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大截面現(xiàn)澆型鋼混凝土斜柱結(jié)構(gòu)施工

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大截面現(xiàn)澆型鋼混凝土斜柱結(jié)構(gòu)施工

[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(diǎn),詳細(xì)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)施工方案進(jìn)行探索討論。

[關(guān)鍵詞]型鋼;混凝土斜柱;臨時(shí)支撐;振搗

在超高層建筑施工中,主體結(jié)構(gòu)施工需要嚴(yán)格保證施工質(zhì)量,特別是特殊結(jié)構(gòu)的施工,既應(yīng)當(dāng)保證特殊結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量,也應(yīng)當(dāng)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(jìn)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(jìn)行了創(chuàng)新,如增設(shè)鋼骨臨時(shí)支撐,使得其在施工過程中的穩(wěn)定性得到保證,同時(shí)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(xiàng)目為集辦公、配套商業(yè)功能為一體的核心商務(wù)區(qū)城市綜合體項(xiàng)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(jìn)3471mm,F(xiàn)3~F10均斜進(jìn)1116mm,共計(jì)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(dá)14m。

2工程難點(diǎn)

1)由于塔樓F2層無水平結(jié)構(gòu),故斜柱F1~F2層整體長達(dá)14m,其鋼骨施工、模板排架支設(shè)、混凝土施工是施工難點(diǎn)。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(shí),其穩(wěn)定性難以保證。3)由于斜柱整體長度過長,需進(jìn)行分段施工,導(dǎo)致施工工期延長,鋼骨裸露時(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)采用□400mm×400mm×20mm型鋼柱作為臨時(shí)支撐(圖2),臨時(shí)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(shí)支撐的下部需預(yù)先設(shè)置埋件固定在首層底板上,鋼柱吊裝到位通過臨時(shí)支撐進(jìn)行臨時(shí)固定,邊吊邊校,滿足精度要求后進(jìn)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(diǎn)吊并通過神仙葫蘆進(jìn)行調(diào)整,鋼柱吊裝到位通過臨時(shí)支撐進(jìn)行臨時(shí)固定。鋼柱上預(yù)先設(shè)置上操作平臺。待鋼柱吊裝到位后,及時(shí)進(jìn)行柱間鋼梁與臨時(shí)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(diǎn)吊并通過神仙葫蘆進(jìn)行調(diào)整,鋼柱吊裝到位通過臨時(shí)支撐進(jìn)行臨時(shí)固定。鋼柱上預(yù)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(shí)進(jìn)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(jìn)行臨時(shí)支撐的拆除。然后進(jìn)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(jìn)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(yàn)收通過后,即可對柱體進(jìn)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(cuò)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(jì)算書驗(yàn)算通過后所得。柱體模板安裝施工時(shí),需先在結(jié)構(gòu)頂板板面上進(jìn)行彈線施工,縱橫軸線立柱邊線應(yīng)保證位置精確,隨后柱體鋼筋綁扎施工,最后再進(jìn)行封模,且立柱模板與鋼筋間應(yīng)設(shè)置砂漿保護(hù)層墊塊,以避免鋼筋與模板相碰,從而導(dǎo)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(jìn)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(qiáng)穩(wěn)定性。在柱子模板的底部設(shè)置1個(gè)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(yù)檢。柱鋼筋綁扎高處作業(yè)應(yīng)設(shè)置臨時(shí)腳手架,腳手架應(yīng)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(jì)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(shí)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(yīng)為100mm,隨后將振搗棒插入凹槽內(nèi)(圖5)。為加強(qiáng)振搗效果,選用作用半徑較大的R70振搗棒,待混凝土澆筑時(shí),應(yīng)當(dāng)隨澆隨搗,振搗時(shí)應(yīng)將振搗棒放在槽內(nèi),并且隨著混凝土澆筑的進(jìn)行,振搗棒應(yīng)與膠管一同提升,從而使振搗棒始終處于膠管內(nèi)。同時(shí)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(yàn),為保證斜柱施工質(zhì)量及外表的美觀,應(yīng)當(dāng)將混凝土拌和物的坍落度嚴(yán)格控制在210~230mm間,同時(shí)其擴(kuò)展度也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制在370~450mm間?;炷吝\(yùn)輸至施工現(xiàn)場后,應(yīng)當(dāng)在澆筑前對其落度和擴(kuò)展度進(jìn)行檢測,須符合要求方可進(jìn)行澆筑施工。斜柱的頂面模板應(yīng)當(dāng)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(dāng)混凝土澆筑施工時(shí),應(yīng)派專人持續(xù)輕振頂面模板,同時(shí)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(gè)振動器,從而擴(kuò)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。混凝土振搗時(shí),應(yīng)當(dāng)遵守“快插慢拔”的原則;振搗棒在混凝土內(nèi)振搗時(shí)間,每插點(diǎn)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?yàn)橹?。振搗時(shí)應(yīng)將振搗棒上下抽動50~100mm,使混凝土振實(shí)均勻?;炷翝仓罢駬v施工時(shí),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(hù)

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(dá)到設(shè)計(jì)圖紙要求的強(qiáng)度,同時(shí)防止由于天氣、溫度等因素而產(chǎn)生膨脹或收縮,應(yīng)當(dāng)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(hù)。

6結(jié)語

本文結(jié)合實(shí)際工程,對大截面現(xiàn)澆型鋼斜柱混凝土結(jié)構(gòu)相應(yīng)的施工技術(shù)措施進(jìn)行了闡述,在原有傳統(tǒng)施工工藝上進(jìn)行了創(chuàng)新,增設(shè)了臨時(shí)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(jìn)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(yīng)的施工技術(shù),可在今后類似的大截面斜柱施工中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

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作者:吳忠強(qiáng) 單位:上海建工七建集團(tuán)有限公司