型鋼砼組合柱施工工法

型鋼砼組合柱施工工法中冶集團華冶資源企業(yè)青島分企業(yè)王杰陳春香豆素芬趙志杰徐學利1序言型鋼砼組合柱構(gòu)造（初期為勁性砼構(gòu)造），是多層、高層建筑及大型公共建筑的關(guān)鍵技術(shù)，掌握應(yīng)用其制作、安裝等技術(shù)是決定建筑產(chǎn)品的質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)鍵。伴隨科學技術(shù)的進步和發(fā)展，對型鋼砼組合構(gòu)造的制作、安裝也提出了更高的規(guī)定，為了保證型鋼構(gòu)造制作、安裝質(zhì)量和速度，我們在型鋼組合構(gòu)造制作、安裝施工過程中逐漸建立起一套成熟的工藝措施，較快、很好的完畢了多種多層、高層及大型公共建筑工程。型鋼砼組合柱構(gòu)造是把型鋼埋入鋼筋砼中的一種獨立的構(gòu)造形式，由于在其鋼筋砼中增長了型鋼，型鋼以其固有強度和延性，以及型鋼、鋼筋、砼三位一體地工作，使其具有了比老式鋼筋砼構(gòu)造承載力大、剛度大、抗震性好等特性，與鋼構(gòu)造比，具有防火性能好，構(gòu)造局部和整體穩(wěn)定性好，節(jié)省鋼材等長處。目前，在國內(nèi)多層、高層構(gòu)造體系中，都是有針對性的，在需要型鋼砼的特殊部位采用。型鋼砼組合柱施工工法，是根據(jù)邯鄲市電信局第二長途電信樞紐工程、大連星海會展中心工程的制作、安裝施工實踐和經(jīng)驗編制的。2工法特點2.1本工法合適于鋼構(gòu)造加工廠和現(xiàn)場組裝、安裝等，提高制作精度和質(zhì)量；2.2合適泵送砼技術(shù)及商品砼和現(xiàn)場拌制砼，砼強度等級不適宜低于C30，提高工效，縮短工期；2.3運用高效減水劑和粉煤灰摻合料配制C60砼，提高砼強度、和易性、耐久性，砼坍落度為18-20cm，既節(jié)省水泥又保證質(zhì)量；2.4采用C60砼預(yù)拌制技術(shù)，處理砼拌制詳細工藝細節(jié)，大量使用散裝水泥，節(jié)省包裝材料，減少對環(huán)境的污染；2.5砼所用的原材料來源廣泛，價格廉價，商品砼、現(xiàn)場配制輕易，所用施工機械與常規(guī)施工機械相似，不需要多增長機具人力投入，節(jié)省成本；2.6處理了同步澆筑兩種不一樣等級砼搭接質(zhì)量問題，效果良好；2.7本工法對砼質(zhì)量控制嚴格，砼穩(wěn)定性好，密實度高。3合用范圍本工法合用于多層、高層及超高層和大型公共建（構(gòu)）筑物的型鋼砼組合構(gòu)造的施工。4工藝原理型鋼砼組合柱構(gòu)造的施工工法，是集材料采購、鋼構(gòu)造制作技術(shù)、構(gòu)件運送、鋼構(gòu)造安裝技術(shù)、砼預(yù)拌制技術(shù)、砼泵送技術(shù)、流體力學和流變學理論而實現(xiàn)的一種較高難度、綜合性很強的社會化大生產(chǎn)的施工技術(shù)。嚴密的組織、科學的管理、精心的計劃、合理的安排各工序間的配合是關(guān)鍵。5施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程根據(jù)設(shè)計規(guī)定和現(xiàn)場實際狀況，十字型鋼柱的制作由金屬構(gòu)造廠制作，其自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量有保證，砼采用商品砼，砼澆筑采用泵送砼，可以提高工效、縮短工期，全封閉的砼輸送，可節(jié)省砼，防止環(huán)境污染，其工藝流程如下：原材料采購→材料檢試驗→號料、下料→制作→組裝→運送→專業(yè)工序交接→安裝→檢查→驗收→專業(yè)工序交接→綁扎鋼筋→驗筋→支?！