大截面現(xiàn)澆型鋼混凝土斜柱結(jié)構(gòu)施工
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[摘要]結(jié)合具體施工案例，從每一步工藝的具體施工方法作為切入點，詳細介紹了每一步施工工藝以及施工過程，針對大截面混凝土現(xiàn)澆型鋼混凝土斜柱結(jié)構(gòu)的施工方案進行探索討論。
[關(guān)鍵詞]型鋼；混凝土斜柱；臨時支撐；振搗
在超高層建筑施工中，主體結(jié)構(gòu)施工需要嚴格保證施工質(zhì)量，特別是特殊結(jié)構(gòu)的施工，既應當保證特殊結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，也應當考慮其施工方法，保證施工方法操作上的可行性。本工程在大截面混凝土現(xiàn)澆型鋼混凝土斜柱結(jié)構(gòu)的施工過程中，對傳統(tǒng)施工方法中的混凝土施工、模板排架施工以及腳手架施工等工藝進行了優(yōu)化，使得更加適用特殊結(jié)構(gòu)施工過程，保證施工質(zhì)量，也在施工工藝上進行了創(chuàng)新，如增設(shè)鋼骨臨時支撐，使得其在施工過程中的穩(wěn)定性得到保證，同時也保障了施工人員的安全。
1工程概況
張江中區(qū)單元57-01地塊項目為集辦公、配套商業(yè)功能為一體的核心商務區(qū)城市綜合體項目。地上包括1棟超高層辦公塔樓，其兩側(cè)有兩棟3～4層裙樓（商業(yè)樓及交易中心）。辦公塔樓及商業(yè)裙房地下設(shè)整體滿鋪3層地下室，局部地下一層設(shè)置夾層，用地面積17252m2，建筑面積264030m2，其中1#超高層辦公塔樓地上59層，建筑高度320m，結(jié)構(gòu)形式采用型鋼混凝土-框架核心筒結(jié)構(gòu)。如圖1所示，外框含有16型鋼混凝土柱，其中8根邊柱為型鋼混凝土斜柱，內(nèi)置H型鋼，斜柱尺寸為1400mm×2000mm，傾斜角度為76°，F(xiàn)1～F2層斜進3471mm，F(xiàn)3～F10均斜進1116mm，共計13140mm。斜柱F2層外框樓面挑空，即斜柱豎向無水平支撐的高度范圍達14m。
2工程難點
1）由于塔樓F2層無水平結(jié)構(gòu)，故斜柱F1～F2層整體長達14m，其鋼骨施工、模板排架支設(shè)、混凝土施工是施工難點。2）由于F1～F2層斜柱內(nèi)型鋼為一整體，故型鋼放置后，混凝土澆筑前及澆筑時，其穩(wěn)定性難以保證。3）由于斜柱整體長度過長，需進行分段施工，導致施工工期延長，鋼骨裸露時間變長，增加了施工安全的不確定性。4）斜柱不同于普通的結(jié)構(gòu)柱，造成其混凝土澆筑后振搗難度大大增加，難以保證混凝土的施工質(zhì)量。
3斜柱型鋼施工
3.1臨時支撐
本工程斜柱內(nèi)型鋼為雙H型鋼，其截面形式為H600mm×1000mm×70mm×70mm，長14m，吊裝重量為23.3t。由于型鋼安裝后，柱體本身并未澆筑混凝土，還需進行鋼筋及模板等施工工序，為保證型鋼的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，以及保證施工人員的安全，斜柱內(nèi)型鋼安裝時采用□400mm×400mm×20mm型鋼柱作為臨時支撐（圖2），臨時支撐的上部通過兩塊鋼板與斜柱內(nèi)型鋼牛腿焊接固定。臨時支撐的下部需預先設(shè)置埋件固定在首層底板上，鋼柱吊裝到位通過臨時支撐進行臨時固定，邊吊邊校，滿足精度要求后進行鋼梁的吊裝形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系。
3.2鋼柱吊裝
鋼柱采用四點吊并通過神仙葫蘆進行調(diào)整，鋼柱吊裝到位通過臨時支撐進行臨時固定。鋼柱上預先設(shè)置上操作平臺。待鋼柱吊裝到位后，及時進行柱間鋼梁與臨時支撐鋼柱的焊接永久連接，形成穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)體系，鋼梁上設(shè)置有焊接吊籠和生命繩作為梁上行走和作業(yè)安全措施。具體施工流程如下。1）流程一如圖3(a)所示：外框先吊角柱，再斜柱分段為兩層一節(jié)，鋼柱采用四點吊并通過神仙葫蘆進行調(diào)整，鋼柱吊裝到位通過臨時支撐進行臨時固定。鋼柱上預先設(shè)置上操作平臺。2）流程二如圖3(b)所示：外框斜柱吊裝到位后，及時進行柱間鋼梁與樓層鋼梁的安裝，形成穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)體系，鋼梁上設(shè)置有焊接吊籠和生命繩作為梁上行走和作業(yè)安全措施。3）流程三如圖3(c)所示：待F1～F2鋼柱和鋼梁施工完成后，進行臨時支撐的拆除。然后進行勁性柱鋼筋綁扎、模板支設(shè)加固、排架腳手搭設(shè)及混凝土澆筑施工。
