張浩
(山西一建集團(tuán)有限公司,山西 太原 030000)
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)有著高強(qiáng)度、高剛度等優(yōu)勢(shì),而且可以使建筑更加穩(wěn)定,防火性能和防腐性能都較強(qiáng)。并且在框架柱中使用許多型鋼,能夠擴(kuò)大使用面積,縮小柱截面尺寸,所以型鋼混凝土構(gòu)件的承載力相當(dāng)高,構(gòu)件截面積很小,也沒(méi)有較高的工程造價(jià),在我國(guó)建筑領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用空間。在建筑物結(jié)構(gòu)施工中型鋼混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)揮著重要的作用,所以施工單位必須要對(duì)其施工存在的問(wèn)題引起重視,而且有針對(duì)性采取有效的措施,否則就難以保證其整體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。
型鋼混凝土(SRC)結(jié)構(gòu)又稱勁性混凝土結(jié)構(gòu)是指在型鋼周圍布置鋼筋,并澆筑混凝土的結(jié)構(gòu)。型鋼分為實(shí)腹式和空腹式。實(shí)腹式型鋼有軋制或焊接工字鋼、H型鋼等,空腹式型鋼則主要由角鋼構(gòu)成的空間桁架式骨架所組成。實(shí)腹式SRC構(gòu)件具有較好的抗震性能,SRC構(gòu)件的內(nèi)部型鋼與外包混凝士形成整體、共同受力,其受力性能優(yōu)于這兩種結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單疊加。與鋼結(jié)構(gòu)相比,它節(jié)省鋼材,增加構(gòu)件及建筑物的剛度;與混凝土結(jié)構(gòu)相比,它減少截面,減輕重量,增加構(gòu)件的延性,并具有更高的強(qiáng)度,以解決大跨度重荷問(wèn)題。此外,外包混凝土增加了結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性,尤其是采用實(shí)腹型鋼的SRC構(gòu)件,其抗剪承載力有很大提高,大大改善了受剪破壞時(shí)的脆性性質(zhì),提高了結(jié)構(gòu)的抗震性能。尤其在大型公共建筑、地下空間結(jié)構(gòu)、超高層建筑中得到快速發(fā)展。
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的施工流程主要分為以下幾個(gè)步驟:施工技術(shù)交底→綁扎承臺(tái)及筏板鋼筋→預(yù)埋地腳埋件→澆筑底板、承臺(tái)混凝土→裝置首節(jié)型鋼柱→柱腳灌漿→裝置型鋼梁→綁扎柱子鋼筋→裝置柱模板→澆筑柱子混凝土至梁底→撤除柱?!b置水平結(jié)構(gòu)模板→綁扎梁、板鋼筋→澆筑梁、板混凝土→裝置第二節(jié)型鋼柱→順次進(jìn)行工作。
在設(shè)計(jì)標(biāo)高的承臺(tái)面預(yù)埋面板,平整度和相鄰標(biāo)高誤差要控制在2mm以內(nèi),在準(zhǔn)確調(diào)平后,進(jìn)行點(diǎn)焊加固。在承臺(tái)基礎(chǔ)混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)該將后澆的微膨脹無(wú)收縮灌漿料的高度預(yù)留出來(lái)。澆筑結(jié)束后再次對(duì)預(yù)埋件的標(biāo)高和軸線位置進(jìn)行復(fù)核,保證混凝土澆筑中埋件不會(huì)出現(xiàn)位移的情況。
第一,在預(yù)埋鋼板上標(biāo)注出鋼樁定位線,而且根據(jù)外形尺寸將臨時(shí)定位板焊出來(lái),將構(gòu)件每個(gè)方向的中心線以及柱底軸線的標(biāo)志都認(rèn)真做好。在鋼柱吊裝就位后,讓其和埋件鋼板上面十字線的外形線進(jìn)行閉合,而且將臨時(shí)定位板用力頂緊。使用2臺(tái)經(jīng)緯儀在互為90度的兩個(gè)方向垂直度調(diào)正,在確保鋼柱底部軸線對(duì)位以及垂直度都與有關(guān)要求相符后,及時(shí)將剛楔板打到在鋼柱附件,以起到固定的作用,而且必須要施焊臨時(shí)定位,然后運(yùn)用兩人分層對(duì)稱施焊,進(jìn)而避免出現(xiàn)焊接變形以及由于殘余應(yīng)力而導(dǎo)致的鋼柱垂直度偏差。第二,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)焊材以及焊工質(zhì)量根據(jù)規(guī)范要求:型鋼柱吊裝控制每個(gè)方向軸線位移偏差要小于等于5mm;垂直度偏差要小于等于H/1000。
