勁性混凝土柱結構施工要點探討

張圣超 張登輝 孫瑋敏 王瑋 覃發科

摘 要 隨著近些年我國城市建設的飛速發展，高層、超高層建筑大量出現，勁性混凝土結構具備鋼結構與混凝土結構的雙重優點，得到大量應用。本文針對勁性鋼結構基礎施工、梁柱節點鋼筋排布、現場吊裝施工及混凝土澆筑等方面進行簡單總結，為類似工程提供有益借鑒。

關鍵詞 超高層;混凝土結構;鋼結構

1基礎施工

1.1 地腳螺栓及預埋件固定方式

鋼柱與地腳螺栓通過螺栓連接方式，設置雙螺帽并配置墊片。采用方形定位板進行地腳螺栓定位，注意限位板中心坐標及柱頭標高控制，確保螺栓群整體尺寸。每處地腳螺栓群設置上下兩塊定位板，通過上下兩層定位板聯合作用對地腳螺栓進行各方向的位移限制，確保所有地腳螺栓在安裝及后續混凝土澆筑過程中不受干擾發生偏移。上方定位板在基礎混凝土澆筑完成后可以進行拆除并重復利用[1]。

2梁柱節點鋼筋排布優化

根據原設計圖紙利用BIM軟件，在不改變梁柱節點受力形式的前提下，建立三維立體模型，對鋼骨梁柱節點鋼筋排布進行二次深化設計及施工模擬，驗證深化設計后的施工可行性，預留合適的鋼骨與鋼筋空隙，保證混凝土澆筑的可行性，最終確定得出鋼骨與鋼筋的連接形式，并形成設計及施工方案。

常用的鋼骨與鋼筋連接形式有四種，腹板打孔、加焊連接板、加焊鋼筋連接器（直螺紋套筒等）及側邊避開。根據鋼結構二次深化設計圖紙，認真核對進場鋼骨構件開孔情況，不允許錯孔和漏孔的現象發生，對于不合格的鋼骨構件不予使用，必須返廠。根據節點鋼筋型號及分布情況，確定連接板厚度及外伸長度，確保節點焊接質量。

3鋼骨柱吊裝施工

3.1 首節柱吊裝工藝

（1）吊裝。鋼柱吊裝前，在每個地腳螺栓上擰上一調節螺母并擺放一個墊鐵，用來調節鋼柱安裝標高。在鋼柱吊裝前調好墊鐵的標高，標高誤差控制在1.0mm以內。

鋼柱起吊時根部要墊實，保證在根部不離地的情況下，通過吊鉤的起升、變幅及吊臂的回旋，慢慢將鋼柱扶直，待鋼柱停止大幅度晃動時緩慢起鉤。鋼柱在吊至地腳螺栓上方時慢慢下鉤，離預埋螺桿50mm左右時，操作工人用手扶著鋼柱讓其緩慢下將，待柱底孔接近螺栓群時將其孔孔相對，可自由穿入時再緩慢落鉤，待螺桿自由穿過柱底板并平穩落至墊板時，每棵螺栓上安裝兩個螺母，將其鎖緊[2]。

（2）校正驗收。鋼柱落位以后，依照柱底板上提前彈好的中心線和基礎中心線，進行鋼柱的平面位置的調整工作，待鋼柱落位無誤后，測量人員用兩垂直方向經緯儀進行觀測校正，校正無誤后擰緊雙螺母，隨即施工人員利用爬梯進行上部解鉤。

鋼柱的垂直度調整通過鋼柱底板下的調節螺母來進行，待垂直度調整在規范允許范圍后，將墊鐵點焊固定。

首節柱安裝尺寸自檢合格后，通知質量及監理驗收，驗收合格后，移交土建單位對柱腳進行C50無收縮細石混凝土澆筑。二次灌漿后即可進行鋼骨柱的鋼筋綁扎，綁扎完鋼筋，支模后進行混凝土的澆筑工作。

3.2 上部鋼柱吊裝工藝

（1）吊裝。上部鋼柱的吊裝方法與首節鋼柱類似，就位時通過臨時連接夾板和安裝螺栓固定。

鋼柱吊裝就位后，通過耳板連接板，通過安裝螺栓臨時固定。固定前確保鋼柱標高、垂直度、偏移和扭轉等符合規范要求。螺栓必須完全緊固后才可脫鉤。

（2）鋼柱的校正。鋼柱就位后，按照先標高后扭轉、最后調整垂直度和偏移的順序進行調整，利用撬棍、鋼楔及千斤頂等校正鋼柱。

采用無纜風繩校正法進行鋼柱校正，通過塔吊吊鉤的起落和撬棍調節上下兩節鋼柱間隙至符合要求，在耳板孔洞打入臨時鋼楔。扭轉調整時在上下耳板的不同側面加墊板并夾緊即可。垂直度通過液壓千斤頂與鋼楔進行調整。

（3）鋼柱的焊接。上節鋼柱校正完畢后即可對其進行焊接，采用雙人對稱焊接法。施焊過程中，通過小錘對焊縫敲擊以消除焊接應力。焊接完成后，割除連接耳板并由檢測單位對焊縫進行質量檢測[3]。

4混凝土澆筑

為增大框架柱混凝土澆筑過程中的作業面，最大程度的利用現場生產力，避免工人閑置，采用“框架柱組內循環澆筑”的澆筑順序。在充分利用生產力的同時，該澆筑順序可一定程度上消除因一次混凝土澆筑量過大而引起的局部模板薄弱部位承載力不足隱患。具體操作方法如下：

結合施工區域劃分情況，對各區域勁性柱及相鄰普通混凝土柱進行分組。根據現場混凝土澆筑計劃及設備施工能力，結合現場混凝土初凝時間的性能考慮，每4-5根相近框架柱分為一組。

框架柱組內澆筑順序：每組框架柱采用組內循環澆筑形式。單根柱每澆筑2m高為一循環，即單根柱每完成2m高度的混凝土澆筑任務后，轉向組內下一相鄰框架柱繼續澆筑2m高度。通過以上循環，直至完成本組框架柱內全部澆筑任務，必須保證在前次混凝土初凝前進行下次混凝土澆筑。

單根柱澆筑基本順序：鋼骨外側下泵，再對內側進行補充澆筑。澆筑過程中應保證各向對稱澆筑，側壓力平衡。每澆筑2m高度即按循環順序轉入相鄰柱澆筑施工。

5結束語

勁性混凝土結構作為一種常用的建筑形式，加入鋼結構后可以有效提高構件承載能力，減小構件軸壓比，進而減少構件截面，而且比全鋼結構更好的防火性能。本文相關成果在宜昌市房投商務大廈工程裙樓鋼結構施工過程中得到良好應用，取得了一定經濟和社會效益，值得推廣。

參考文獻

[1] 黃沛成，侯永釗，李臻.勁性混凝土柱施工技術[J].建筑技術，2004（2）：105-107.

[2] 劉漢朝，王勇，祁樂，等.大截面鋼管勁性柱梁柱節點施工技術[J].建筑技術，2014，45（6）：551-553.

[3] 銀宏飛，薛夢實，張凱，等.BIM輔助勁性柱與預應力梁復雜節點施工技術[J].施工技術，2016（S2）：597-600.