鋼與混凝土混合結構施工控制措施

侯湘東

(山西四建集團有限公司，山西太原 030006)

鋼與混凝土組合結構是指鋼與混凝土組成一個結構或構件而共同工作的結構。充分發揮混凝土受壓強度高，而鋼受拉強度大的優點，同時也解決了一般鋼結構耐火性能差的難題，與傳統的鋼筋混凝土結構相比，可減小支座的截面尺寸50%，節約了材料，提高了施工效率，同時具有優良的抗震性能及耐火性能。但在鋼與混凝土組合結構施工方面卻存在著一些難點和問題，在這里針對工程中出現的一些問題及解決方法進行闡述。

1 工程概況

某工程建筑面積12 736 m2，為地下1層、地上3層鋼結構工程，基礎為筏板基礎;地下層層高4.8 m，1層～2層層高6.0 m，3 層層高5.4 m，長約63.1 m，寬約 53.1 m。

地下室柱為型鋼混凝土柱，地上部分為鋼—混凝土組合板結構;型鋼柱、梁在外側包裹鋼筋混凝土，作為豎向傳力構件承受上部樓板全部荷載。工程鋼梁、鋼柱材質為Q345B，隅撐等非承重構件采用Q235B;和鋼梁相連的錨板采用Q345B鋼板，其余預埋件的錨板采用Q235B鋼板。樓承板采用鍍鋅壓型鋼板高度75 mm，頂面以上澆筑100 mm厚C30混凝土。

采用型鋼混凝土、壓型鋼板及混凝土組合結構有以下幾點優勢:

1)型鋼混凝土其承受能力可以高于同樣外形的鋼筋混凝土構件的承載能力1倍多，能減少截面，增加使用面積。2)型鋼混凝土可縮短施工工期，減少了模板支撐架的施工時間。3)型鋼混凝土結構抗震性能遠高于鋼筋混凝土。4)壓型鋼板可疊在一起，并可置于集裝箱內，易于運輸、存儲、堆放與裝卸。5)壓型鋼板的波紋間有預加工的槽，供電力、通信等工程之用。

2 施工中存在的一些問題

在鋼結構與混凝土組合結構施工過程中，主要出現了以下幾項比較棘手的難題:

1)鋼結構預埋螺栓的定位固定的問題;2)鋼結構與混凝土基座如何緊密連接;3)鋼柱外包混凝土由于外包鋼筋及交叉梁導致空隙小，混凝土無法澆筑的問題和工字梁梁側混凝土填充的問題。

3 對施工中存在的問題采取的主要措施

3.1 鋼結構預埋螺栓的定位固定的問題

施工先采用全站儀投點定位，確定出柱中心位置，使用經緯儀進行復核。施工時，在需要安裝地腳螺栓處用膠合板裁出大小恰好能放入柱中的板，依據圖紙在其上標注出螺栓的準確位置及軸線位置，與投測到該位置的軸線比對，即可確定每一個螺栓的準確位置，在該位置鉆一個大小與螺栓外徑相當的通孔，然后將螺栓插入孔中，調整好螺栓上螺母的位置，使螺絲牙的長度符合要求。下部將螺栓和三道環形鋼筋與柱鋼筋進行焊接固定。然后松下螺母，取出模板。澆筑混凝土時采用自密實混凝土，保證鋼筋不位移，即可保證預埋螺栓定位準確。

3.2 鋼結構與混凝土基座如何緊密連接問題

本工程在地下室型鋼柱下與混凝土連接處存在有5 cm左右高的縫隙，灌填密實只能通過使用高強無收縮灌漿料。灌漿料具有早強、高強、自流性高、耐久性強和微膨脹的特性，可解決該問題。

灌漿料特性:

1)早強、高強:一天強度最高可達50 MPa以上。2)自流性能好:加水攪拌后材料的流動性好，可以通過自身的流動度和重力作用充滿所需澆筑的模板空間。3)具有微膨脹性能:保證緊密接觸，之間無收縮。4)防凍性:可在－10℃環境下施工。5)耐久性好:由于密實性好，故抗凍融循環能力大為提高，也提升了材料自身的耐久性。由于具有以上一些特點，可以選擇其作為處理灌縫的材料。施工時要對表面清理，吹走縫隙內的碎石、浮灰等雜物。灌漿前24 h，表面應充分濕潤。灌漿前1 h，清除積水。支設好外側模，進行灌漿。灌漿開始后，必須連續進行，不能間斷，并盡可能縮短灌漿時間。灌漿后3 h～6 h用抹刀將灌漿外側表面壓光。