第一,型鋼柱吊裝結(jié)束后,必須要進(jìn)行固定,才能吊裝型鋼梁,對(duì)鋼梁進(jìn)行吊裝前必須要在柱子的牛腿外面仔細(xì)檢查標(biāo)高和柱子之間的距離,對(duì)主梁進(jìn)行安裝前也必須要將輕便走道安裝在梁上,進(jìn)而確保施工人員的生命安全不會(huì)受到威脅。第二,通常在鋼梁上翼緣將耳板進(jìn)行焊接,當(dāng)做吊點(diǎn)。吊點(diǎn)位置的選擇必須要考慮到鋼梁的跨度。要想加快吊裝速度,在吊裝型鋼梁結(jié)束后需要作出總體的一次性校正,而校正內(nèi)容涉及到多個(gè)方面,比如:標(biāo)高以及垂直線等等。第三,鋼梁的連接方法通常有兩種,一種是焊接,另一種是高強(qiáng)螺栓連接。運(yùn)用半自動(dòng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的單V形坡口焊道和柱牛腿進(jìn)行焊接,而且探傷焊縫。高強(qiáng)螺栓必須要進(jìn)行初擰,而且使用扭矩扳手驗(yàn)收達(dá)標(biāo)。
施工工藝主要包括放線、安裝鋼柱以及預(yù)先套柱箍筋等等。通常,在鋼筋綁扎過(guò)程中必須要注意以下幾個(gè)方面:第一,對(duì)鋼梁進(jìn)行吊裝時(shí)必須要事先在鋼筋里面套上外箍筋[1]。第二,柱主筋的安裝在上下部碰到鋼梁時(shí)應(yīng)該事先深化設(shè)計(jì),盡量將柱主筋和鋼梁不要放在一起。第三,就柱箍筋來(lái)講,是型鋼混凝土組合中制約混凝土的主要鋼筋構(gòu)件,需要確保其全部閉合,而且與主筋進(jìn)行有效的牢固連接。第四,梁柱節(jié)點(diǎn)施工必須要事先深化設(shè)計(jì),箍筋使用開口箍筋后進(jìn)行焊接,箍筋和梁柱發(fā)生碰撞時(shí)與鋼梁柱附近焊。第五,在鋼骨上面焊接一些梁筋,必定會(huì)直接影響成型之后的鋼構(gòu)件安裝精度,在該道施工過(guò)程中必須要嚴(yán)格監(jiān)控;對(duì)于梁筋必須要使用對(duì)稱交叉的方法進(jìn)行焊接,以保證鋼構(gòu)件的安裝精度符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
在鋼筋安裝結(jié)束,做好安裝專業(yè)預(yù)留預(yù)埋,隱蔽驗(yàn)收結(jié)束后將豎向結(jié)構(gòu)模板進(jìn)行安裝,型鋼混凝土結(jié)構(gòu)模板施工和常規(guī)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)模板施工大體一樣,然而必須要注意以下幾個(gè)方面:第一,配板尺寸。對(duì)于方柱使用四片木模板進(jìn)行組拼,圓柱使用定型鋼模。第二,對(duì)拉螺栓。柱箍使用槽鋼起到加固作用,如果柱截面不到800mm,就無(wú)需進(jìn)行對(duì)拉螺栓,反之,如果柱截面超過(guò)800mm,就必須要運(yùn)用對(duì)拉螺栓,根據(jù)焊接程度在型鋼柱上面焊接對(duì)拉螺栓。第三,模板配制高度必須要滿足層高要求,不需要很高,不然就會(huì)與柱頂部的型鋼梁出現(xiàn)不必要的沖突。
型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中存在鋼結(jié)構(gòu),而且附近鋼筋圍繞,混凝土澆筑和振搗過(guò)程中存在很多死角,很有可能導(dǎo)致混凝土密實(shí)度不足。第一,柱混凝土澆筑中從型鋼柱周圍均勻下料,而且分層投料高度約50cm。第二,梁混凝土澆筑是工字鋼梁下翼緣板下面從鋼梁一側(cè)進(jìn)行下料,使用振搗器在工字鋼梁一側(cè)進(jìn)行振搗,從鋼梁底部將混凝土向另外一側(cè)擠,在混凝土高度大于鋼梁下翼緣板100mm時(shí),變成兩側(cè)兩人對(duì)稱振搗,進(jìn)而保證鋼梁底部混凝土完全密實(shí)。第三,鋼梁腹板兩邊的混凝土由兩側(cè)一起對(duì)稱下料,進(jìn)行對(duì)稱振搗,在澆到上翼緣板100mm時(shí),然后從梁跨中進(jìn)行下料澆筑。從梁的中部進(jìn)行振搗,慢慢向兩端進(jìn)行延伸,一直到上翼緣板下面的所有氣泡都從鋼梁兩端和梁柱節(jié)點(diǎn)部位穿鋼筋的孔內(nèi)及時(shí)排出來(lái)。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)混凝土澆筑及振搗時(shí)漏振區(qū)域多,易造成混凝土不密實(shí),混凝土澆筑應(yīng)從型鋼柱四周均布下料,分層投料,宜采用4根振搗捧振搗。
