型鋼混凝土柱施工工藝一.工藝特點(diǎn)1.為了解決型鋼混凝土框架中的梁、柱節(jié)點(diǎn)處型鋼與鋼筋在空間上的矛盾,以實(shí)現(xiàn)柱中主筋自下而上連續(xù)、貫通，保證其整體性,在型鋼梁、柱加工前需進(jìn)行鋼筋穿孔位置的深化設(shè)計(jì)；另外，為了模板支設(shè)時(shí)對(duì)拉螺栓的使用,還得進(jìn)行型鋼柱上對(duì)拉螺栓眼位置的深化設(shè)計(jì)。2。“型鋼柱”柱頂柱主筋通過(guò)塞焊連接于“型鋼柱”柱頂錨固鋼板，鋼筋自動(dòng)成為錨板的錨筋,且節(jié)省了鋼筋的錨固用量.3.場(chǎng)館四周型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)相對(duì)獨(dú)立，模板支設(shè)難度大。施工時(shí)需搭設(shè)單獨(dú)的操作架及梁、柱支撐體系。4。型鋼柱高度大，混凝土澆筑時(shí)混凝土對(duì)模板有很大的側(cè)壓力，這對(duì)模板方案的選擇提出了很高的要求,科學(xué)、合理、易操作的模板施工技術(shù)對(duì)工程的質(zhì)量、安全、成本等至關(guān)重要.5.型鋼梁、柱節(jié)點(diǎn)處，“工”字型型鋼梁占據(jù)了節(jié)點(diǎn)處的大量空間、且“王"字型型鋼周?chē)鹘蠲芗炷翝仓r(shí)下灰困難。6.部分型鋼柱柱間有鋼斜撐，柱側(cè)模支設(shè)困難.7.自密實(shí)混凝土施工操作工藝簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度小,混凝土澆筑質(zhì)量容易控制。二.適用范圍本工法適用于大跨度、重荷載和超高層建筑中的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)體系.三。工藝原理1。型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)利用型鋼、鋼筋與混凝土協(xié)同作用的原理，大大提高了結(jié)構(gòu)的承載力、剛度、抗震性能.2。在型鋼梁和鋼支撐節(jié)點(diǎn)區(qū)域變截面翼緣板上適當(dāng)開(kāi)孔，保證了型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)處鋼筋的連接質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)區(qū)域的設(shè)計(jì)抗力。3.自密實(shí)混凝土在型鋼混凝土柱中的應(yīng)用,解決了型鋼框架中鋼筋密集部位的混凝土振搗不密實(shí)和振搗困難的施工難題。4.利用側(cè)壓力試驗(yàn)確定了超高型鋼柱混凝土澆筑時(shí)對(duì)模板的側(cè)壓力計(jì)算公式。四。工藝流程和操作要點(diǎn)1.施工工藝流程施工工藝流程如下圖所示:2.操作要點(diǎn)⑴。深化設(shè)計(jì)①。對(duì)拉螺栓孔深化設(shè)計(jì)根據(jù)模板方案設(shè)計(jì),型鋼柱螺栓豎向間距為900㎜，柱底第一道對(duì)拉螺栓距地面200㎜.深化設(shè)計(jì)時(shí)需確定對(duì)拉螺栓孔的位置.型鋼柱在廠家加工時(shí)根據(jù)深化設(shè)計(jì)結(jié)果，在型鋼柱腹板上開(kāi)直徑為30㎜的圓孔.②。