李 明 (滁州市重點工程建設(shè)管理處,安徽 滁州 239000)
滁州市奧體中心項目由“一場兩館”(體育場、體育館、游泳館)組成、體育生態(tài)公園、全民健身活動中心及其他配套設(shè)施等,定位為國家體育建筑甲級標(biāo)準(zhǔn),滿足承辦全國性和單項國際比賽要求。
奧體中心項目總建筑面積13.26萬m2,其中體育場總建筑面積69988m2,建筑高度46.1m,規(guī)模約40000萬座,包括東看臺、南看臺、西看臺、北酒店四個單體,其中東看臺下設(shè)一層人防地下室,各單體概況如下表所示。
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)(Steel Reinforced Concrete,簡稱 SRC)是由混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋組成的組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件,基本構(gòu)件形式為梁和柱。奧體中心項目體育場桁架柱采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱,分布于東西看臺,由H型鋼和十字柱組成,西看臺鋼柱共22根,東看臺鋼柱共22根、南看臺鋼柱共4根,西看臺鋼柱高度23.31m~35.34m,東看臺鋼柱高度23.31m~40.34m,鋼柱分成四段吊裝。
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱截面尺寸主要有 1000×1000、1000×1450、1000×1700、1000 ×1800、1000 ×2200 等,H型鋼規(guī)格主要包括H600×400×30×30、H1800×400×30×30、H1000×400×30×30等型號,鋼柱分布及組成基本形態(tài)如圖1、圖2、圖3。
奧體中心項目體育場型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱具有如下特點:
①型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱頂部節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜,鋼板材質(zhì)為Q390B鋼板厚度為 50mm(圖 4);
圖1 型鋼柱基本分布
圖2 鋼柱基本形態(tài)(四段吊裝)
圖3 型鋼柱、拉索體系、屋蓋系統(tǒng)
圖4 頂部節(jié)點構(gòu)造
圖5 拉索節(jié)點構(gòu)造
圖6 型鋼與鋼筋連接
②每榀桁架背后采用斜拉索平衡,東西看臺共43道拉索,節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜,拉索耳板節(jié)點板厚60mm(圖5);
③型鋼與鋼筋連接復(fù)雜、密布(圖6)。
滁州市奧體中心項目型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱具有節(jié)點復(fù)雜、受力特殊等特點,為確保工程結(jié)構(gòu)及功能使用安全,加強質(zhì)量管理及控制,重點采取了以下措施。
①設(shè)計是工程質(zhì)量及功能安全的源頭,嚴格貫徹國家技術(shù)經(jīng)濟政策,按照技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理原則進行設(shè)計。設(shè)計完成后及時進行圖紙會審和設(shè)計交底工作,將設(shè)計問題處理在萌芽狀態(tài)。
項目總體概況
②核查總包及專業(yè)承包單位質(zhì)量管理體系、質(zhì)量控制制度及檢驗制度,確保質(zhì)量管理體系有效運轉(zhuǎn)。
③審核專項施工方案,重點審核施工工藝、技術(shù)參數(shù)、安全技術(shù)措施,應(yīng)符合工程建設(shè)強制性標(biāo)準(zhǔn)等。
型鋼柱材料、零(部)件控制是重點確保型鋼制作安裝所需的鋼板(型鋼)、栓釘、高強螺栓及焊接材料的規(guī)格、材質(zhì),符合規(guī)范和設(shè)計要求。材料、零(部)件進場驗收主要核查材料及零(部)數(shù)量、規(guī)格、材質(zhì)等,核查質(zhì)量證明文件,對鋼板、焊材高強螺栓等進行抽樣復(fù)檢。
本項目型鋼柱分四節(jié)安裝,型鋼柱總重量約2350t,材料、零(部)件進場是質(zhì)量控制重點工作,對進場型鋼柱全面檢查,檢查的構(gòu)件規(guī)格尺寸、外觀質(zhì)量、出廠合格證及材質(zhì)證明文件等,進場驗收78次(圖7)、復(fù)試21組。
圖7 材料進場驗收
構(gòu)件工廠加工是質(zhì)量監(jiān)管的盲區(qū),因此在工廠加工階段,定期或不定期駐場是控制加工質(zhì)量的有效手段。工廠加工零(部)件控制要點如下:
①型鋼柱制作前,根據(jù)設(shè)計圖紙、現(xiàn)場施工條件,合理分析型鋼柱分節(jié)長度,需考慮現(xiàn)場最大起重量、同時考慮接頭位置;
②加工規(guī)格及精度應(yīng)滿足設(shè)計及規(guī)范要求;
③檢查鋼筋穿筋孔、預(yù)留孔及補強措施須滿足設(shè)計和施工要求;
