淺談勁性鋼柱自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控制

劉軒

摘? ? 要：其建筑形式多采用地下勁性混凝土結(jié)構(gòu)與地上鋼框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合，勁性混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用，成功解決了大跨度、超高層等復(fù)雜節(jié)點(diǎn)形式的結(jié)構(gòu)受力要求，同時(shí)也給施工技術(shù)帶來(lái)了許多困難，如何確保勁性結(jié)構(gòu)混凝土澆筑質(zhì)量成為了最需要解決的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：勁性鋼柱;自密實(shí)混凝土;施工質(zhì)量

1? 工程概況

邢臺(tái)博物館項(xiàng)目地下及主館地上工程，主館地下2層，地上5層，主體高度32.54m，結(jié)構(gòu)型式：主館筏板基礎(chǔ)，地上鋼框架結(jié)構(gòu)。輔館地下1層，地上3層，為獨(dú)立基礎(chǔ)，框架結(jié)構(gòu)。其中主館地上面積 25172.3m2，地下面積32065.68m2。

地下負(fù)二層頂板由框架柱轉(zhuǎn)換為勁性鋼柱，主要采用箱型與十字型組合鋼柱，箱型柱自首層梁頂向下延伸長(zhǎng)度2.7m，十字型鋼柱腹板伸入箱柱內(nèi)1.2m，柱身高度6.5m，截面尺寸900×1050mm、900×900mm、1100×1050mm、1050×1050mm。

梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土采用C45自密實(shí)混凝土。原設(shè)計(jì)勁性鋼柱與梁鋼筋采用連接板與連接器組合的方式連接。由于圖紙中梁設(shè)計(jì)配筋率鋼筋密集，出現(xiàn)上下多排鋼筋的情況，并且型鋼柱混凝土除首層梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)為C45自密實(shí)混凝土外，柱身其它部位均采用普通C40混凝土，導(dǎo)致施工過(guò)程中柱內(nèi)橫隔板、連接板下部30°～45°角區(qū)域很難控制其混凝土的密實(shí)度，容易造成型鋼柱與混凝土之間產(chǎn)生縫隙，并且型鋼柱的箍筋、主筋、栓釘、連接板在型鋼柱壁外150mm寬范圍內(nèi)密集交織在一起，柱身也容易因振搗不密實(shí)而造成混凝土表面蜂窩、麻面、孔洞的質(zhì)量隱患。

2? 技術(shù)問(wèn)題的改進(jìn)措施及優(yōu)化

2.1? 勁性結(jié)構(gòu)鋼筋工程施工

鋼結(jié)構(gòu)加工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)，建立實(shí)體模型，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，將鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋的排布位置關(guān)系進(jìn)行放樣。對(duì)于梁柱節(jié)點(diǎn)等復(fù)雜位置，進(jìn)行1：1放樣，并逐一進(jìn)行檢查審核，針對(duì)不同的問(wèn)題提出解決措施。

（1）勁性鋼柱與梁節(jié)點(diǎn)處梁上下部單排鋼筋過(guò)密。首層梁平法圖中，500mm×1300mm截面的梁，出現(xiàn)單排鋼筋或多排鋼筋過(guò)密的情況。鋼結(jié)構(gòu)施工前期，圖紙會(huì)審中就提出將相應(yīng)部位梁上部或下部鋼筋改為雙排或調(diào)整根數(shù)，如12/S-T軸梁截面500寬上部鋼筋8C25 改為8C25 4/4;將下部鋼筋9C25 7/2改為9C25 5/4，以增大鋼筋間隙，便于混凝土的澆筑振搗。

（2）梁柱核心區(qū)采用連接器與腹板穿孔配合使用。根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，梁柱核心區(qū)內(nèi)上下多排鋼筋交叉密集，空間有限，原設(shè)計(jì)連接板與連接器組合的方式會(huì)導(dǎo)致混凝土無(wú)法澆筑振搗密實(shí)。若全部采用鋼筋穿孔形式對(duì)鋼骨截面損傷較大，故采用連接器與腹板穿孔配合使用，在梁鋼筋穿鋼柱時(shí)，單排穿筋根數(shù)保證不超過(guò)4根，當(dāng)實(shí)配鋼筋超過(guò)此數(shù)量且無(wú)法滿足錨固長(zhǎng)度時(shí)，梁下部鋼筋可部分不進(jìn)鋼柱（但應(yīng)伸入混凝土柱內(nèi)至鋼柱外邊），比例不超過(guò)下部總鋼筋量的40%;梁上部鋼筋超過(guò)此數(shù)量，需局部加腋或加大梁截面寬度，繞過(guò)鋼柱錨入型鋼混凝土柱內(nèi)，滿足錨固長(zhǎng)度。

（3）箍筋形式的改變。由于型鋼柱箍筋較多密，穿腹板閉合箍筋需斷開(kāi)為2個(gè)“L”型箍筋后再進(jìn)行焊接封閉，箍筋焊接量非常大，經(jīng)與設(shè)計(jì)院溝通，將非節(jié)點(diǎn)區(qū)的穿腹板閉合箍筋調(diào)整為2個(gè)單肢箍，大大減少箍筋的焊接工程量;并且考慮勁性柱箍筋穿孔過(guò)密，十字型與箱形結(jié)合部位箍筋需穿過(guò)3層鋼柱腹板，現(xiàn)場(chǎng)施工難度非常大，經(jīng)與設(shè)計(jì)單位商議，將十字柱與箱型柱變截面的節(jié)點(diǎn)向下調(diào)整至混凝土梁底，避開(kāi)穿筋節(jié)點(diǎn)，并將原設(shè)計(jì)箍筋直徑10間距100調(diào)整為直徑12間距150，便于施工。

