成 源 張援國 錢永甫 錢根夫

(1．同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092; 2．浙江中海建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江嘉興 314400; 3．上海翎豐房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，上海 201101)

大跨型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)施工

成 源1，2張援國3錢永甫2錢根夫2

(1．同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092; 2．浙江中海建設(shè)集團(tuán)有限公司，浙江嘉興 314400; 3．上海翎豐房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，上海 201101)

以實際工程為背景，對大跨型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)施工方案進(jìn)行了綜述，著重介紹了其施工工藝流程及操作要點，并對混凝土原材料的性能及配合比進(jìn)行了歸納總結(jié)，為今后類似工程施工提供了參考借鑒。

型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)，施工工藝，操作要點

1 工程概況

海寧市圖書館新館和查濟(jì)民紀(jì)念館工程，地上5層，地下1層，總建筑面積16 294 m2。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，局部結(jié)構(gòu)型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)。其3層、4層、5層樓面各層向南有挑出跨度5．3 m的型鋼混凝土懸挑結(jié)構(gòu)共24跨。屋面有跨度15 m型鋼混凝土框架6跨。工程施工開工時間是2012年2月1日，主體結(jié)構(gòu)結(jié)頂時間為2012年10月26日。

2 施工方案綜述

施工方案是通過落地鋼管滿堂支模架、鋼筋和型鋼組合安裝，普通混凝土澆筑等工序完成型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)的澆筑。

2．1 鋼管支架和模板搭設(shè)

搭設(shè)支模架的方案要編制，架體要經(jīng)過驗算。搭設(shè)后要驗收。采用18 mm九夾板做模板，模板外撐用方木、短鋼管、型鋼等材料。

2．2 型鋼和鋼筋組合安裝

該類框架柱梁縱向受力鋼筋直徑大，箍筋稠密，鋼筋間距小，內(nèi)配有十字或H型鋼，梁側(cè)面有腰筋和拉筋。采用電腦預(yù)安裝技術(shù)，根據(jù)預(yù)安裝結(jié)果，制作大樣圖指導(dǎo)型鋼件加工，制定合理的安裝流程進(jìn)行現(xiàn)場安裝的施工操作。

2．3 混凝土施工既要保證質(zhì)量又要考慮成本節(jié)約

本工法因地制宜采用了混凝土配合比設(shè)計技術(shù)和混凝土澆筑技術(shù)，克服了型鋼結(jié)構(gòu)件內(nèi)部鋼筋稠密，空間窄小的難題，使得施工可以采用和樓面一樣的普通混凝土代替細(xì)石混凝土(或自密實混凝土)，保證了質(zhì)量、保證了經(jīng)濟(jì)。

2．4 整體施工經(jīng)濟(jì)施工速度快

由于型鋼梁采取場外工廠加工，型鋼結(jié)構(gòu)支模架和混凝土結(jié)構(gòu)支模架又統(tǒng)一，作業(yè)工期和普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)基本一樣。

3 施工工藝流程及操作要點

3．1 工藝流程

總施工工藝流程(以梁為例)：支模架體搭設(shè)，鋼筋—型鋼安裝，模板安裝，混凝土澆筑，現(xiàn)場澆筑養(yǎng)護(hù)檢查和最后的混凝土構(gòu)件成品驗收等。

3．2 操作要點

3．2．1 施工準(zhǔn)備

1)技術(shù)準(zhǔn)備。

研究圖紙，熟悉標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，編制詳細(xì)的施工組織設(shè)計和施工專項方案(如型鋼混凝土施工專項方案，支模架搭建方案等)，制定完善的現(xiàn)場管理制度，現(xiàn)場細(xì)致的技術(shù)指導(dǎo)，技術(shù)施工和控制技術(shù)能夠在項目各個層級逐層落實，控制到直接生產(chǎn)的一線工人工作中。組織好圖紙和相關(guān)工藝學(xué)習(xí)培訓(xùn)。

2)材料機(jī)具準(zhǔn)備。

編制材料和機(jī)具設(shè)備供應(yīng)計劃，提前安排周轉(zhuǎn)材料、模板、緊固件及施工機(jī)具進(jìn)場，組織進(jìn)場材料驗收。