型鋼梁翼緣上鋼筋孔深化設(shè)計(jì)型鋼梁柱節(jié)點(diǎn)處由于型鋼梁和鋼支撐的牛腿存在,其翼緣影響型鋼柱主筋在其寬度范圍內(nèi)順利通過(guò)，在型鋼梁、柱加工前需進(jìn)行型鋼柱主筋位置的排布方式和主筋穿型鋼梁翼緣的方式的深化設(shè)計(jì)。下圖為型鋼混凝土框架典型節(jié)點(diǎn)模型圖:1）型鋼柱主筋排布方式深化設(shè)計(jì)時(shí)需考慮以下項(xiàng)目：主筋間最大間距不得太大，以控制柱側(cè)收縮裂縫。柱縱筋和梁水平筋的位置關(guān)系。型鋼柱混凝土的保護(hù)層厚度。鋼筋和型鋼梁、鋼支撐的關(guān)系(腹板,翼緣板)。柱側(cè)雙向有型鋼梁時(shí)還需考慮梁水平筋的X向、Y向的交錯(cuò)關(guān)系.2）型鋼柱主筋穿型鋼梁翼緣方式的深化設(shè)計(jì)時(shí)需考慮以下項(xiàng)目：柱主筋直徑與孔徑的關(guān)系。開(kāi)孔面積對(duì)翼緣的削弱程度。型鋼柱柱主筋的排布形式。⑵。型鋼柱安裝①。施測(cè)方法1）軸線、中心線測(cè)量對(duì)已安裝完的勁性構(gòu)件的定位軸線和中心線進(jìn)行復(fù)驗(yàn)檢查,監(jiān)理單位驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下道工序施工。2)標(biāo)高測(cè)量依據(jù)甲方提供的原始水準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)任意一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)樁進(jìn)行測(cè)定。往、返各測(cè)2次，所測(cè)得的高程之差不大于3㎜為合格,取平均值作為最后觀測(cè)結(jié)果。利用已測(cè)定的水準(zhǔn)點(diǎn)樁，使用N3水準(zhǔn)儀對(duì)其它點(diǎn)樁進(jìn)行測(cè)定，往、返各測(cè)一次,2次觀測(cè)結(jié)果不大于±0.5㎜為合格.3）垂直度的控制使用2臺(tái)經(jīng)緯儀，按正交的方法,對(duì)勁性柱進(jìn)行垂直校正。②。型鋼柱吊裝1）吊點(diǎn)采用工廠制作時(shí)設(shè)置的專用鋼板制吊耳，每根鋼柱設(shè)置2個(gè)吊耳,直接焊在鋼柱的頂部?jī)蓚?cè)，吊耳距頂面10㎝，同時(shí)柱體翼緣板上焊接四個(gè)拴倒鏈的耳板。2）柱子起吊前為保證柱子穩(wěn)定性，采用4根Ф14㎜鋼絲繩作為纜風(fēng)繩，分別栓在柱子頂部，做為找正、臨時(shí)固定使用。選用兩根6×37（GB1102-74）Ф30㎜鋼絲繩作為吊裝索具，將柱頭兩側(cè)吊耳吊起，見(jiàn)下圖所示。柱子安裝就位采用四個(gè)倒鏈.3）型鋼柱吊裝方法采用直吊法，吊裝設(shè)備為現(xiàn)場(chǎng)布置的四臺(tái)塔吊和150t汽車(chē)吊。鋼柱起吊時(shí)鋼絲繩固定在起重機(jī)吊鉤上，起重機(jī)收鉤，直到柱身呈直立狀態(tài)，然后將柱吊離地面50㎝時(shí)應(yīng)停機(jī)檢查吊索具是否安全可靠，確認(rèn)無(wú)誤后升到安裝高度，移到就位柱上方,緩慢下降,對(duì)正位置后，用連接板安裝螺栓進(jìn)行固定,同時(shí)將攬風(fēng)繩與地面地錨固定。⑶.