內(nèi)容摘要

本文通過對北京萬達(dá)廣場二期工程的介紹，闡述了型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工的復(fù)雜過程，探討了關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。文章以型鋼混凝土結(jié)構(gòu)柱梁節(jié)點(diǎn)施工設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，以型鋼混凝土模板、鋼筋、混凝土為施工重點(diǎn)，從以下幾個方面對型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝進(jìn)行了說明：1）柱梁節(jié)點(diǎn)施工圖深化設(shè)計(jì)。結(jié)合節(jié)點(diǎn)內(nèi)各種鋼筋的相對空間位置，運(yùn)用CAD進(jìn)行施工圖深化設(shè)計(jì)，將柱梁節(jié)點(diǎn)交匯處所有鋼筋、鋼骨的相對位置準(zhǔn)確地放在圖紙上。2）鋼骨架制作、運(yùn)輸、吊裝及就位處理。嚴(yán)格按照細(xì)部節(jié)點(diǎn)穿孔圖規(guī)定的位置留置孔洞，嚴(yán)禁現(xiàn)場制孔，吊裝時要注意孔的朝向。3）鋼筋制作與綁扎；4）模板及支撐體系施工；5）柱梁間型鋼連接；6）特殊部位的節(jié)點(diǎn)處理；7）混凝土澆筑施工。并且在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)工程實(shí)際施工中將“X”型焊縫改為“V”型焊縫，加快速度的同時也消除了仰焊可能引起的質(zhì)量隱患；吊裝時在固定纜繩上安裝花籃螺栓以便隨時校正柱身。通過合理技術(shù)措施的應(yīng)用，該工程型鋼混凝土成型后觀感質(zhì)量非常好，密實(shí)度也通過了相關(guān)單位的無損檢測，真正達(dá)到了內(nèi)堅(jiān)外美的工程效果。

關(guān)鍵詞： 型鋼混凝土， 節(jié)點(diǎn)，施工技術(shù)

緒 論

型鋼混凝土結(jié)構(gòu)作為現(xiàn)代高層復(fù)雜建筑經(jīng)常采用的工程結(jié)構(gòu)，其具有承載力大、剛度強(qiáng)、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，是鋼- 混凝土組合結(jié)構(gòu)的一種主要形式。因本公司曾計(jì)劃在昆明承接昆明市醫(yī)院工程，該工程為型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，為充分了解和掌握型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的特性和施工要點(diǎn)，于是就拿曾經(jīng)接觸過的類似項(xiàng)目（即萬達(dá)廣場項(xiàng)目）為參考，查閱相關(guān)資料，并向?qū)I(yè)人士請教而得到一點(diǎn)心得，形成此篇文章。

一、 工程概況

北京萬達(dá)廣場二期工程建筑面積20萬平方米，建筑高度達(dá)100米，是集休閑、娛樂、百貨、酒店、公寓、寫字間于一體的智能化建筑。大廈總共25層，地下3層，地上22層，樓面建筑層高為4.05米， 縱向距離為 28.6m?；炷翉?qiáng)度設(shè)計(jì)等級為40型（型鋼梁柱部分為 C50）。主體結(jié)構(gòu)部分受力筋HRB400 及HRB335 為主，型鋼框架結(jié)構(gòu)是樓體整體系統(tǒng)的主要受力構(gòu)件，縱向跨度為27.963米，橫向由連續(xù)三跨連續(xù)梁組成， 單跨跨度 23.122 m， 為目前跨度較大的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)?？蚣荏w系中線尺寸 24.906 m×67.884 m， 型鋼梁頂標(biāo)高7.2 m； 型鋼柱為雙 H 型焊接型鋼斷面， 型鋼梁為 H型焊接型鋼斷面。

二、 型鋼混凝土施工重點(diǎn)及要點(diǎn)

1、型鋼混凝土柱施工重點(diǎn)設(shè)計(jì)