3.3 鋼柱外包混凝土由于外包鋼筋及交叉梁導致空隙小，混凝土無法澆筑的問題

本工程會議中心地下室柱為1 000 mm×1 000 mm，中心為600×600帶栓釘鋼結構方柱，為保證鋼結構與混凝土結構能夠充分組合，在矩形鋼結構柱四周設計有栓釘，外側設16φ22豎向鋼筋及箍筋，進行鋼筋綁扎，同時層高6 m，設計中另有數道大跨鋼結構，在梁柱節點處各種預埋件和加固鋼筋錯綜交雜，使得鋼筋之間以及型鋼和鋼筋組件的凈空尺寸非常狹小，混凝土振搗棒無法插入，導致混凝土澆筑成為一個難題。

樓層邊梁為工字鋼結構梁，外側需進行混凝土澆筑，每跨梁長度在7 m以上，只能采用留澆筑口澆筑，因而無法振搗。

其梁、柱配筋如圖1所示。

圖1 梁、柱配筋圖

為保證能夠充分振搗混凝土，綁扎鋼筋時箍筋下料尺寸要準確，位置之間事先進行節點部位的放樣和合理排布，必要時設成開口狀，現場綁扎時進行處理。但即使采取這些措施，振搗棒插入還是存在很大困難。

由于存在以上諸多問題，但從調整鋼筋的排放位置和次序方面來說，已經沒有多大的余地，從模板的支設方法上來說可采取的措施也十分有限，所以，只能從混凝土材料本身來解決這個問題。

近年來出現的免振搗自密實混凝土，是指在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好的均質性，并且不需要附加振動的混凝土。自密實混凝土是近幾十年來，混凝土技術的一次大的革新，由于其具有的大流動度、抗離析性、免振搗自填充性等優越性能，針對于本工程中遇到的問題，采用自密實混凝土正好可以迎刃而解，而且經市場調查，本地市場也可以提供自密實混凝土供應，所以決定對于所有這些鋼筋密集或截面狹小的部位的混凝土，均采用自密實混凝土進行澆筑。

3.4 自密實混凝土澆筑工程中應注意的問題

盡管自密實混凝土具有諸多優點，但在具體實施過程中還是有其自身的特點和需要注意的方面。

3.4.1 模板的支設

由于自密實混凝土流動度較大，所以如果模板支設縫隙較大的話就很容易形成漏漿，影響混凝土的強度和觀感質量，這點上較采用普通混凝土要求應該更嚴格一些，具體的要求為模板拼縫不得大于1.5 mm。另外模板的加固也應該要求嚴格。

3.4.2 混凝土澆筑過程中的注意事項

混凝土的澆筑要事先做好充分的準備工作，一旦開始澆筑就應保證澆筑工作的連續進行，并且做好商品混凝土的調度工作，保證混凝土到達施工現場后可以及時卸料，防止由于長時間等待而造成的混凝土坍落度損失，導致混凝土流動度下降，影響其自密實效果。

澆筑工程中要輔助以鋼筋插搗、錘子敲擊等措施，起到協助流動和輔助密實的作用。

具體的要求為混凝土到達現場以后必須在1 h內卸料澆筑完畢。

澆筑完成后要注意混凝土的養護工作，養護時間為14 d。

3.4.3 工字梁梁側混凝土填充問題

可以采用每隔1 m長設一個澆筑口，采用自密實混凝土進行澆筑。

4 實施效果

針對施工過程中發現和出現的問題，通過采取針對性的技術措施，問題得到了有效解決，保證了工程的順利進行，取得了較好的效果，可以作為今后類似工程的參考和借鑒。

［1］王 波，李增國.高層鋼—混凝土混合結構施工工藝探討［J］.四川建筑，2011(3):159-160，163.

［2］李錦紅，王修信，陳 亮.淺談鋼—混凝土混合結構［J］.山西建筑，2008，34(15):9-10.

［3］GB 50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范［S］.

［4］施工手冊［M］.第4版.北京:中國建筑工業出版社，2005.

［5］建筑工程施工細部做法［M］.太原:山西科學技術出版社，2010.