結(jié)合型鋼梁柱的高度以及跨度,結(jié)合設(shè)計(jì)文件中的有關(guān)規(guī)定:在側(cè)模澆筑后第四天將固定梁外側(cè)的螺栓拆卸下來(lái),再使用撬棍輕輕撬動(dòng),這樣就可以脫離混凝土。澆水養(yǎng)護(hù)連續(xù)十四天,每天三次[2]。并且外側(cè)模板發(fā)揮著保溫保濕的重要作用,以免混凝土由于收縮溫差而出現(xiàn)裂縫。
不管什么工作,是否做好充分的準(zhǔn)備工作直接關(guān)乎到工作過(guò)程是否正常進(jìn)行,除了是對(duì)工作人員心理以及行為上的安慰保障,也對(duì)對(duì)工作質(zhì)量的保證,所以在型鋼混凝土施工前應(yīng)該將各項(xiàng)準(zhǔn)備工作落實(shí)到位。在施工前通常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,這些問(wèn)題是很多工作人員容易忽視的細(xì)節(jié)問(wèn)題。第一,在進(jìn)行型鋼混凝土施工前有關(guān)人員沒(méi)有及時(shí)聯(lián)系與協(xié)作,造成施工中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損失和結(jié)構(gòu)構(gòu)件問(wèn)題,對(duì)于工作人員來(lái)說(shuō),必須要迅速與鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)人員交流協(xié)商,進(jìn)而保證將混凝土施工落實(shí)到位。第二,施工中最為需要參考的是施工計(jì)劃,計(jì)劃書除了可以在施工中發(fā)揮出引領(lǐng)作用,也可以規(guī)范施工中存在的技術(shù)問(wèn)題,所以在施工前必須要提前準(zhǔn)備一份完整的施工計(jì)劃數(shù),統(tǒng)一記錄型鋼混凝土的各項(xiàng)數(shù)據(jù),比如:重量以及規(guī)格等等。第三,在鋼筋施工前也必須要由鋼筋專業(yè)人員認(rèn)真審核統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),必須要再按照規(guī)范要求做好審核工作后,才可以施工;在實(shí)際施工中有些工作人員沒(méi)有根據(jù)施工圖紙來(lái)施工,也有些工作人員隨便對(duì)施工圖紙進(jìn)行更改,這些都無(wú)法確保施工準(zhǔn)備工作正常開展。
眾所周知,對(duì)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工來(lái)說(shuō),施工人員起到重要的作用,是核心載體,施工人員最容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的環(huán)節(jié)往往是明確鋼筋穿越型鋼柱孔位部位。有關(guān)型鋼柱孔位控制確定,通??梢苑殖蓛煞N,一是孔位的豎向位置確定,二是孔位的水平位置確定[3]。首先,就孔位的豎向位置確定來(lái)講,通??孜粚傧酁橹窃谀媳毕蚝蜄|西向標(biāo)高保證下,必須要在混凝土中部設(shè)置型鋼梁,否則就不能加大型鋼混凝土強(qiáng)度,但是在實(shí)際施工中工作人員往往會(huì)由于許多原因而導(dǎo)致孔位豎向位置的確定不正確,導(dǎo)致型鋼混凝土的強(qiáng)度下降,所以必須要確定孔位,這是非常重要的。對(duì)于豎向孔位確定,可以制定這樣的解決對(duì)策,首先必須要對(duì)孔位的中心標(biāo)高進(jìn)行確定,這是最為重要的步驟,必須要確認(rèn)標(biāo)高,才可以確定哪些方向適宜將鋼筋放置,哪些地方不適宜加受力構(gòu)建,由于孔位安裝在型鋼上,隨意針對(duì)孔位的豎向確定若工作人員得出的答案錯(cuò)誤,就必須要及時(shí)求助鋼筋施工人員,迅速交流,對(duì)孔位位置和孔位深淺都應(yīng)該有準(zhǔn)確的概念,否則就不能顯著提升型鋼混凝土的承重能力以及強(qiáng)度。