梁柱節(jié)點(diǎn)、模板支護(hù)及混凝土施工是整個型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量和整個工程結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵。①型鋼混凝土柱梁節(jié)點(diǎn)處理。型鋼混凝土柱鋼骨呈雙 H 型， 縱向及橫向的型鋼梁鋼筋需貫穿型鋼柱翼緣及腹板， 型鋼柱鋼筋需貫穿型鋼梁翼緣。此外還有諸多的斜向普通混凝土次梁鋼筋。貫穿孔的數(shù)量多， 孔型多， 所有這些貫穿孔的標(biāo)高和軸線定位要準(zhǔn)確， 制孔精度要求高， 如何保證轉(zhuǎn)換大梁處梁柱節(jié)點(diǎn)施工質(zhì)量是施工重點(diǎn)之一。②型鋼混凝土梁柱模板及支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)。梁柱截面尺寸大， 跨度大， 屬大跨度梁， 支撐體系設(shè)計(jì)需重視。③型鋼混凝土結(jié)構(gòu)混凝土（ 強(qiáng)度 C50） 施工、混凝土澆搗的密實(shí)度及其養(yǎng)護(hù)也是型鋼混凝土設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

2、型鋼混凝土模板、鋼筋及砼施工要點(diǎn)

在型鋼混凝土的模板、鋼筋及混凝土施工過程中要注意以下一些施工要點(diǎn)：①型鋼梁安裝就位后， 型鋼以及型鋼梁拉筋均需要焊接。因此， 模板只需要先鋪底模。②型鋼混凝土鋼筋安裝原則： 鋼筋能繞過型鋼的盡量繞過型鋼， 盡量避免穿翼緣， 穿鋼筋孔必須進(jìn)行塞焊。③采用封閉箍筋， 其末端應(yīng)有 135°彎鉤， 彎鉤端頭平直段長度不應(yīng)小于 10 倍箍筋直徑。若箍筋末端不能制作成 135°彎鉤， 則進(jìn)行焊接。④垂直于翼緣的梁筋， 通過翼緣板上的預(yù)留孔穿入柱內(nèi)， 垂直于腹板梁筋遇腹板時， 彎折錨固入柱，錨固長度不小于 40d， 彎鉤直段長度不小于 10 d。⑤板筋按原設(shè)計(jì)要求布置， 遇到勁鋼柱的翼緣和腹板而無法穿過時彎折錨入柱內(nèi) 30 d， 并按設(shè)計(jì)圖要求增設(shè)附加鋼筋。⑥型鋼混凝土框架梁的截面高度不小于 500 mm時， 在梁的兩側(cè)沿高度方向每隔 200 mm， 應(yīng)設(shè)置 1根縱向腰筋， 且腰筋與型鋼間宜配置拉結(jié)鋼筋。⑦型鋼混凝土鋼筋接頭必須采用焊接。⑧在梁柱接頭處和型鋼翼緣下部， 要預(yù)留排除空氣的孔洞和混凝土澆筑孔。⑨混凝土澆筑時， 必須使用小直徑振動器。而且型鋼梁下部梁外模， 也必須使用振動器進(jìn)行體外振動縱向腰筋， 且腰筋與型鋼間宜配置拉結(jié)鋼筋。⑩型鋼混凝土鋼筋接頭必須采用焊接。在梁柱接頭處和型鋼翼緣下部， 要預(yù)留排除空氣的孔洞和混凝土澆筑孔。

三、型鋼混凝土施工工藝

1、 型鋼混凝土柱梁節(jié)點(diǎn)施工圖深化設(shè)計(jì)