施工腳手架搭設(shè)型鋼柱鋼筋綁扎前需根據(jù)柱高在型鋼柱四周搭設(shè)施工作業(yè)架，作業(yè)架為雙排架，在四個(gè)方向上連成整體。作業(yè)架立桿與型鋼柱間的距離的確定需考慮模板加固時(shí)的空間需求。鋼筋綁扎時(shí)利用小橫桿挑出操作面，模板安裝時(shí)拆除挑出的操作面，工人直接站在作業(yè)架內(nèi)進(jìn)行操作。⑷。鋼筋加工第一節(jié)型鋼柱的高度為地下室的層高，由于地下室層高層高限制，固鋼筋加工時(shí)需考慮主筋從基礎(chǔ)梁頂面的甩出長(zhǎng)度,若甩出長(zhǎng)度太長(zhǎng)會(huì)給型鋼柱的安裝帶來(lái)困難(牛腿與鋼筋打架)，且為鋼筋順利穿過(guò)型鋼梁翼緣孔造成不便（沒(méi)有調(diào)節(jié)空間）.柱頂鋼筋加工時(shí)，鋼筋長(zhǎng)度需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定,若鋼筋太短不能升出柱頂錨固板造成二次加工；若鋼筋太長(zhǎng)便造成鋼筋浪費(fèi).⑸。鋼筋安裝型鋼柱主筋在基礎(chǔ)梁內(nèi)插筋時(shí)，需嚴(yán)格按照主筋位置排布的深化設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行插筋,必須保證穿過(guò)型鋼梁翼緣板的主筋位置準(zhǔn)確,且在柱子的整個(gè)施工過(guò)程中需該部分鋼筋的豎直度。穿過(guò)型鋼梁或鋼支撐牛腿翼緣板的主筋安裝時(shí)先將待連接的鋼筋從下往上穿過(guò)穿筋孔，然后利用專用套筒與下端鋼筋連接.型鋼柱主筋穿型鋼梁翼緣方式如下圖所示.型鋼混凝土框架節(jié)點(diǎn)處的箍筋由于受到型鋼梁、鋼支撐牛腿腹板的影響只能加工成開(kāi)口套，該部分箍筋安裝時(shí),需與腹板上預(yù)焊的胡子筋（在工廠預(yù)焊）焊接，如下圖所示：由于型鋼梁和鋼支撐截面占據(jù)了框架節(jié)點(diǎn)處的大量空間，型鋼柱主筋不能象普通鋼筋混凝土框架梁柱節(jié)點(diǎn)那樣具備彎折和錨固空間.在型鋼柱柱頂設(shè)置錨固鋼板,型鋼柱主筋可以不用彎折直接錨固在柱頂錨固鋼板上。柱頂錨固鋼板加工時(shí)需根據(jù)主筋排布方式深化設(shè)計(jì)結(jié)果預(yù)留出鋼筋孔，柱頂鋼筋安裝時(shí)穿過(guò)柱頂鋼板上的預(yù)留孔后,切除多余的鋼筋頭，進(jìn)行塞焊，焊縫需充滿預(yù)留孔與鋼筋間的空隙,焊縫頂部應(yīng)與錨固板頂面平齊。柱頂主筋錨固如下圖所示。⑹.模板設(shè)計(jì)、加工、安裝①.模板設(shè)計(jì)1）計(jì)算模型研究傳統(tǒng)模板設(shè)計(jì)時(shí)，混凝土側(cè)壓力值計(jì)算有兩種方法:型鋼柱混凝土采用自密實(shí)混凝土。自密實(shí)混凝土呈高流態(tài)，其對(duì)模板的側(cè)壓力與澆筑高度有關(guān)，相比之下利用公式二對(duì)自密實(shí)混凝土產(chǎn)生的側(cè)壓力進(jìn)行計(jì)算更科學(xué)合理。但需進(jìn)行修正，其計(jì)算公式模型應(yīng)為：式中：—-為折減系數(shù)。值的確定對(duì)模板體系設(shè)計(jì)至關(guān)重要，通過(guò)對(duì)自密實(shí)混凝土澆筑時(shí)的側(cè)壓力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試試驗(yàn)，得到合理數(shù)值為0.5～0。