3)現(xiàn)場準(zhǔn)備。

落實逐級交底工作并記錄;提供準(zhǔn)確定位的軸線和標(biāo)高;做好安全防護(hù)裝置并驗收。

3．2．2 模板支架施工方法

1)搭設(shè)流程：基礎(chǔ)施工→鋼管支架搭設(shè)→鋪設(shè)梁底模→安裝型鋼及鋼筋→安裝側(cè)?！炇铡?/p>

2)根據(jù)施工要求，編制模板和支模架專項施工方案，高大支架需要組織專家會審。

3)根據(jù)會審并經(jīng)批準(zhǔn)的專項方案，現(xiàn)場組織實施搭設(shè)支模架。

4)選用鋼管φ48 mm×3．5 mm無縫鋼管及相應(yīng)扣件。選用18 mm九夾板模板，50 mm×100 mm方木，φ14對拉螺桿。

5)地基土清理出原土或回填土夯實，澆筑混凝土基礎(chǔ)。

6)梁底模板架設(shè)完成后，對架體進(jìn)行堆載試驗以消除地基沉降量。

7)柱模和梁側(cè)模同樣要經(jīng)過驗算和設(shè)計。

8)待梁混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度的100%(或遵照設(shè)計)后，方可拆除模板及支架。拆除應(yīng)該從上到下，先橫桿后豎桿，并安排專人值守。

高支模架搭設(shè)實景見圖1。

3．2．3 柱梁型鋼成品工廠制作方法

1)從合格分包方中進(jìn)行招標(biāo)確定型鋼構(gòu)件外加工單位，并簽訂加工協(xié)議。

2)總包和分包要對設(shè)計進(jìn)行深化，充分應(yīng)用電腦技術(shù)，進(jìn)行預(yù)安裝。指定分包方詳細(xì)制定型鋼加工施工方案并經(jīng)過審批。其中大樣圖要明確鋼筋孔位置數(shù)量，明確型鋼構(gòu)件拼接方案。項目部要適時監(jiān)控外加工單位的施工質(zhì)量。

3)工廠加工工序基本包含原材料采購、部件切割、拼裝焊接、校正、打孔定長、拋丸、運輸?shù)取?)型鋼件進(jìn)場要進(jìn)行現(xiàn)場驗收。合格產(chǎn)品現(xiàn)場堆放好待用。5)型鋼構(gòu)件分包資料要及時進(jìn)行收集管理。分包及時向總包移交。

型鋼梁成品堆放實景見圖2。

圖1 高支模架搭設(shè)實景

圖2 型鋼梁成品堆放實景

3．2．4 鋼筋—型鋼柱安裝現(xiàn)場施工方法

1)測量準(zhǔn)備工作：軸線、中心線測設(shè)，標(biāo)高測設(shè)，垂直度控制。

2)準(zhǔn)備型鋼固定措施：已澆樓板面埋入地腳螺栓，四個方向預(yù)下纜風(fēng)位置埋入地腳螺栓。如果是未澆筑樓地面安裝，型鋼豎直方向荷載要有承重設(shè)計。

3)吊裝型鋼：型鋼上要考慮吊耳的設(shè)計，要有詳細(xì)的吊裝方案(包括下面的梁型鋼吊裝)，吊裝就位后經(jīng)測量合格，馬上固定。鋼柱承托面限位和支撐，四周用纜風(fēng)繩加固。

4)搭設(shè)操作腳手架：沿著鋼柱四周，搭設(shè)雙排操作腳手架，腳手架搭設(shè)要注意今后模板安裝的空間。

5)鋼筋主筋加工：鋼筋主筋加工要根據(jù)現(xiàn)場實際情況加工，尤其要注意柱頂部的主筋錨固和節(jié)點型鋼連接的關(guān)系。

6)柱子箍筋的安裝：全部套入柱箍筋后從上到下綁扎。節(jié)點區(qū)域箍筋采用的開口箍筋要采取措施焊接在型鋼上，焊接要滿足單面10d和雙面5d。

7)安裝柱模板：模板支設(shè)要有安裝方案，方案要滿足強度、穩(wěn)定性等條件。

8)柱混凝土澆筑：參后續(xù)梁澆筑。柱型鋼安裝效果圖見圖3。3．2．5 梁型鋼—鋼筋安裝現(xiàn)場施工方法

1)支模架在經(jīng)過試壓、驗收合格后，可以吊裝型鋼梁。吊裝型鋼梁準(zhǔn)確就位，要復(fù)核是否符合規(guī)范要求。吊裝型鋼梁難點有兩個，一個是需要將過梁翼緣板的柱子主筋套入，而且用就位器保證型鋼梁的位置。需要注意就位器部位模板局部強度足夠。