其次,就型鋼混凝土的水平孔位確定來(lái)講,也是非常重要的,水平與豎直是彼此影響和彼此作用的,這些環(huán)節(jié)中不管哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)錯(cuò)失,都容易導(dǎo)致型鋼混凝土的性能降低,所以施工人員在施工過(guò)程中必須要不斷學(xué)習(xí)知識(shí),而且針對(duì)水平孔位的確定,事實(shí)上,在操作過(guò)程中并不復(fù)雜,相當(dāng)容易,由于工作人員必須要先對(duì)孔位的豎向位置進(jìn)行確定,再結(jié)合豎向孔位位置對(duì)孔位的水平位置進(jìn)行確定,往往是在確定部位上均勻平分打孔,進(jìn)而保證孔位的水平位置不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤,同時(shí)為了可以將型鋼柱打孔明顯減少,工作人員也要型鋼柱焊接牛腿,利用焊接可以在確保承重能力和結(jié)構(gòu)都符合要求的基礎(chǔ)上,顯著改善打孔偏多導(dǎo)致的強(qiáng)度下降以及結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)固的情況。
第一,施工工藝流程在型鋼混凝土施工中起到重要的作用。在型鋼和混凝土結(jié)合前通常會(huì)出現(xiàn)安裝方案不夠完善、工藝設(shè)計(jì)落戶的情況,所以施工前必須要合理制定鋼結(jié)構(gòu)制作安裝方案,在進(jìn)行構(gòu)建制作前需要選擇合適的擦磁療,而且仔細(xì)核對(duì)與普及加工技術(shù),型鋼混凝土在結(jié)合時(shí)依舊是要重視組合的形式以及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),以上提到的在施工前的準(zhǔn)備工作是重要的環(huán)節(jié),統(tǒng)計(jì)記錄鋼構(gòu)件的尺寸、軸線高和各種數(shù)值,更為重要的是箍筋的數(shù)量和運(yùn)用,還有模板的制作和安裝使用,這些都會(huì)直接影響型鋼混凝土的施工,混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)是在結(jié)束后提高型鋼混凝土強(qiáng)度的措施,所以必須要對(duì)其養(yǎng)護(hù)作用引起重視,針對(duì)型鋼混凝土的施工過(guò)程,離不離開每個(gè)技術(shù)人員的施工工藝的運(yùn)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的相結(jié)合,必須要確保技術(shù)水平很高,才可以保證型鋼混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工正常開展。第二,型鋼混凝土在施工中的思路和工作原則。對(duì)建筑物的平面設(shè)計(jì)以及軸線位置等等、每個(gè)柱子安放部位確定后,有關(guān)人員必須要在檢查和監(jiān)督且確定無(wú)誤的基礎(chǔ)上,安裝型鋼,但是安裝也有多種類型,有必要的話,應(yīng)該結(jié)合具體要求來(lái)適當(dāng)調(diào)節(jié)和改變安裝方法,比如:就吊裝鋼結(jié)構(gòu)來(lái)看,通常在施工中無(wú)法保證流水區(qū)段的科學(xué)性和安裝偏差較大都會(huì)直接影響鋼結(jié)構(gòu)的安裝,所以針對(duì)其采取的解決對(duì)策是在吊裝過(guò)程中必須要結(jié)合建筑物的平面形狀結(jié)構(gòu)形式正確安裝,有關(guān)人員在設(shè)計(jì)安裝程序和實(shí)際安裝中應(yīng)該將安裝程序履行到位,否則就容易導(dǎo)致安裝偏差過(guò)大,對(duì)施工過(guò)程造成不利影響。