根據(jù)以上特點(diǎn)及要求， 結(jié)合柱梁節(jié)點(diǎn)內(nèi)各種鋼筋的相對空間位置， 運(yùn)用 CAD 進(jìn)行施工圖深化設(shè)計(jì)， 將柱梁節(jié)點(diǎn)交匯處所有柱筋、梁筋與鋼骨的相對位置準(zhǔn)確地放在圖紙上， 以保證鋼骨上貫穿制孔標(biāo)高、軸線的準(zhǔn)確性。在此階段， 主要考慮如下因素：①盡量將鋼筋避開型鋼， 減少鋼筋穿孔數(shù)量（ 雖然與鋼筋盡量分布均勻有力構(gòu)件受力相矛盾，但從減少型鋼截面損失率、降低施工難度考慮， 宜反復(fù)比較尋找最佳方案） 。②綜合考慮節(jié)點(diǎn)位置鋼筋的三維空間定位， 尤其是注意主次梁鋼筋的平面沖突及梁柱鋼筋的立面沖突。③深化設(shè)計(jì)首先需確定好柱箍筋的穿孔定位，并確保所有主筋 （ 包括為避開型鋼而彎折的主筋）均在箍筋范圍內(nèi)。④形成型鋼鋼筋定位制孔圖后要經(jīng)多次復(fù)核，確保無誤， 避免現(xiàn)場成孔影響施工質(zhì)量， 耽誤工期。

2、型鋼混凝土鋼骨制作、運(yùn)輸、吊裝、就位處理

根據(jù)鋼骨柱鋼筋定位穿孔圖確定鋼結(jié)構(gòu)各節(jié)點(diǎn)、構(gòu)件分段細(xì)節(jié)， 做好鋼骨細(xì)部加工詳圖設(shè)計(jì)工作； 構(gòu)件在加工廠制作， 制孔皆采用鉆床制孔， 嚴(yán)禁現(xiàn)場制孔； 對需開的孔進(jìn)行編號、核查， 再制孔， 制孔過程中孔壁保持與構(gòu)件表面垂直； 制孔完畢后孔周圍的毛刺、飛邊用砂輪打磨平整。采用公路法進(jìn)行運(yùn)輸。由專人全面負(fù)責(zé)鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸及協(xié)調(diào)指揮， 并負(fù)責(zé)運(yùn)輸途中相關(guān)事宜的聯(lián)系與處理， 保障落實(shí)運(yùn)輸技術(shù)及安全防護(hù)措施。

構(gòu)件吊裝前對土建縱橫軸線、標(biāo)高、預(yù)埋件水平度等進(jìn)行檢查、復(fù)測、驗(yàn)收， 并用紅油漆標(biāo)出明顯、準(zhǔn)確的標(biāo)志。吊裝型鋼柱時必須進(jìn)行檢查，截面尺寸是否一致，安裝連接件、栓釘和預(yù)留的穿筋孔洞的數(shù)量及位置是否與設(shè)計(jì)文件一致。吊裝就位應(yīng)注意型鋼柱的軸線方向與預(yù)留孔洞的朝向，其垂直度由兩臺正交放置的經(jīng)緯儀進(jìn)行校正，保證其偏差在允許的范圍內(nèi)。本工程構(gòu)件采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接， 用扭矩法施擰高強(qiáng)螺栓， 分初擰和終擰兩次完成， 初擰扭矩根據(jù)試驗(yàn)確定為終擰扭矩的 50%。施擰次序從節(jié)點(diǎn)板的中央， 輻射形式向四周邊緣對稱地進(jìn)行， 最后擰緊終端螺栓。

3、 鋼筋制作與綁扎工藝

（1）柱主筋的施工

柱主筋的安裝與普通鋼筋工程相同，但在上部或下部遇有型鋼柱焊鋼托座時，鋼筋要與型鋼柱焊鋼托座進(jìn)行5d雙面焊接，為了保證箍筋的安裝，在此部位的鋼筋采用直螺紋連接，其接頭位置一般位于鋼筋凈高的1/3高度處，以使兩節(jié)鋼筋適當(dāng)彎曲，用正反絲直螺紋套筒進(jìn)行連接，接頭的高低均會影響其中一節(jié)鋼筋的順利就位。