6。下圖為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)照片。2）模板體系設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)計(jì)算，超高型鋼柱模板體系設(shè)計(jì)為下表所示：表:型鋼柱模板體系面板類型龍骨類型柱箍間距2層18㎜厚木膠合板H200木工字梁豎龍骨，間距230㎜;100×50×5。3雙方鋼管柱箍+Φ16對(duì)拉螺栓柱箍間距：6m以下300㎜，6m以上450㎜；穿墻螺栓間距450㎜3）內(nèi)層模板使用新模板,按照建筑師的設(shè)計(jì)理念，水平蟬縫豎向間距2.0m，柱邊長(zhǎng)大于1。2m時(shí)設(shè)置居中豎向蟬縫，外層模板使用舊木膠合板。②。模板加工1）模板連接：模板面板與木工字梁用鋼釘連接,釘眼用膩?zhàn)庸纹?板縫用玻璃膠嵌填嚴(yán)實(shí)。2）木工字梁接高：由于柱模板加工高度高，標(biāo)準(zhǔn)木工字梁長(zhǎng)度無(wú)法滿足要求,采用接高件的方法接長(zhǎng)木工字梁，加高件為兩片加工好的80×600×6㎜鋼板,在每根木工字梁端頭用2根六角螺栓固定，相鄰木工字梁接頭間隔錯(cuò)開(kāi)。3)吊鉤安裝：模板吊鉤安裝在模板邊第二根工字梁端部。吊鉤形式如圖5.2.6—2：③.模板安裝1)模板利用塔吊吊裝，下圖為現(xiàn)場(chǎng)施工照片：2)模板下口無(wú)頂板或型鋼梁時(shí)，在下一層柱頂設(shè)置柱箍,柱箍與模板下口間設(shè)置100㎜×100㎜方木支撐，如下圖所示:3）模板加固使用可拆式對(duì)拉螺栓（三節(jié)頭），對(duì)拉螺栓兩端與模板接觸處分別套一硬聚酯錐套，錐套外側(cè)與模板接觸面頂緊，錐套與模板之間還要加一個(gè)直徑與錐套相同的密封條墊圈,確保混凝土不漏漿,對(duì)拉螺栓詳圖如下圖所示。⑺.混凝土澆筑由于型鋼柱單次施工高度大,最高單次澆筑高度達(dá)13。5m,型鋼柱中有“王”字形型鋼，型鋼周?chē)摻蠲芗?且柱頂有型鋼梁的影響，用普通混凝土很難澆筑,選用具有自流平和自密實(shí)性能的自密實(shí)混凝土能很好的保證施工質(zhì)量。自密實(shí)混凝土利用汽車(chē)泵進(jìn)行泵送。由于型鋼柱中“王”字形型鋼的存在，柱截面被分為四個(gè)區(qū),混凝土澆筑時(shí)從四個(gè)分區(qū)間隔下灰，以免從一個(gè)區(qū)連續(xù)下灰致使一側(cè)模板壓力過(guò)大，造成模板移位。混凝土澆筑速度不能過(guò)快,每次下灰高度控制在0。5m左右，兩次下灰時(shí)間間隔控制在15分鐘左右，這樣可避免模板側(cè)壓力過(guò)大而致使模板體系漲壞.由于型鋼柱單次澆筑高度高，且鋼筋密集，混凝土澆筑時(shí)必須利用振搗棒輔助振搗,這樣可以減少混凝土表面的氣泡、麻面等質(zhì)量缺陷，但振搗持續(xù)時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng),一般每個(gè)振搗點(diǎn)振搗時(shí)間不超過(guò)3秒。混凝土澆筑時(shí)利用橡皮錘敲擊模板外側(cè)，尤其是柱子四角處應(yīng)多敲擊，這樣可以檢查混凝土澆筑是否密實(shí)，而且有利于排除混凝土內(nèi)部的氣孔。五.材料1.型鋼柱材料⑴.鋼材：型鋼柱翼緣、腹板鋼材為Q345-C,鋼板厚度20㎜時(shí)。