但是鋼結(jié)構(gòu)的軸線和安裝問(wèn)題始終是施工人員容易忽視的環(huán)節(jié),各層柱子的定位軸線都是將地面控制線作為出發(fā)點(diǎn)的,無(wú)法從其他的位置引上,盡量防止出現(xiàn)積累誤差。針對(duì)型鋼的重量處理,可以對(duì)各個(gè)型鋼和各個(gè)鋼結(jié)構(gòu)作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,能夠使用兩臺(tái)塔式起重機(jī),詳細(xì)統(tǒng)計(jì)分析機(jī)械重量提高荷載附著荷載最大工作荷載等等影響鋼結(jié)構(gòu),必須要盡量降低重量來(lái)減少對(duì)鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能造成的影響,合理制定相應(yīng)的措施,以確保型鋼混凝土施工正常進(jìn)行和有關(guān)機(jī)械設(shè)備穩(wěn)定進(jìn)行[4]。除此之外,螺栓的設(shè)置也是施工中技術(shù)人員以及施工人員必須要重視的問(wèn)題,地腳螺栓應(yīng)該精確定位,不可以將螺栓進(jìn)行錯(cuò)亂位置的埋設(shè),而且對(duì)于露出的絲扣也要認(rèn)真檢測(cè),前側(cè)能否滿足有關(guān)要求,要合理布置以及安裝,只有這樣才可以保障型鋼混凝土的性能。
最后,在施工中型鋼柱和梁的安裝也是容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié),所以需要合理制定相應(yīng)的解決方案。在型鋼安裝現(xiàn)場(chǎng)最好運(yùn)用栓和焊接相結(jié)合的連接手段,在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該確保各個(gè)環(huán)節(jié)都是準(zhǔn)確的,能夠通過(guò)手工焊接來(lái)焊接已栓的型鋼,但是這樣有可能出現(xiàn)焊縫,所以施工人員必須要認(rèn)真執(zhí)行焊縫的“三檢”制度和程序流程,在審核各項(xiàng)流程后,利用超聲波檢查鋼結(jié)構(gòu)性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求,所以焊接質(zhì)量是否合格直接影響直接關(guān)乎到型鋼安裝作業(yè)是否順利開展。因?yàn)樾弯摶炷辆哂休^強(qiáng)的特殊性,才可以使型鋼混凝土和常規(guī)混凝土在施工過(guò)程上有很大的差異,混凝土澆筑和模板制作都使施工進(jìn)程融入全新的元素。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中存在中型鋼骨架,必須要在混凝土強(qiáng)度達(dá)到有關(guān)部門規(guī)定的強(qiáng)度前,使用型鋼骨架來(lái)稱重以及受力,施工中讓很多荷載都其側(cè)重于型鋼骨架,進(jìn)而避免混凝土因受到過(guò)重的荷載而出現(xiàn)壓裂的情況[5]。除此之外,也必須要對(duì)振搗時(shí)間以及振搗方法引起重視。在模板制作結(jié)束后,能夠放進(jìn)振搗棒,必須要在振搗專業(yè)位置放進(jìn)振搗棒,而且對(duì)振搗時(shí)間也有一定的要求,型鋼混凝土振搗時(shí)間必須要在規(guī)定時(shí)間以內(nèi),不然就容易出現(xiàn)過(guò)振的情況,造成混凝土稠度較低,進(jìn)而出現(xiàn)型鋼混凝土性能下降的情況,對(duì)此解決措施是真到時(shí)間必須要以混凝土表面存在浮漿且長(zhǎng)期不會(huì)下沉而最適合的振搗時(shí)間,在這個(gè)期間必須要合理安排專人來(lái)認(rèn)真看護(hù)以及觀察監(jiān)督,以防型鋼出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)象。
在混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用型鋼起到非常關(guān)鍵的作用。這種型鋼混凝土結(jié)構(gòu)不僅可以提高建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,而且加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,特別還是一些經(jīng)常發(fā)生地震的地區(qū),混凝土型鋼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)普遍應(yīng)用。相信不久的將來(lái),在型鋼混凝土結(jié)構(gòu)日益完善發(fā)展的背景下,其必定為我國(guó)建筑行業(yè)帶來(lái)更加可觀的綜合效益。