（2）柱箍筋的施工

a.箱形柱箍筋由矩形箍筋、八邊形箍筋和拉鉤組成，箍筋的直徑比較大，加工時必須控制好下料長度和彎折角度，以保證其順利安裝；b.箍筋安裝時不能象普通的鋼筋混凝土柱一樣從頂部下放，須將箍筋開口部位打開，在連接主筋前將箍筋沿型鋼柱柱身向下套；c.向下套箍筋時應(yīng)注意箍筋開口不要過大，嚴(yán)禁將箍筋彎成死角，以免影響就位后恢復(fù)原狀，同時注意做好主筋絲口的保護(hù)；d.原設(shè)計(jì)在梁柱節(jié)點(diǎn)部位箍筋在牛腿腹板上穿孔進(jìn)行閉合，由于箍筋間距小，穿孔數(shù)量多，這樣做不僅會增加工作難度，而且會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的承載力，經(jīng)設(shè)計(jì)同意，在梁柱節(jié)點(diǎn)部位的柱箍筋與牛腿腹板采用焊接封閉技術(shù)，保證了結(jié)構(gòu)的完整性和質(zhì)量。

（3）鋼筋綁扎工藝流程

鋼筋綁扎工藝流程為： 布置鋼筋馬凳→梁下部鋼筋上層筋連接就位→利用鋼筋短頭將下部筋分排（ 直徑與鋼筋排距同） →梁上部鋼筋連接就位→布置梁箍筋→鋼筋綁扎、定位。

因構(gòu)件內(nèi)含型鋼， 型鋼混凝土鋼筋施工在型鋼安裝完畢后進(jìn)行， 受型鋼的約束， 鋼筋的施工與普通梁相比難度加大， 本工程采取了如下措施：鋼筋連接方式采用直螺紋套筒連接。本工程鋼筋主要為 HRB400 級螺紋鋼， 直徑從 Φ32～Φ40 不等， 異形鋼筋多， 且還要穿過型鋼預(yù)留孔， 只能采用機(jī)械連接， 本工程采用直螺紋套筒連接， 在部分中間跨鋼筋連接時， 由于施工需要還采用了反套筒連接。施工前做好鋼筋接頭位置設(shè)計(jì)， 既滿足了規(guī)范要求， 還最大限度地減少了鋼筋廢頭。在今后施工中如果條件具備， 采用擠壓套筒連接效果會更好。

梁底模與底筋采取“逆作法”施工。鋼梁內(nèi) H型鋼上下翼緣板與梁上下鋼筋間的距離均較小， 為保證梁下部鋼筋連接及綁扎的操作空間， 梁鋼筋骨架在梁底模支護(hù)前綁扎好。具體措施為先利用腳手架搭設(shè)梁底模支撐架，兩側(cè)滿鋪腳手板， 掛好安全網(wǎng)， 以此作為鋼筋作業(yè)平臺， 之后在型鋼下翼緣焊接倒 T 形鋼筋馬凳， 馬凳采用 Φ20@2000， T 腳與翼緣中線位置滿焊， T 腳高度根據(jù)主筋保護(hù)層厚度計(jì)算得出。隨后開始梁鋼筋綁扎， 這樣在型鋼混凝土梁成型前完全利用 T 形馬凳及鋼筋兩端的節(jié)點(diǎn)穿孔完成了鋼筋的定位與承載， 鋼筋施工全過程利用型鋼結(jié)構(gòu)自承重， 既保證了施工條件， 還減輕了底部模板支撐荷載。鋼筋骨架形成后鋪設(shè)梁底木方， 再將模板從骨架與木方間間隙平推就位， 隨后拉線調(diào)整固定。