炇铡艛嚢琛鷿仓B(yǎng)護→拆模。5.2操作要點5.2.1型鋼制作1.技術(shù)準備1）編制《型鋼制作施工方案》、《焊接工藝作業(yè)指導(dǎo)書》；2）搜集有關(guān)規(guī)范、原則及資料，其必須準備的有：《型鋼混凝土組合構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》JGJ138-、《鋼構(gòu)造設(shè)計規(guī)范》GBJ17、《高層民用建筑鋼構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》JGJ99-98、《鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-。2.制作工藝流程型鋼的制作質(zhì)量是型鋼混凝土組合構(gòu)造的重點和關(guān)鍵，合理安排制作工藝流程是必要的，其流程如圖5.2.1-1。鋼構(gòu)造施工詳圖設(shè)計鋼構(gòu)造施工詳圖設(shè)計鋼構(gòu)造施工圖原材料工藝工裝準備質(zhì)保書審核材料復(fù)驗外觀檢查生產(chǎn)準備配料進料軋制型鋼加工焊接H型鋼加工零件加工型鋼矯正鋸切、剪切矯正號線鉆孔精整鋼板校平加工坡口鋼板拼接對焊焊縫探傷焊縫熱處理切割邊緣加工H型鋼組裝主角焊縫焊接翼緣板矯平型鋼矯正精整定尺鋸頭涂裝包裝發(fā)運型鋼拼接彎曲鋼板校平放樣號料剪切切割號件平直二次號線卷曲邊緣加工鉆孔分類堆放部件組裝焊接矯正總裝配焊接矯正端面刨平號線鉆孔精整除銹圖5.2.1-1制作工藝流程圖3.原材料采購及檢試驗1）所用鋼材、焊材的材質(zhì)、規(guī)格等應(yīng)嚴格按設(shè)計和規(guī)范規(guī)定采購，必須有出廠合格質(zhì)量證明書，并按規(guī)定進行檢測和工藝試驗；2）對鋼材、焊材的材質(zhì)證明文獻有懷疑時，除常規(guī)檢測外應(yīng)作抽樣試驗；3）外觀檢測應(yīng)重點放在嚴重銹蝕、變形、損壞、夾層等缺陷，一般銹蝕、麻點或劃痕等缺陷，其超差不得不小于鋼材厚度負偏差的1/2；4）焊絲、焊劑應(yīng)無銹蝕、受潮、結(jié)塊，嚴格按《工藝指導(dǎo)書》規(guī)定規(guī)格、型號采購使用。4.基材矯正、放樣、號料、切割1）基材嚴重變形的不容許使用，微量變形盡量使用平板機矯正，局部采用加熱矯正，其加熱溫度不得不小于900℃2）矯正后的基材不容許有明顯的凹面和損傷及劃痕，其容許偏差：t≤14時，為1.5mm，t＞14時，為1.0mm，劃痕深度不得不小于0.5mm；3）放樣、號料重要是留出制作和安裝時的割縫量、焊接量、熱矯正收縮量、荷載對柱的壓縮變形量。其量控制應(yīng)在2-3mm為宜；4）放樣、號料原則上不拼接，當必須拼接時，應(yīng)在對接方式、位置上保證構(gòu)件受力強度；5）當構(gòu)件超過一塊鋼板自然長度時，應(yīng)預(yù)先用鋼板拼接整體放樣、號料，不容許分段放樣、號料，且翼緣與腹板拼接縫應(yīng)錯開200mm以上；6）切割和坡口應(yīng)用自動和半自動切割機，曲線切割采用地軌，其切割容許偏差如下表所示：表5.2.1-1氣割的容許偏差序號項目容許值1構(gòu)件長度、寬度±3.0mm2切割平面度±0.05t,且不小于2.0mm3割紋深度0.3mm4局部缺口深度1.0mm注：t-為切割面厚度表5.2.1-2機械剪切的容許偏差序號項目容許偏差1零件寬度、長度±0.3mm2邊緣缺棱1.0mm3型鋼端部垂直度2.0mm5.