④型鋼拼接前應(yīng)將構(gòu)件焊接面的油、銹清除。
型鋼柱基礎(chǔ)預(yù)埋是確保第一節(jié)鋼柱安裝精度及后續(xù)安裝質(zhì)量的關(guān)鍵,過程中加強定位、軸線、預(yù)埋螺栓保護等的質(zhì)量控制。
體育場型鋼柱分布于東西看臺,由H型鋼和十字柱組成,每榀鋼骨柱高度23.31m~40.34m,分成四段吊裝。第三段鋼柱為三角形,由多個構(gòu)件組成,需要在現(xiàn)場拼裝,最大吊重24t。由于型鋼柱結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、分段重量大,且整個東區(qū)有地下室,鋼結(jié)構(gòu)只能在外側(cè)安裝,吊裝半徑遠,吊裝機械采用300t汽車吊。
圖8 型鋼柱安裝
為確保體育場型鋼柱安裝質(zhì)量,重點加強以下方面控制:
①清理混凝土浮漿、夾雜,并復(fù)核型鋼柱軸線位置、標(biāo)高及垂直度,指標(biāo)值需符合設(shè)計及規(guī)范要求;
②型鋼柱安裝方位及孔口位置應(yīng)正確,安裝精度應(yīng)在規(guī)范允許偏差之內(nèi);
③焊接質(zhì)量控制要點
a.首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等,應(yīng)進行焊接工藝評定,并應(yīng)根據(jù)評定報告確定焊接工藝;焊工必須經(jīng)考試合格,并取得合格證書,持證焊工必須在其考試合格項目及其認可范圍施焊。
圖9 焊工考試
圖10 焊縫檢測
b.焊接時,應(yīng)選擇合理焊接順序,盡可能減少焊接應(yīng)力,防止焊接產(chǎn)生過大變形。焊接完成后根據(jù)設(shè)計及規(guī)范要求檢查焊縫外觀質(zhì)量、焊縫尺寸等。對一、二級焊縫,焊接完畢24h后,按有關(guān)規(guī)定見證超聲波探傷檢驗,當(dāng)超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時,應(yīng)采用射線探傷。
①注意細部鋼筋節(jié)點控制,如本項目桁架型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)柱中需要增加圓弧倒角附件鋼筋(圖11)。
②型鋼柱鋼筋的安裝,對鋼筋安裝要求較普通混凝土結(jié)構(gòu)柱而言,困難要大,要加強鋼筋下料、安裝精度控制,防止鋼筋與型鋼穿鋼筋孔的位置出現(xiàn)偏差錯位;
③在柱節(jié)點部位,如腹板開孔的大小和位置不合適時,須征得設(shè)計單位的同意后,再用電鉆補孔或用鉸刀擴孔,不得用氣割開孔;
圖11 桁架柱典型鋼筋布置示意圖
④因型鋼柱構(gòu)件中型鋼的存在,柱模板的加固無法采用對拉螺栓進行加固,故應(yīng)重點檢查模板加固措施是否滿足施工要求;
⑤因鋼骨混凝土構(gòu)件中梁柱接頭部位不僅鋼筋密集,而且又型鋼的存在,故鋼骨柱等豎向構(gòu)件混凝土澆注較為困難。為便于混凝土澆注,模板安裝宜設(shè)置澆搗口,以便于混凝土澆筑;
⑥型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土澆筑,應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》要求。在柱接頭處等混凝土不易充分填滿處,要精細進行澆筑和搗實。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)外包的混凝土外殼,要滿足受力和耐火的雙重要求,澆灌時要保證其密實度和防止開裂。
根據(jù)《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300-2013),型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)屬于主體結(jié)構(gòu)分部工程中的子分部工程,包括型鋼焊接、緊固件連接、型鋼與鋼筋連接、型鋼構(gòu)件組裝及預(yù)拼裝、型鋼安裝、模板、混凝土等七個分項工程。子分部工程、分項工程、檢驗批驗收,嚴格按照流程進行,驗收時注重質(zhì)量控制資料審核。
型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)是在鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型結(jié)構(gòu)體系。適用于高層建筑結(jié)構(gòu)、大型公共建筑、大跨重載結(jié)構(gòu)、多層重型工業(yè)廠房、大跨橋梁等結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。實踐證明,它是一種具有顯著技術(shù)經(jīng)濟效益和社會效益的新型結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)用前景廣闊,適用我國基本建設(shè)的國情,有很大的發(fā)展空間。本項目體育場工程通過采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)模式,優(yōu)化了設(shè)計,充分體現(xiàn)了技術(shù)先進、安全適用、經(jīng)濟合理的設(shè)計原則。