4、模板及支撐體系施工工藝

本工程在進(jìn)行模板及支撐體系設(shè)計(jì)時， 著重考慮如下幾方面：由于本工程考慮混凝土應(yīng)力原因， 設(shè)計(jì)考慮了2 條 1 m 寬后澆帶， 將整個樓面分成 3 塊， 考慮自重及其它荷載， 由于后澆帶而斷開的梁底模均不能拆除， 故在搭設(shè)腳手架時該部分要獨(dú)立考慮。由于構(gòu)造的特殊原因， 為了保證構(gòu)件混凝土密實(shí)度， 型鋼混凝土構(gòu)件所采用的混凝土坍落度比一般泵送混凝土要大， 一般為 160 mm 以上， 因此模板所承受的來自流態(tài)混凝土的壓力也比一般混凝土構(gòu)件大。

本工程梁模板均采用 15 mm 厚九層板配制，支撐體系均用 Φ48×3.5 鋼管和可調(diào)撐托。經(jīng)計(jì)算，梁底模板背方采用 100×100 木方 @200，側(cè)模用，50×100 木方 @300， 兩側(cè)用 Φ48×3.5 鋼管 @500 夾緊， 并用 Φ48×3.5 短鋼管 @300 橫向設(shè)置于梁底板模板木方底部， 并在梁底板和梁兩側(cè)處與豎向立桿（ Φ48×3.5 鋼管） 通過扣件擰緊固定。立桿間距為 0.8 m×0.8 m， 橫桿步距 1.0 m， 每 4 m 設(shè)置一道剪力撐，大梁的支撐通過橫桿與滿堂腳手架相連， 底部設(shè)置掃地桿。此外由于梁的跨度大于 4.0 m， 根據(jù)設(shè)計(jì)要求起拱1‰L， 又因?yàn)榱焊邽?1.6 m， 沿梁高方向?qū)輻U， 螺桿直接焊接在型鋼腹板上。模板拼縫處用雙面的海綿膠粘貼密實(shí)。

5、型鋼柱與型鋼梁的連接

柱內(nèi)型鋼與梁內(nèi)型鋼的連接焊縫等級為一級焊縫，在工地施焊必須采用全熔透坡口焊縫，焊條等級應(yīng)與設(shè)計(jì)和相應(yīng)鋼材的等級相匹配。在梁翼緣的對應(yīng)位置設(shè)置柱的水平加勁肋，水平加勁肋應(yīng)與梁翼緣等厚，采用坡口全熔透焊縫焊接。焊接時必須保證施焊點(diǎn)的干燥與清潔，嚴(yán)禁在雨雪天進(jìn)行任何焊接活動。對于全部焊縫，必須進(jìn)行100%無損探傷，對于有問題處，必須采取相應(yīng)措施徹底處理。

6、特殊部位的節(jié)點(diǎn)處理

型鋼梁抗扭鋼筋拉結(jié)筋與型鋼腹板的連接：抗扭鋼筋的拉結(jié)筋若通過在型鋼腹板上開孔的方式與抗扭鋼筋或構(gòu)造筋拉結(jié)，由于數(shù)量較多且工廠內(nèi)開孔定位與現(xiàn)場施工情況不能很好的相符合，大大增加了型鋼制作和現(xiàn)場施工的難度，此時可將拉結(jié)筋改為拉鉤施工，做法是：將拉結(jié)筋的一端彎折成135°彎鉤，另一端彎折成90°彎鉤，平直端長度10d，施工時，135°彎鉤段緊緊鉤住抗扭鋼筋，另一端平直段與型鋼腹板滿焊連接，焊接長度10d，支設(shè)模板前需將焊接部位焊渣全部清理干凈。型鋼梁的搭接連接，應(yīng)在距離支座滿足大于1/3凈跨區(qū)域，采用全熔透焊縫焊接，焊縫等級一級，并應(yīng)對所有此類焊縫進(jìn)行無損探傷。