組裝1）組裝工序流程：先組裝H型鋼→再組裝兩個T型鋼→組裝十字型鋼柱。2）組裝要點：eq\o\ac(○,1)認真檢查組裝部件的尺寸與否對的；eq\o\ac(○,2)控制構(gòu)件的焊接接點的收縮量；eq\o\ac(○,3)不適宜采用較大外力強制組裝；eq\o\ac(○,4)檢查構(gòu)件與組裝模具的脫模狀況，防止失誤性超負荷導(dǎo)致構(gòu)件變形；eq\o\ac(○,5)腹板和上下翼緣板的相對位置要垂直、水平、無間隙。6.焊接1）選擇合理的焊接次序，相似的電流、焊速及焊材；2）采用預(yù)變形措施處理焊接變形；3）焊接質(zhì)量應(yīng)按《建筑鋼構(gòu)造焊接規(guī)程》JGJ81-91規(guī)程執(zhí)行表5.2.1-3：表5.2.1-3焊接質(zhì)量的容許偏差序號項目容許偏差1焊縫全高B＞60～+3.0mm焊腳高B＞60～+3.0mm2T型接頭規(guī)定焊縫的B型焊縫B＝δ/20～+1.5mm4）100％超聲波檢查，T型熔透焊應(yīng)滿足Ⅰ級焊縫規(guī)定，跟蹤時間不得超過當班。7.矯正1）矯正制作精度應(yīng)滿足《鋼構(gòu)造施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-和下表規(guī)定：表5.2.1-4矯正制作精度的容許偏差序號項目容許偏差1一節(jié)柱長±3.0mm2柱身撓曲矢高L/1000且≯5.0mm3柱截面尺寸±3.0mm4翼緣板傾斜（接合處）1.5mm5腹板中心線偏移（接合處）2.0mm2）H型鋼采用型鋼矯正機或局部加熱矯正，十字型鋼柱采用混合矯正或加熱矯正，熱矯正宜控制在750-900℃5.21.運送采用平板運送車平臥裝運，裝運時用枕木、鋼絲繩、手動葫蘆等工具將型鋼墊好綁好；2.一般狀況下，不適宜將型鋼重疊裝運，如需要可在車上放置專門制作的型鋼支撐架運送。5.1.吊裝設(shè)備選用：根據(jù)吊裝構(gòu)件的對接高度、幅度和施工現(xiàn)場的實際狀況選用，一般選用70-150t吊車；2.根據(jù)設(shè)計規(guī)定在基礎(chǔ)上表面及柱身測量出軸線、柱中心線、邊線和標高，用紅鉛油標定，并留好記錄；3.就位：十字型鋼柱柱身的十字中心線對準現(xiàn)場中心軸線，運用起重設(shè)備垂直起吊安裝，吊點選在距鋼柱上部接口1/4范圍內(nèi)，上節(jié)柱安裝前應(yīng)進行下節(jié)柱1200mm高度的垂直度及標高測量，并做好記錄；4.調(diào)校1）運用螺栓千斤頂調(diào)校柱軸線與現(xiàn)場軸線重疊；2）用螺栓千斤頂、線錘吊線調(diào)校柱垂直度，經(jīng)緯儀復(fù)核；3）運用鐵碼、楔形鐵調(diào)校對接口錯邊；4）點焊固定；5）安裝偏差應(yīng)滿足《鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-規(guī)定外，還應(yīng)滿足下列規(guī)定：表5.2.3-1安裝偏差序號項目容許偏差1柱腳底座中心線對定位軸線5.0mm2柱基準點標高±5.0mm3撓曲矢高H/10004柱全高軸線垂直度35.0mm5柱軸線垂直度10.0mm5.初焊1）清除對接口的油污、鐵銹、毛刺等，低溫烘干焊接部位，焊條作烘培處理；2）現(xiàn)場安裝連接焊縫為Ⅱ級，焊條采用E430系列焊一道底焊，之后再按橫焊先下后上原則，分層持續(xù)施焊；3）施焊次序采用兩人對稱同速度、同措施交叉施焊；4）焊機可采用交、直流電焊機，焊接電流根據(jù)鋼板厚度、接頭形式、焊縫位置及焊道層次選擇，一般在130-180A之間。6.