裝配式建筑鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

王文超 趙晶薇

摘要：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)主要是對鋼材和混凝土材料特有優(yōu)勢的充分利用，是對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，其在大跨結(jié)構(gòu)、高層建筑等結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯。另外，隨著相關(guān)研究人員的不斷優(yōu)化和推廣，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)已在近幾年憑借自身優(yōu)勢進入到大眾視野，并被廣泛應(yīng)用于實際建筑構(gòu)造中。基于此，以下對裝配式建筑鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;鋼管混凝土結(jié)構(gòu);施工技術(shù)

引言

鋼管混凝土作為一種新型的裝配式建筑技術(shù)被應(yīng)用于大跨度空間和高層建筑等領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)體系相對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)擁有結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。本文對鋼管混凝土束體系的鋼結(jié)構(gòu)定位安裝、鋼管束混凝土澆筑、鋼筋桁架樓承板安裝等重點控制工序進行了描述，總結(jié)了鋼管混凝土束結(jié)構(gòu)體系的施工工藝流程。

1鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用優(yōu)勢

1.1實現(xiàn)綠色環(huán)保目標

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑施工中一種常用的的施工技術(shù)，其所使用到的預(yù)制件大部分為直接在工廠加工的成品或者半成品，因此項目現(xiàn)場耗材將大大降低，同時能夠減少了施工過程中的噪聲、廢水以及有害物質(zhì)的產(chǎn)生，從而實現(xiàn)綠色環(huán)保節(jié)能目標。

1.2節(jié)約施工成本，有利于施工成本的控制

在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的實施中，需要的施工人員數(shù)量相對傳統(tǒng)澆筑施工較少，因此，勞動力成本較低，人工費用降低約10%。因其充分發(fā)揮鋼材和混凝土的材料優(yōu)勢，在抗拉和抗壓兩個維度上進行互補，使得承載能力更強，墻身可以更薄，結(jié)構(gòu)自重更輕，可以有效減少材料用量，基礎(chǔ)造價也隨之下降，根據(jù)鋼管混凝土的特點，該體系在抗震設(shè)防烈度較高的地區(qū)，節(jié)省成本效果更加明顯。鋼構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配施工，減少了水、能源、材料的消耗，經(jīng)濟效益極為顯著。

1.3縮短施工周期

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)為工程創(chuàng)造了便利的施工條件，這一技術(shù)可使項目縮短施工周期，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）鋼管束可根據(jù)項目情況選擇工廠機械化拼裝，預(yù)留校準構(gòu)件，在現(xiàn)場連接時進行校準微調(diào)，節(jié)省現(xiàn)場拼接作業(yè)，尤其是特殊造型構(gòu)件，精準加工后可直接在現(xiàn)場以連接件的形式直接安裝，降低施工工人施工難度;（2）對于外墻裝飾和保溫材料粘貼，如果使用傳統(tǒng)的施工技術(shù)至少耗時2～3個月，裝配式結(jié)構(gòu)施工技術(shù)可促使外墻裝飾、保溫材料用構(gòu)件連接，施工便捷，有效縮短了施工周期;（3）鋼管束自身作為模板，外表面平整，相較于傳統(tǒng)木模施工不存在跑模板、表面不平整的問題，不會出現(xiàn)門窗洞口扭體變形，不需要花時間二次修補，澆筑混凝土后直接成型，無需拆除墻體模板，節(jié)省施工工序。

1.4滿足高標準設(shè)計要求

鋼管混凝土自身承載力高，縱向鋼筋和橫向箍筋的作用，相較于一般剪力墻結(jié)構(gòu)可以使墻身截面更薄，增加空間內(nèi)部的實際使用面積。其承重墻體墻肢可以做的更短，室內(nèi)空間后砌墻范圍更大，空間布置更靈活，在高層住宅建筑領(lǐng)域中極具潛力。鋼結(jié)構(gòu)加工可以制作多腔異形鋼結(jié)構(gòu)束，可以進行大跨度設(shè)計，滿足空間多樣性的需求。

2工作原理

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)體系將房屋拆分成各種構(gòu)件（墻、柱、梁、樓梯等），在工廠進行預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場通過焊接或鉸接進行節(jié)點連接形式鋼管束，最終澆筑形成整體，構(gòu)成鋼管混凝土體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)墻體由多個鋼管拼接在一起形成墻體，內(nèi)部澆筑混凝土形成鋼管混凝土束組合剪力墻或鋼管混凝土束組合結(jié)構(gòu)異形柱，作為主要豎向承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件。

3鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)用

3.1施工準備

在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工期間前，首先根據(jù)設(shè)計圖紙進行優(yōu)化BIM全過程設(shè)計，使得各構(gòu)件達到空間尺度更合理，達到裝配式建筑模數(shù)化更加節(jié)材、便于施工的效果。在生產(chǎn)前，針對項目特點進行分析，決策部分鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件是現(xiàn)場組裝還是工廠裝配直接運輸至項目現(xiàn)場，并進行現(xiàn)場材料調(diào)配模擬，制定吊裝方案，。在開始大規(guī)模施工前應(yīng)組織技術(shù)人員進行培訓，并在項目所在進行模擬實驗測試，對混凝土標號、濕度等參數(shù)進行修正確認，確保最終能達到施工安全要求。

3.2鋼管束及鋼框架吊裝

鋼構(gòu)件所用材料必須符合設(shè)計文件和現(xiàn)行有關(guān)標準規(guī)定并具有質(zhì)量合格證明文件，經(jīng)進場檢驗合格后方能使用。1）鋼管束安裝。首節(jié)鋼管束安裝于基礎(chǔ)預(yù)埋件上部，在預(yù)埋件上部先焊接臨時固定耳板;吊裝就位后，與埋件臨時耳板進行固定，初步校正后，再用連接夾板將臨時固定;同時拉設(shè)纜風繩對鋼管束進行穩(wěn)固。標準節(jié)鋼管束采用對接固定，每節(jié)上部和下部均設(shè)有固定耳板;安裝后進行水平和豎直校準;施工期間須嚴格依據(jù)施工方案作業(yè)，清晰地確定軸線關(guān)系，同步放出安裝控制線與外墻定位線，使預(yù)制構(gòu)件可以更加精準、快捷的安裝施工。2）鋼梁安裝。同一列柱的鋼梁從中間跨開始對稱向兩端擴展安裝;先主梁后次梁;安裝后進行校準。

3.3混凝土施工

為了充分保障裝配式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，需要重點關(guān)注混凝土施工技術(shù)，宜采用高拋免振搗法澆筑。首先，要在混凝土澆筑作業(yè)開展之前，嚴格審核水、電、弱電以及通風空調(diào)、消防等方面內(nèi)容，同時基于實際施工情況，全面審核施工圖紙，現(xiàn)場復(fù)核校準鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在完成驗收后方可進行混凝土澆筑作業(yè)。澆筑前首先確認管內(nèi)無雜物和積水，泵管出料口需保證深入鋼管內(nèi)，利用混凝土下落動能達到自密實，當拋落高度不足時，采用插入式振搗棒振搗。澆筑完畢后，噴涂養(yǎng)護液，將管口以塑料布封住，待達到強度要求后，蓋上蓋板測評并焊接。

3.4鋼管混凝土結(jié)構(gòu)柱與鋼梁連接

鋼管束河鋼梁通常用兩種方式進行連接，采用剛接時腹板采用栓接，其余均使用焊接;采用鉸接時僅腹板采用栓接。鋼梁安裝時先采用臨時落實螺栓進行固定，待全部區(qū)域校準無誤后方可安裝高強度螺栓，確認高強度螺栓全部擰完后才能進行焊接。所有程序應(yīng)安裝先中間后兩邊的原則向四周擴散。

3.5桁架樓板鋪設(shè)

將鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架和樓承板，運用連接件使桁架、樓承板與鋼梁連接，如有降板需求可采用專用Z字型托板構(gòu)件連接。連接完成后測平校準，下部以構(gòu)件支撐，預(yù)埋水電管線，清理樓板保證施工面干凈無雜物，澆筑混凝土。

結(jié)束語

我國大部分工程項目建設(shè)依然將鋼筋混凝土和鋼材作為主要建設(shè)材料，隨著鋼管混凝土技術(shù)的不斷革新，其特有優(yōu)勢逐漸出現(xiàn)在相關(guān)工作人員視野中，并已有一些項目嘗試將其作為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)體系。經(jīng)實踐研究表明，鋼管混凝土在實際應(yīng)用中確有一些有待解決的難題，但是這些問題并不能抹掉其在建設(shè)中的出眾優(yōu)勢。相信隨著相關(guān)研究人員對鋼管混凝土的不斷深入研究，發(fā)覺其潛力，攻克技術(shù)難點，鋼管混凝土將會在未來幾年逐步取代鋼筋混凝土體系在各工程項目建筑材料中的主導(dǎo)地位，進而推動我國建筑事業(yè)更好地發(fā)展。

參考文獻：

[1]林柏騰.高層建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2020（13）：16-17.

[2]高欣，陳琳彥，皮宗婕，黎舟.裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工風險管控機制[J].同濟大學學報（自然科學版），2019，47（11）：1676-1682.

[3]楊建青，張恒.探析房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)[J].建材與裝飾，2019（26）：10-11.

[4]田雪梅，王勝男.房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)探析[J].居舍，2018（35）：70.

[5]王鳳起.裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點與研究[J].建筑技術(shù)，2018，49（01）：15-21.