7、混凝土澆筑工藝

（1）混凝土配制要求

型鋼混凝土構(gòu)件對混凝土要求較高， 采用 C50高流態(tài)混凝土， 骨料粒徑為 5～20 mm， 級配良好，現(xiàn)場出料坍落度控制為 180±20 mm， 初凝時間 12～13 h， 終凝時間 15～16 h。

（2）混凝土澆筑時的關(guān)鍵技術(shù)

①主梁底部鋼筋密集且有型鋼梁的影響， 故澆筑混凝土?xí)r在型鋼梁一側(cè)下料， 用振搗器向另一側(cè)趕， 直至另一側(cè)出現(xiàn)混凝土再在兩側(cè)同時振搗， 從大梁的中間向兩端平行推進(jìn)。②由于型鋼構(gòu)件的特殊性， 尤其是本工程采用雙 H 形型鋼柱， 在加勁板及節(jié)點(diǎn)處上下翼緣的內(nèi)側(cè)與型鋼柱腹板形成“死角”部位， 施工規(guī)范常規(guī)做法是在該處開一直徑約 50 mm 排氣孔， 施工時利用混凝土的良好自流性與和易性擠出“死角”部位空氣， 以保證混凝土密實(shí)。然而我項(xiàng)目部技術(shù)人員分析認(rèn)為： 混凝土自上而下澆筑， 排氣孔往往未來得及排氣便被堆積在加勁板及翼緣上部的混凝土堵塞， 這樣排氣孔便失去了其本來的作用， 加之“死角”部位為振搗盲區(qū)， 空氣無法排出， 便必然會在該部位形成氣囊， 造成構(gòu)件內(nèi)部空洞， 影響構(gòu)件質(zhì)量。經(jīng)仔細(xì)研究， 我們采用了利用排氣管改進(jìn)排氣孔的施工工藝， 利用 Φ32 硬質(zhì) PVC 套管預(yù)埋， 將“死角”部位與外界貫通， 待混凝土澆筑高度超過該部位后及可將套管抽出， 再對混凝土進(jìn)行補(bǔ)振。

四、施工方法的改進(jìn)

1、改變焊縫的坡口形式

翼緣板接長用的對接焊縫設(shè)計(jì)一般為“X”型焊縫，在現(xiàn)場焊接時須進(jìn)行仰焊作業(yè)，而且梁下部翼緣板工作面相當(dāng)狹窄，對焊接質(zhì)量影響相當(dāng)大，又增加了現(xiàn)場焊接時間。經(jīng)與設(shè)計(jì)聯(lián)系后，將“X”型焊縫改為“V”型焊縫，大大加快了焊接速度，同時也消除了仰焊可能引起的質(zhì)量隱患。

2、改進(jìn)校正方法加快安裝速度

安裝型鋼柱時，在柱身四面臨時固定用纜繩上加上花籃螺栓，如圖8所示。在柱身焊接時用線錘和經(jīng)緯儀觀測柱身垂直度變化，用纜繩上的花籃螺栓校正柱身，大大加快了型鋼柱安裝校正速度。

結(jié) 論

北京萬達(dá)廣場二期工程型鋼混凝土結(jié)構(gòu)通過采用上述技術(shù)措施， 保證了結(jié)構(gòu)施工順利進(jìn)行， 型鋼混凝土成型后未發(fā)現(xiàn)一處孔洞、露筋、蜂窩麻面、跑模等質(zhì)量缺陷， 混凝土的密實(shí)度通過了相關(guān)檢測單位的無損檢測，達(dá)到了內(nèi)堅(jiān)外美的工程效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 翁華為， 華錦耀.型鋼混凝土梁柱的施工技術(shù)[J].

工程設(shè)計(jì)與建筑， 2004， 36（3）： 26- 30.

[2] 張峰， 何凱鋒.貴陽市行政中心大樓型鋼混凝土施工工藝

[3]周明杰.鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工程應(yīng)用[M].北京：中國建材工業(yè)出版社， 2005.