊裝,在吊裝第一根鋼柱過程中,經(jīng)過多次努力發(fā)現(xiàn),要想在空中將柱預(yù)留插筋全部穿過鋼牛腿預(yù)打孔中幾乎是不可能的。最后現(xiàn)場臨時決定,先將牛腿部分柱插筋用水焊割至鋼牛腿底標(biāo)高以下300 mm處,再進(jìn)行型鋼柱安裝,待鋼柱準(zhǔn)確就位并加固后,從牛腿上部插入柱主筋,與柱插筋對接后進(jìn)行幫條焊連接。雖然問題得到解決,但造成了一些經(jīng)濟(jì)損失,包括人工、機(jī)械、鋼筋的浪費(fèi)等。在不適合焊接的部位進(jìn)行焊接以及由于操作空間狹小,而造成焊接困難等。

通過對型鋼柱第一次吊裝出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析研究,我們在余下的鋼骨柱插筋施工中,將鋼牛腿部分柱插筋標(biāo)高改為牛腿底標(biāo)高以下300 mm,并采用直螺紋接頭的連接方式進(jìn)行柱主筋連接,這樣既滿足了規(guī)范要求,保證了施工質(zhì)量,又加快了施工進(jìn)度,降低了施工難度。

2)柱腳螺栓預(yù)埋。

柱腳螺栓定位時,先用水準(zhǔn)儀測出螺栓頂標(biāo)高,再在此標(biāo)高上劃出螺栓十字交叉線,對螺栓進(jìn)行精確定位。

螺栓定位校正后必須在四個方向進(jìn)行加固,固定完成后在型鋼柱之間拉通線對柱腳螺栓間距及軸線進(jìn)行復(fù)測,確保萬無一失。

螺栓調(diào)整驗收后,在螺栓絲頭部位涂上黃油并包上塑料薄膜進(jìn)行保護(hù)。

混凝土施工時應(yīng)特別注意不得觸碰螺栓及其加固件,并派專人在縱橫兩個方向用經(jīng)緯儀看護(hù),避免位移。

2.2 鋼筋綁扎

型鋼柱安裝固定后,即進(jìn)行柱鋼筋綁扎。柱主筋直徑全部為28,采用直螺紋連接;箍筋為Φ 14,由巨型箍、八角箍及拉筋組成(見圖1)。

鋼骨柱主筋的安裝與普通柱鋼筋工程基本相同,但柱主筋遇到有鋼牛腿時,應(yīng)盡量避開。如避不開的,應(yīng)提前進(jìn)行牛腿開孔位置設(shè)計,保證柱主筋與牛腿開孔位置一致。

本工程中各個柱主筋根數(shù)、牛腿寬度種類各不相同,設(shè)計時要針對每一種規(guī)格組合的鋼骨柱進(jìn)行放樣,確保鋼牛腿開孔位置準(zhǔn)確。

鋼骨柱鋼筋施工最大的困難是箍筋安裝。鋼骨柱上焊有鋼牛腿,箍筋無法從頂部順序下放,綁扎時需將箍筋開口,穿進(jìn)主筋進(jìn)行綁扎,開口時應(yīng)注意不要開口過大,以免將箍筋彎成死彎,無法恢復(fù)原狀。

柱箍筋需穿鋼柱及鋼牛腿位置,鋼柱預(yù)制時應(yīng)提前在鋼柱及鋼牛腿相應(yīng)位置打孔,打孔位置應(yīng)符合箍筋支數(shù)及間距,保證箍筋穿過孔洞后保持順直(見圖2)。

牛腿范圍內(nèi)箍筋,因牛腿阻擋,單個箍筋無法穿入,所以需做成兩個半箍,從兩個方向穿入牛腿后采用搭接焊將箍筋封閉,綁扎時應(yīng)注意錯開焊接接頭。

柱鋼筋施工時還應(yīng)注意做好防雷接地,因本工程柱主筋采用直螺紋連接,為保證接地連接質(zhì)量,作為防雷引下線的柱主筋在直螺紋連接處應(yīng)采用搭橋焊將上下主筋連接。

2.3 鋼牛腿施工

鋼牛腿施工中對牛腿的標(biāo)高、寬度及截面尺寸要求精確設(shè)計。

因規(guī)范要求鋼柱翼緣板不準(zhǔn)打孔,部分梁主筋無法伸入柱內(nèi)錨固,所以采用在翼緣板上加鋼牛腿用來焊接梁主筋。

鋼牛腿施工時,首先要保證標(biāo)高精確。因鋼骨柱在制作、安裝過程中,高度會出現(xiàn)誤差,所以在每制作上一層鋼骨柱前,應(yīng)對已安裝好的鋼柱標(biāo)高進(jìn)行復(fù)核,并確定牛腿的相對標(biāo)高,以避免累計誤差。

鋼牛腿設(shè)計時應(yīng)考慮牛腿與梁主筋的相對位置,保證牛腿及梁主筋的保護(hù)層厚度。因牛腿范圍梁箍筋正常設(shè)置,如牛腿過寬,會造成梁箍筋無法綁扎或綁扎后緊貼模板,所以鋼牛腿寬度最好不要出現(xiàn)正公差。

2.4 混凝土施工

本工程混凝土澆筑主要采用42 m汽車泵泵送。高度超過36 m后,配合溜槽及塔吊施工。

支模前將柱接槎處表面浮漿及焊渣等雜物清理干凈?；炷翝仓皯?yīng)對模板及接槎部位進(jìn)行澆水濕潤。

柱混凝土澆筑時,先澆筑50 mm厚同標(biāo)號水泥砂漿,以免發(fā)生爛根現(xiàn)象。

混凝土澆筑時應(yīng)分層澆筑,分層厚度不大于400 mm。

混凝土自由下落高度不大于2 m,超過時應(yīng)設(shè)置溜槽,保證混凝土在澆筑過程中不出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

混凝土下料時,不得直沖鋼骨、模板及鋼筋骨架。

因鋼骨柱中型鋼柱為十字交叉,混凝土澆筑后流動性較差,所以下料時應(yīng)在柱四個角均勻下料?；炷翝仓r,應(yīng)采用多個柱子進(jìn)行循環(huán)下料,并嚴(yán)格控制下料速度,防止下料過于集中、下料速度過快造成脹?，F(xiàn)象。

由于鋼骨柱鋼筋及鋼骨較密集,如振搗不充分,很容易造成蜂窩麻面現(xiàn)象。因此,鋼骨柱混凝土施工時,應(yīng)在柱四角進(jìn)行插棒振搗。施工時設(shè)兩個振搗手,在柱兩側(cè)同時振搗,必須保證混凝土振搗充分,不得過振、漏振。

3 結(jié)語

通過此項新技術(shù)在本工程中的實(shí)踐,顯著提高了型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)水平,加快了施工進(jìn)度,減輕了勞動強(qiáng)度,保證了工程質(zhì)量,為公司取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用較少,但此項新技術(shù)以其顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益得到了迅速的發(fā)展,在我國有很大的發(fā)展空間。

[1] JGJ 138-2001,型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].

[2] 03G101,混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖[S].