復(fù)核:一、二道焊縫焊接完后，用吊線、經(jīng)緯儀復(fù)核柱垂直度經(jīng)焊接后的變形狀況，變形較大，應(yīng)將部分焊縫鏟除后重新施焊調(diào)整。7.焊接:經(jīng)復(fù)核確認垂直偏差在容許范圍內(nèi)，可進行全面施焊。8.焊縫檢查:現(xiàn)場施焊按《鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205-有關(guān)為Ⅱ級焊縫質(zhì)量檢查規(guī)定進行檢查。5.2.41.技術(shù)準備1）編制《高性能、高強度砼施工方案》及各重要工序作業(yè)指導(dǎo)書；2）搜集有關(guān)規(guī)范、原則及資料如下：《混凝土構(gòu)造工程施工及驗收規(guī)范》（GB50204-92）《混凝土強度檢查評估原則》（GBJ107-87）《高強混凝土構(gòu)造技術(shù)規(guī)程》（CECS104：99）《混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程》（GBJ/T/10-95）2.砼拌制1）膠結(jié)料選用：R52.5水泥，其活性指標57MPa，初凝125mm，終凝4h10min;2）粗骨料選用：10-20mm石灰?guī)r，體現(xiàn)密度2740kg/m3，堆積密度1440kg/m3,含泥量0.7％，泥塊含量0.2％，針片狀含量8.6％，壓碎指標9.0％，孔隙率47％，50×50×50mm巖石立方體抗壓強度平均值94Mpa≥1.2×60Mpa；3）細骨料選用：中砂，體現(xiàn)密度2650kg/m3,堆積密度1440kg/m3，含泥量1.8％，泥塊含量0.4％，細度模數(shù)2.6％，孔隙率46％；4）摻合料選用：Ⅰ級粉煤灰，細質(zhì)8.0％，燒矢量4.4％，三氧化硫0.54％，需水量比92.4％；5）高效減水劑：SKY-8b高強泵送劑，固體含量30％，減水率25％；6）配合比：見下表表5.2.4-1配合比水泥砂子石子水SKY-8b摻合料坍落度490620106018024.490180-200mm0.481.070.310.310.0420.163.投料次序為了使砼拌合物攪拌均勻，通過多次試拌配確定，如下投料次序：表5.2.4-2投料次序砂、石子過篩沖澆投入砂、石子過篩沖澆投入1、石子；2、砂；3、水泥；4、粉煤灰第一次注入用水量的1/3攪拌時間不少于30s加劑攪拌時間不少于120s注入砼泵再運至現(xiàn)場4.鋼筋在十字型鋼柱焊縫100％探傷合格后，進行柱內(nèi)鋼筋綁扎，豎向鋼筋以及穿過型鋼柱的縱、橫向梁的鋼筋均采用螺紋套筒連接，外側(cè)最大箍筋套入柱內(nèi)采用封閉焊接?？v橫向梁內(nèi)鋼筋必須按預(yù)穿時的次序進行。梁內(nèi)鋼筋在柱內(nèi)水平錨固局限性10d時，應(yīng)與型鋼柱翼緣板焊接牢固。5.模板模板采用定型組合模板，用槽鋼鋼框加ф20螺栓固定，鋼框縱向間距為500mm，模板四角邊用50×50×5mm角鋼通過螺栓連接。6.砼澆筑1）砼澆筑采用兩臺HB-60型拖式泵，泵送壓力3.04Mpa，砼排量60m32）由于型鋼砼組合柱的特性所定，砼澆筑依次從型鋼組合柱的四角空隙間對稱均勻下料，下料高度為1.0m，用兩臺高頻插入式振搗器振搗；3）不一樣砼強度等級的砼的變化部位（梁、板、柱的交接處），應(yīng)先澆關(guān)鍵區(qū)的高等級砼，再澆低等級的砼，不一樣標號砼澆筑見下圖。 C40混凝土梁板水平施工縫hhC60柱混凝土關(guān)鍵區(qū)接縫圖5.2.4-1不一樣強度等級砼梁柱施工接縫7.養(yǎng)護1）砼的養(yǎng)護采用噴淋養(yǎng)護，養(yǎng)護時間一般不少于7天。