⑵.螺栓：螺栓主要采用10.9S的扭剪型高強(qiáng)度螺栓。⑶。焊絲：焊接采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊,焊絲用JM—56，Φ1。2實(shí)芯焊絲。2。鋼筋及連接套筒型鋼柱所用鋼筋均為RRB400，其中主筋連接采用滾壓直螺紋接頭。3。模板體系材料⑴.面板材料:18㎜厚木多層板.⑵。龍骨材料：豎楞：H200高木工字梁；柱箍：100×50×5。3方鋼管柱箍；對(duì)拉螺栓:Φ16可拆式對(duì)拉螺栓（三接頭）。4。自密實(shí)混凝土⑴。原材料選擇①。水泥工程中自密實(shí)混凝土選用冀東水泥公司生產(chǎn)的P。O42。5水泥.②。摻和料工程中自密實(shí)混凝土選用I級(jí)粉煤灰,其各項(xiàng)指標(biāo)均符合GB/T1596－2005的要求，具有較高的活性，能改善混凝土的和易性、可泵性，并可提高混凝土基材的密實(shí)度和抗腐蝕性等特點(diǎn)。③.外加劑的使用自密實(shí)混凝土中使用了JG-2A、UEA外加劑。外加劑與選用的水泥有良好的相容性，能保持拌和物的高流動(dòng)性和可泵性。④。集料選用連續(xù)級(jí)配的5~20㎜的碎石。砂的細(xì)度模數(shù)在2。6～2。9之間。⑵。配合比確定自密實(shí)混凝土的砂率控制在45％~50％。另外,為滿足混凝土的強(qiáng)度和耐久性，混凝土的水膠比不大于0.40，可用摻和料調(diào)節(jié)混凝土的強(qiáng)度和耐久性。坍落度要求為：250～270㎜,擴(kuò)展度要求為：500~700㎜。⑶。配合比的調(diào)整和選定經(jīng)過(guò)多次試配和優(yōu)選，通過(guò)檢測(cè)混凝土拌和物的坍落度、擴(kuò)展度、抗壓強(qiáng)度等各種性能。六。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及保證措施1。工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)⑴.型鋼柱安裝質(zhì)量型鋼柱安裝質(zhì)量執(zhí)行河北省地方標(biāo)準(zhǔn),允許偏差按7。1。1表執(zhí)行。表:型鋼柱安裝允許偏差及檢查方法序號(hào)項(xiàng)目允許偏差值（㎜）檢查方法1地腳螺栓位移1經(jīng)緯儀尺量2底層柱對(duì)定位軸線23地腳螺栓標(biāo)高2水準(zhǔn)儀尺量4基礎(chǔ)上住底標(biāo)高±25柱主筋保護(hù)層厚度±3用鋼尺檢查6單節(jié)柱垂直度8經(jīng)緯儀尺量7整體結(jié)構(gòu)垂直度20⑵.鋼筋工程安裝質(zhì)量型鋼柱鋼筋工程安裝質(zhì)量執(zhí)行河北省地方標(biāo)準(zhǔn)，允許偏差按下表執(zhí)行。表：鋼筋工程安裝允許偏差及檢查方法項(xiàng)次項(xiàng)目允許偏差值（㎜）檢查方法1綁扎骨架寬、高±5尺量長(zhǎng)±102主筋間距±10尺量3箍筋間距±10尺量連續(xù)5個(gè)間距4柱主筋保護(hù)層厚度±3尺量⑶.模板工程安裝質(zhì)量型鋼柱模板工程安裝質(zhì)量執(zhí)行河北省地方標(biāo)準(zhǔn)，允許偏差按下表執(zhí)行。表：模板工程安裝允許偏差及檢查方法序號(hào)項(xiàng)目允許偏差（㎜）檢測(cè)方法1軸線位置3尺量2截面模內(nèi)尺寸±3尺量3垂直度3吊線、尺量2。