4斜柱支撐體系
本工程勁性斜柱主要規(guī)格為1400mm×2000mm，采用黑模+定型化卡箍進行加固，并在周邊采用∅48mm×3.0mm鋼管滿堂設(shè)置落地鋼管扣件排架體系，高度23m(圖4)。待鋼筋驗收通過后，即可對柱體進行封模工序，封模的模板為厚15mm的優(yōu)質(zhì)黑模板，并采用40mm×90mm方木作為豎龍骨采，間距250mm，橫向龍骨采用定型化卡箍@350，并相錯隨著雙拼∅48mm×3.0mm鋼管抱箍形式與斜撐連接，間距900mm，具體數(shù)據(jù)均依據(jù)計算書驗算通過后所得。柱體模板安裝施工時，需先在結(jié)構(gòu)頂板板面上進行彈線施工，縱橫軸線立柱邊線應保證位置精確，隨后柱體鋼筋綁扎施工，最后再進行封模，且立柱模板與鋼筋間應設(shè)置砂漿保護層墊塊，以避免鋼筋與模板相碰，從而導致露筋等缺陷。柱模板外側(cè)采用∅48mm、壁厚3.0mm的鋼管、40mm×90mm的方木及M16止水對拉螺栓進行拉結(jié)，各立柱模板箍間采用鋼管與平臺排架相互連接，以增強穩(wěn)定性。在柱子模板的底部設(shè)置1個300mm×300mm的清掃孔，將柱模內(nèi)清理干凈，封閉清掃口，辦理柱模預檢。柱鋼筋綁扎高處作業(yè)應設(shè)置臨時腳手架，腳手架應滿足相關(guān)技術(shù)及安全要求，可由周邊排架體系兼顧。斜柱共計分為3段施工，第一段與第二段長4.5m，第三段長5m，斜柱砼等級為C70。
5斜柱混凝土施工
5.1斜柱鋼骨內(nèi)振搗
由于柱體傾斜，從而使得混凝土澆筑施工時振搗難度大大增加，故在混凝土澆搗前，需將1根直徑為150mm的硬質(zhì)膠提前插入斜柱柱體內(nèi)，并且提前在膠管表面開設(shè)一道凹槽，凹槽的寬度應為100mm，隨后將振搗棒插入凹槽內(nèi)（圖5）。為加強振搗效果，選用作用半徑較大的R70振搗棒，待混凝土澆筑時，應當隨澆隨搗，振搗時應將振搗棒放在槽內(nèi)，并且隨著混凝土澆筑的進行，振搗棒應與膠管一同提升，從而使振搗棒始終處于膠管內(nèi)。同時膠管作為串筒，向下輸送座底砂漿和底部混凝土。根據(jù)以往工程經(jīng)驗，為保證斜柱施工質(zhì)量及外表的美觀，應當將混凝土拌和物的坍落度嚴格控制在210～230mm間，同時其擴展度也應當嚴格控制在370～450mm間。混凝土運輸至施工現(xiàn)場后，應當在澆筑前對其落度和擴展度進行檢測，須符合要求方可進行澆筑施工。斜柱的頂面模板應當開設(shè)高0.03m、寬0.2m、間距2m的通氣槽。通氣槽內(nèi)襯快易收口網(wǎng)。當混凝土澆筑施工時，應派專人持續(xù)輕振頂面模板，同時觀察通氣槽排出氣泡的情況。
5.2斜柱鋼骨外振搗
由于受到重力的影響，插入式振搗器容易偏向內(nèi)側(cè)，而使得另一側(cè)振搗不充分。為此可以在同一界面內(nèi)插入兩個振動器，從而擴大振搗面積，使混凝土受到充分振搗；或者采用撥子（圖6）撥動振搗棒到另一側(cè)使其能振搗充分。撥子可利用鋼管焊接鐵條，與振搗棒綁扎連接或撥動?；炷琳駬v時，應當遵守“快插慢拔”的原則；振搗棒在混凝土內(nèi)振搗時間，每插點約20～30s，知道混凝土不再顯著下沉，不出現(xiàn)氣泡，以及混凝土表面泛出水泥漿和外觀均勻為止。振搗時應將振搗棒上下抽動50～100mm，使混凝土振實均勻?；炷翝仓罢駬v施工時，要讓振搗棒自然下沉，宜垂直拔出及插入，切忌用力猛拔或猛插，也不可將振搗棒插到50～100mm尚未初凝的最下層混凝土中。
5.3斜柱養(yǎng)護
在混凝土澆筑施工結(jié)束后，為保證柱體混凝土在規(guī)定齡期內(nèi)達到設(shè)計圖紙要求的強度，同時防止由于天氣、溫度等因素而產(chǎn)生膨脹或收縮，應當在澆筑完畢后的12h以內(nèi)對混凝土加以覆蓋塑料薄膜并保濕養(yǎng)護。
6結(jié)語
本文結(jié)合實際工程，對大截面現(xiàn)澆型鋼斜柱混凝土結(jié)構(gòu)相應的施工技術(shù)措施進行了闡述，在原有傳統(tǒng)施工工藝上進行了創(chuàng)新，增設(shè)了臨時鋼柱支撐，并對這種大截面型鋼混凝土柱的鋼筋連接及施工進行了優(yōu)化，即使施工操作工藝更加便利，各施工工序直接搭接更加流暢，也使施工質(zhì)量與施工過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到提升，并且也保證了施工過程中人員的安全，使得施工現(xiàn)場更井然有序。此類大截面現(xiàn)澆型鋼斜柱混凝土結(jié)構(gòu)相應的施工技術(shù)，可在今后類似的大截面斜柱施工中進行推廣應用。
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作者:吳忠強 單位:上海建工七建集團有限公司