裝配式建筑鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

王文超 趙晶薇

摘要：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)主要是對鋼材和混凝土材料特有優(yōu)勢的充分利用，是對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，其在大跨結(jié)構(gòu)、高層建筑等結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯。另外，隨著相關(guān)研究人員的不斷優(yōu)化和推廣，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)已在近幾年憑借自身優(yōu)勢進(jìn)入到大眾視野，并被廣泛應(yīng)用于實(shí)際建筑構(gòu)造中。基于此，以下對裝配式建筑鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行了探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;鋼管混凝土結(jié)構(gòu);施工技術(shù)

引言

鋼管混凝土作為一種新型的裝配式建筑技術(shù)被應(yīng)用于大跨度空間和高層建筑等領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)體系相對傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)擁有結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。本文對鋼管混凝土束體系的鋼結(jié)構(gòu)定位安裝、鋼管束混凝土澆筑、鋼筋桁架樓承板安裝等重點(diǎn)控制工序進(jìn)行了描述，總結(jié)了鋼管混凝土束結(jié)構(gòu)體系的施工工藝流程。

1鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用優(yōu)勢

1.1實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保目標(biāo)

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑施工中一種常用的的施工技術(shù)，其所使用到的預(yù)制件大部分為直接在工廠加工的成品或者半成品，因此項(xiàng)目現(xiàn)場耗材將大大降低，同時能夠減少了施工過程中的噪聲、廢水以及有害物質(zhì)的產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保節(jié)能目標(biāo)。

1.2節(jié)約施工成本，有利于施工成本的控制

在鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的實(shí)施中，需要的施工人員數(shù)量相對傳統(tǒng)澆筑施工較少，因此，勞動力成本較低，人工費(fèi)用降低約10%。因其充分發(fā)揮鋼材和混凝土的材料優(yōu)勢，在抗拉和抗壓兩個維度上進(jìn)行互補(bǔ)，使得承載能力更強(qiáng)，墻身可以更薄，結(jié)構(gòu)自重更輕，可以有效減少材料用量，基礎(chǔ)造價也隨之下降，根據(jù)鋼管混凝土的特點(diǎn)，該體系在抗震設(shè)防烈度較高的地區(qū)，節(jié)省成本效果更加明顯。鋼構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配施工，減少了水、能源、材料的消耗，經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。

1.3縮短施工周期

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)為工程創(chuàng)造了便利的施工條件，這一技術(shù)可使項(xiàng)目縮短施工周期，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）鋼管束可根據(jù)項(xiàng)目情況選擇工廠機(jī)械化拼裝，預(yù)留校準(zhǔn)構(gòu)件，在現(xiàn)場連接時進(jìn)行校準(zhǔn)微調(diào)，節(jié)省現(xiàn)場拼接作業(yè)，尤其是特殊造型構(gòu)件，精準(zhǔn)加工后可直接在現(xiàn)場以連接件的形式直接安裝，降低施工工人施工難度;（2）對于外墻裝飾和保溫材料粘貼，如果使用傳統(tǒng)的施工技術(shù)至少耗時2～3個月，裝配式結(jié)構(gòu)施工技術(shù)可促使外墻裝飾、保溫材料用構(gòu)件連接，施工便捷，有效縮短了施工周期;（3）鋼管束自身作為模板，外表面平整，相較于傳統(tǒng)木模施工不存在跑模板、表面不平整的問題，不會出現(xiàn)門窗洞口扭體變形，不需要花時間二次修補(bǔ)，澆筑混凝土后直接成型，無需拆除墻體模板，節(jié)省施工工序。

1.4滿足高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求

鋼管混凝土自身承載力高，縱向鋼筋和橫向箍筋的作用，相較于一般剪力墻結(jié)構(gòu)可以使墻身截面更薄，增加空間內(nèi)部的實(shí)際使用面積。其承重墻體墻肢可以做的更短，室內(nèi)空間后砌墻范圍更大，空間布置更靈活，在高層住宅建筑領(lǐng)域中極具潛力。鋼結(jié)構(gòu)加工可以制作多腔異形鋼結(jié)構(gòu)束，可以進(jìn)行大跨度設(shè)計(jì)，滿足空間多樣性的需求。

2工作原理

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)體系將房屋拆分成各種構(gòu)件（墻、柱、梁、樓梯等），在工廠進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場通過焊接或鉸接進(jìn)行節(jié)點(diǎn)連接形式鋼管束，最終澆筑形成整體，構(gòu)成鋼管混凝土體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)墻體由多個鋼管拼接在一起形成墻體，內(nèi)部澆筑混凝土形成鋼管混凝土束組合剪力墻或鋼管混凝土束組合結(jié)構(gòu)異形柱，作為主要豎向承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件。

3鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)際應(yīng)用

3.1施工準(zhǔn)備

在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工期間前，首先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行優(yōu)化BIM全過程設(shè)計(jì)，使得各構(gòu)件達(dá)到空間尺度更合理，達(dá)到裝配式建筑模數(shù)化更加節(jié)材、便于施工的效果。在生產(chǎn)前，針對項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行分析，決策部分鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件是現(xiàn)場組裝還是工廠裝配直接運(yùn)輸至項(xiàng)目現(xiàn)場，并進(jìn)行現(xiàn)場材料調(diào)配模擬，制定吊裝方案，。在開始大規(guī)模施工前應(yīng)組織技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，并在項(xiàng)目所在進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)測試，對混凝土標(biāo)號、濕度等參數(shù)進(jìn)行修正確認(rèn)，確保最終能達(dá)到施工安全要求。

3.2鋼管束及鋼框架吊裝

鋼構(gòu)件所用材料必須符合設(shè)計(jì)文件和現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定并具有質(zhì)量合格證明文件，經(jīng)進(jìn)場檢驗(yàn)合格后方能使用。1）鋼管束安裝。首節(jié)鋼管束安裝于基礎(chǔ)預(yù)埋件上部，在預(yù)埋件上部先焊接臨時固定耳板;吊裝就位后，與埋件臨時耳板進(jìn)行固定，初步校正后，再用連接夾板將臨時固定;同時拉設(shè)纜風(fēng)繩對鋼管束進(jìn)行穩(wěn)固。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)鋼管束采用對接固定，每節(jié)上部和下部均設(shè)有固定耳板;安裝后進(jìn)行水平和豎直校準(zhǔn);施工期間須嚴(yán)格依據(jù)施工方案作業(yè)，清晰地確定軸線關(guān)系，同步放出安裝控制線與外墻定位線，使預(yù)制構(gòu)件可以更加精準(zhǔn)、快捷的安裝施工。2）鋼梁安裝。同一列柱的鋼梁從中間跨開始對稱向兩端擴(kuò)展安裝;先主梁后次梁;安裝后進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.3混凝土施工

為了充分保障裝配式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，需要重點(diǎn)關(guān)注混凝土施工技術(shù)，宜采用高拋免振搗法澆筑。首先，要在混凝土澆筑作業(yè)開展之前，嚴(yán)格審核水、電、弱電以及通風(fēng)空調(diào)、消防等方面內(nèi)容，同時基于實(shí)際施工情況，全面審核施工圖紙，現(xiàn)場復(fù)核校準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在完成驗(yàn)收后方可進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。澆筑前首先確認(rèn)管內(nèi)無雜物和積水，泵管出料口需保證深入鋼管內(nèi)，利用混凝土下落動能達(dá)到自密實(shí)，當(dāng)拋落高度不足時，采用插入式振搗棒振搗。澆筑完畢后，噴涂養(yǎng)護(hù)液，將管口以塑料布封住，待達(dá)到強(qiáng)度要求后，蓋上蓋板測評并焊接。

3.4鋼管混凝土結(jié)構(gòu)柱與鋼梁連接

鋼管束河鋼梁通常用兩種方式進(jìn)行連接，采用剛接時腹板采用栓接，其余均使用焊接;采用鉸接時僅腹板采用栓接。鋼梁安裝時先采用臨時落實(shí)螺栓進(jìn)行固定，待全部區(qū)域校準(zhǔn)無誤后方可安裝高強(qiáng)度螺栓，確認(rèn)高強(qiáng)度螺栓全部擰完后才能進(jìn)行焊接。所有程序應(yīng)安裝先中間后兩邊的原則向四周擴(kuò)散。

3.5桁架樓板鋪設(shè)

將鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架和樓承板，運(yùn)用連接件使桁架、樓承板與鋼梁連接，如有降板需求可采用專用Z字型托板構(gòu)件連接。連接完成后測平校準(zhǔn)，下部以構(gòu)件支撐，預(yù)埋水電管線，清理樓板保證施工面干凈無雜物，澆筑混凝土。

結(jié)束語

我國大部分工程項(xiàng)目建設(shè)依然將鋼筋混凝土和鋼材作為主要建設(shè)材料，隨著鋼管混凝土技術(shù)的不斷革新，其特有優(yōu)勢逐漸出現(xiàn)在相關(guān)工作人員視野中，并已有一些項(xiàng)目嘗試將其作為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)體系。經(jīng)實(shí)踐研究表明，鋼管混凝土在實(shí)際應(yīng)用中確有一些有待解決的難題，但是這些問題并不能抹掉其在建設(shè)中的出眾優(yōu)勢。相信隨著相關(guān)研究人員對鋼管混凝土的不斷深入研究，發(fā)覺其潛力，攻克技術(shù)難點(diǎn)，鋼管混凝土將會在未來幾年逐步取代鋼筋混凝土體系在各工程項(xiàng)目建筑材料中的主導(dǎo)地位，進(jìn)而推動我國建筑事業(yè)更好地發(fā)展。

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