質(zhì)量保證措施⑴.鋼結(jié)構(gòu)安裝前應(yīng)對(duì)建筑物的定位軸線、基礎(chǔ)軸線和地腳螺栓位置、標(biāo)高等進(jìn)行檢查，并對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)和辦理交接驗(yàn)收手續(xù).基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求方可進(jìn)行安裝；基礎(chǔ)軸線標(biāo)志和標(biāo)高的基準(zhǔn)點(diǎn)要準(zhǔn)確、齊全.⑵。地腳螺栓及支撐面位置必須準(zhǔn)確.⑶。型鋼柱安裝采用的鋼板墊板應(yīng)設(shè)置在靠近地腳螺栓的柱腳底板下，每根柱腳螺栓側(cè)設(shè)置兩組墊板.墊板與基礎(chǔ)面和柱底面的接觸應(yīng)平整、緊密.柱腳底板灌漿前，墊板應(yīng)焊接固定.⑷。型鋼柱吊裝時(shí),采用兩點(diǎn)吊裝法。吊裝就位固定后，設(shè)臨時(shí)支撐，以防受風(fēng)力或其他外力作用而傾斜.⑸。型鋼柱安裝時(shí)控制柱腳的平整度和密實(shí)性，擰緊柱腳螺栓，掌握好型鋼柱的垂直度。⑹。認(rèn)真考慮原材料長(zhǎng)度，合理配料，控制同一截面中的鋼筋接頭數(shù)量滿足規(guī)范要求。⑺。鋼筋接頭位置、箍筋間距、箍筋彎鉤角度必須符合施工規(guī)范及設(shè)計(jì)的要求,并做好隱蔽驗(yàn)收.⑻。保證水電安裝管線在鋼筋施工過(guò)程中的預(yù)埋時(shí)間，防止水電安裝專業(yè)施工破壞或拆除已經(jīng)綁扎完畢的鋼筋。⑼.柱子支模前應(yīng)先在底面彈出通線，將柱子位置兜方找中，校正柱子的插筋位置.⑽。模板豎楞、柱箍、對(duì)拉螺栓間距必須嚴(yán)格按方案施工.⑾。模板安裝應(yīng)拼縫嚴(yán)密平整,保證不漏漿、不錯(cuò)臺(tái)、不跑模、不漲模、不變形。⑿.混凝土澆筑速度不能過(guò)快，每次下灰高度控制在0.5m左右,兩次下灰時(shí)間間隔控制在15分鐘左右,這樣可避免模板側(cè)壓力過(guò)大而致使模板體系漲壞.⒀.自密實(shí)混凝雖施工操作簡(jiǎn)單易行，可減小勞動(dòng)強(qiáng)度,但是施工過(guò)程必須加強(qiáng)施工管理，尤其是過(guò)程控制.七。安全控制措施1.參加鋼柱的運(yùn)輸和吊裝的作業(yè)人員應(yīng)進(jìn)行專業(yè)安全技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后，須取得主管部門(mén)的資質(zhì)證后持證上崗.2。在高處作業(yè)時(shí)，必須執(zhí)行《建筑施工高處作業(yè)安全技術(shù)操作規(guī)范》（JGJ80）有關(guān)的規(guī)定。3.起重機(jī)吊裝作業(yè)前應(yīng)遵守下列規(guī)定:⑴。必須對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境、空架電線、地上建筑物分布情況進(jìn)行全面了解。⑵。吊裝作業(yè)應(yīng)在平整堅(jiān)實(shí)的場(chǎng)地上進(jìn)行，起重臂桿起落及有效作業(yè)半徑和高度范圍內(nèi)不得有障礙物.⑶.起重機(jī)不得支設(shè)在各類管線和地下構(gòu)筑物之上.⑷