2)型鋼梁就位后，安裝內(nèi)箍筋的上下梁主筋。

3)內(nèi)箍筋主筋安裝完成，套內(nèi)箍筋并綁扎。

4)擺放外箍筋的上下主筋和腰筋，然后套外箍筋，綁扎。

5)由于中間型鋼梁的存在，套箍筋時需要掰開箍筋導(dǎo)致變形，套入后要校正回原來形狀并綁扎牢固。綁扎梁拉筋。

6)穿次梁主筋并綁扎次梁。

7)焊接無法通過直錨、彎錨而滿足錨固的梁、柱主筋，采用機(jī)械錨固。梁的翼緣不得隨意綁焊主筋，翼緣板和另加牛腿板可以適當(dāng)利用。

8)需要注意挑梁端部型鋼梁的長度，設(shè)計沒有規(guī)定時，按型鋼混凝土最小保護(hù)層厚度確定即100 mm。

型鋼梁現(xiàn)場安裝實景見圖4。

圖3 柱型鋼安裝

圖4 型鋼梁現(xiàn)場安裝

3．2．6 混凝土澆筑工藝

1)型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)對混凝土的要求：流動性好、空氣含量少、石子粒徑不能過大。

2)混凝土澆筑要有專用的施工工藝及操作要求。

3)柱子和梁分兩次澆筑，施工縫留置在梁底標(biāo)高處。

4)針對節(jié)點部位鋼筋重疊情況，需要特別細(xì)的震動裝置?；蛘咴谛弯摿旱南虏堪才艃?nèi)置振搗器(見圖5，圖6)。

圖5 型鋼梁底內(nèi)置振搗棒

圖6 φ25振搗棒插入型鋼內(nèi)側(cè)振搗

5)需要分層澆筑，每層混凝土澆筑高度不超過400 mm。

6)混凝土澆筑順序從挑梁的端部一側(cè)向內(nèi)側(cè)澆筑。

7)混凝土澆筑完成后及時進(jìn)行澆水或覆蓋養(yǎng)護(hù)。

型鋼混凝土懸挑結(jié)構(gòu)底模拆除后實物見圖7。

圖7 型鋼混凝土懸挑結(jié)構(gòu)底模拆除后實物

4 混凝土的要求

1)主要原材料見表1。

2)混凝土配合比通知單見表2。

5 效益分析

本工法的經(jīng)濟(jì)和社會效益體現(xiàn)在三個方面：1)統(tǒng)一采用扣件式滿堂架;2)采用普通混凝土澆筑;3)型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)在設(shè)計上的優(yōu)勢。

表1 主要原材料

表2 混凝土配合比通知單

5．1 統(tǒng)一扣件式鋼管腳手架

施工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，同一標(biāo)高層位，統(tǒng)一采用扣件式鋼管腳手架。鋼管腳手架目前仍是常用的一種架體材料。工程上多租用鋼管和扣件后現(xiàn)場拼裝，不受任何條件約束，使用方便、經(jīng)濟(jì)。

5．2 普通混凝土澆筑

型鋼混凝土由于鋼筋直徑大，型鋼又占用內(nèi)部大量空間，可以插入振搗器的空間非常有限。采用小直徑的振搗棒和內(nèi)部插入振搗，保證了振搗密實性。這樣就為采用常規(guī)混凝土提供了保障。在保證了質(zhì)量的前提下，比使用細(xì)石混凝土，甚至使用自密實混凝土造價上節(jié)約很多。

5．3 型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計上的優(yōu)點

相比較傳統(tǒng)鋼筋混凝土挑梁，型鋼組合結(jié)構(gòu)的框架在設(shè)計上的優(yōu)點是很明顯的：

1)大大縮小了梁構(gòu)件的截面尺寸，梁截面縮小幅度一般在1/2倍～1倍;節(jié)省材料。

2)和傳統(tǒng)施工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工序上基本一致，幾乎對工期沒有影響。

3)型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件不僅承載力大，而且抗震性能高，防火，抗腐。

Large span steel reinforced concrete frame structure construction

CHENG Yuan1，2ZHANG Yuan-guo3QIAN Yong-fu2QIAN Gen-fu2

(1．Civil Engineering College，Tongji University，Shanghai 200092，China; 2．Zhejiang Zhonghai Construction Group Limited Company，Jiaxing 314400，China; 3．Shanghai Lingfeng Real Estate Development Limited Company，Shanghai 201101，China)

Taking the actual project as the background，this paper summarized the construction schemes of large span shape steel concrete frame structure，emphatically introduced its construction process and operation key points，and summarized the performance and mix ratio of concrete raw materials，provided reference for future similar projects construction．

shape steel concrete frame structure，construction technology，operation key point

TU375．4

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2014.13.055

1009-6825(2014)13-0094-03

2014-02-23

成 源(1970-)，男，在讀工程碩士，高級工程師; 張援國(1972-)，男，工程師; 錢永甫(1962-)，男，工程師;錢根夫(1962-)，男，助理工程師