2）砼終凝后，每兩小時澆水養(yǎng)護一次，拆模后，滿掛一層麻布進行保溫遮陽，澆水保持濕潤14天。6材料與設(shè)備6.1材料6.1.1型鋼板材宜采用Q235-B、C、D級的碳素構(gòu)造鋼及Q235-B、C、D、E級的低合金高強度構(gòu)造鋼，其質(zhì)量原則應(yīng)分別符合《碳素構(gòu)造鋼》GB700和《低合金高強度構(gòu)造鋼》GB/T1951的規(guī)定，此外厚度不小于等于6.1.6.1.6.1.6.1.6．1.6細骨料采用中砂，其質(zhì)量原則應(yīng)符合《一般混凝土用砂原則及檢查措施》JGJ52。細骨料對砼拌合物可泵性的影響比粗骨料大得多，因此規(guī)定細骨料有良好的級配，通過0.315mm篩孔的砂應(yīng)不少于15％。6.1.6.1.6.1.6.2機具設(shè)備6.2.11氣割設(shè)備；2剪板機；3矯正機；4橋式吊車；5自動焊機；6多種車刨床；7砂輪機；8鉆床；9金屬超聲波探傷儀。6.2.21平板運送車；2輪式起重機；3塔吊；4螺栓千斤頂；5交流式直流電焊機；6電烘箱；7氣割設(shè)備；8鉆床；9砂輪機；10經(jīng)緯儀；11手動葫蘆。6.2.31砼輸送車；2砼泵；3輸送管；4塔吊；5高頻振搗棒；6鋼筋加工設(shè)備；7交、直流電焊機。7質(zhì)量控制7.1質(zhì)量管理體系質(zhì)量管理體系見圖7.1-1。圖7.1-1質(zhì)量管理體系圖建設(shè)公司建設(shè)公司項目經(jīng)理建立、健全質(zhì)量保證體系質(zhì)檢項目經(jīng)理在分管范圍內(nèi)保證體系有效運行技術(shù)質(zhì)量部進行技術(shù)交底、按作業(yè)指導(dǎo)書操作專業(yè)作業(yè)隊監(jiān)督上工序、保證本工序、服務(wù)下工序、堅持“三檢制”7.2保證項目（制作、安裝）7.2.17.2.27.2.3對Ⅰ級、7.2.4焊縫表面不得有裂紋、焊瘤、燒穿、弧坑等缺陷。Ⅰ級、Ⅱ級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑、裂紋、電弧擦傷等缺陷；且Ⅰ7.3基本項目（制作、安裝）7.3.17.3.27.3.3焊縫咬邊深度應(yīng)不不小于或等于0.05t（板厚）且不應(yīng)不小于0.5mm,持續(xù)長度不應(yīng)不小于100mm7.4容許偏差項目見《鋼構(gòu)造工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》。7.5砼質(zhì)量其保證項目、基本項目、容許偏差項目按《混凝土構(gòu)造工程施工及驗收規(guī)范》、《混凝土強度檢查評估原則》執(zhí)行外，還應(yīng)作好如下工作：7.5.1混凝土生產(chǎn)廠應(yīng)隨車提供砼配比單，砼初凝時間應(yīng)為到7.5.27.5.3砼到達原則齡期8安全措施8.1遵守高處作業(yè)的安全守則；8.2遵守安全用電管理制度；8.3焊接區(qū)域嚴禁寄存易燃易爆物品，并按規(guī)定配置滅火器材，專人監(jiān)護；8.4起重機（車）下方嚴禁站人；8.5型鋼柱就位后，及時加設(shè)臨時固定措施，保證構(gòu)件穩(wěn)定性；8.6焊線不得拖地，需要掛起，防止水浸；8.7多種調(diào)校工具統(tǒng)一放入工具袋，防止高處墜物。9環(huán)境保護措施9.1操作者應(yīng)戴好防護用品，加工間應(yīng)通風良好。9.2產(chǎn)生的鐵屑等雜物，宜用工具袋搜集，送到指定的場所寄存。做到工完場清