（4）勁性鋼柱主筋與型鋼梁的位置處理。當(dāng)型鋼柱上部存在型鋼梁時(shí)，柱子豎向受力鋼筋與型鋼梁鋼骨相撞，無(wú)法穿過(guò)。對(duì)柱子受力鋼筋位置進(jìn)行調(diào)整，使之從型鋼梁兩側(cè)通過(guò)，如鋼筋無(wú)法調(diào)整時(shí)，可將豎向受力按1：6進(jìn)行彎折，改變主筋位置避讓型鋼梁。

2.2? 勁性柱模板施工

勁性柱柱身模板采用新購(gòu)竹膠板，力保達(dá)到拆模后達(dá)到清水混凝土效果。柱身加固采用定型方柱緊固件，現(xiàn)場(chǎng)不用使用對(duì)拉螺栓穿孔及安裝，支模后可以快速加固，只需要兩個(gè)人就可以操作，緊固效果非常好，能調(diào)節(jié)固定尺寸，易安裝，易拆卸，現(xiàn)場(chǎng)柱高6.5m，相比普通鋼管進(jìn)行加固，既方便、實(shí)用，成本又低，還能大大幅提升施工進(jìn)度。

2.3? 勁性柱混凝土澆筑問(wèn)題

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)采用竹膠板拼裝模擬勁性鋼柱，完成后按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)梁、柱鋼筋穿孔，并分別進(jìn)行普通混凝土與自密實(shí)混凝土的澆筑試驗(yàn)，結(jié)果顯示對(duì)于配置鋼筋密集的勁性鋼柱可以實(shí)現(xiàn)穿孔通過(guò)，這樣一來(lái)減少現(xiàn)場(chǎng)連接板鋼筋焊接;拆除模板后，采用自密實(shí)混凝土澆筑的柱身達(dá)到了清水混凝土效果，而普通混凝土澆筑的柱身多處出現(xiàn)麻面、孔洞等缺陷。

（2）采用流動(dòng)性較好的C45自密實(shí)混凝土代替原設(shè)計(jì)C40普通混凝土，自密實(shí)混凝土在其自身重力作用下，能夠流動(dòng)、密實(shí)，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時(shí)獲得很好均質(zhì)性，并且不需要附加振動(dòng)的混凝土。

（3）圖紙?jiān)O(shè)計(jì)梁、板混凝土為C35，勁性鋼柱混凝土為C45自密實(shí)，現(xiàn)場(chǎng)兩側(cè)采用斜向45°布置鋼絲擋網(wǎng)分隔混凝土，施工過(guò)程中先澆筑柱混凝土，后澆筑梁板混凝土。擋網(wǎng)過(guò)程中注意保證鋼筋保護(hù)層的厚度，避免拆模后混凝土表面露出擋網(wǎng)。

（4）實(shí)際施工過(guò)程中有可能出現(xiàn)個(gè)別勁性鋼柱澆筑自密實(shí)混凝土?xí)r局部不密實(shí)的情況，應(yīng)充分考慮各種不利因素的影響，需在勁性鋼柱頂部、梁中部、底部分別留設(shè)直接150的混凝土澆筑孔，便于鋼柱內(nèi)混凝土澆筑。

3? 混凝土澆筑質(zhì)量

澆筑前柱底用商品砂漿接漿，砂漿所用水泥、細(xì)骨料、外加劑的配合比必須與自密實(shí)混凝土所用相同。

現(xiàn)場(chǎng)宜采用塔吊吊灰斗的方式澆筑。制作一個(gè)同柱直徑的鋼漏斗，澆搗時(shí)把漏斗底口放置在柱頂模板內(nèi)測(cè)，沿勁性鋼柱邊均勻灌筑混凝土，混凝土下料點(diǎn)分散布置，間距控制在2-3m左右，并在柱四角穿入30振搗棒進(jìn)行振搗。灌入一半以后用振動(dòng)棒插入底部邊拔邊振，稍作振搗排出柱內(nèi)混凝土中的氣泡;振搗后拔出振動(dòng)棒再澆灌上半部混凝土，柱體灌滿后在插入振動(dòng)棒至中間部位以下500mm～800mm邊拔邊振搗，使柱混凝土中的氣泡排出，柱頂補(bǔ)足、排氣、收平。

混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)設(shè)專人檢查現(xiàn)場(chǎng)混凝土的質(zhì)量，嚴(yán)格控制混凝土配合比，安排質(zhì)檢員全程混凝土旁站，試驗(yàn)員對(duì)每車混凝土的擴(kuò)展度進(jìn)行實(shí)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，立即停止該車混凝土澆筑。

4? 技術(shù)指標(biāo)及作用意義

通過(guò)對(duì)勁性鋼柱自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量控制的研究，拆模后柱身混凝土表面平整光潔、無(wú)漏漿、孔洞、蜂窩麻面和可見(jiàn)裂縫等質(zhì)量缺陷，特別是節(jié)點(diǎn)處線條清晰規(guī)則，達(dá)到了預(yù)期的要求。從技術(shù)上、施工上提出的改進(jìn)措施及優(yōu)化與國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)相比處于領(lǐng)先水平，研究得到了極為理想的效果，有效的解決了大截面、箱型十字型組合鋼柱結(jié)構(gòu)施工中存在的問(wèn)題，既保證了柱身混凝土成型質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度。

5? 結(jié)束語(yǔ)

綜合本文論述，在勁性結(jié)構(gòu)施工中要嚴(yán)格控制每個(gè)步驟，這樣才能使工程質(zhì)量有保障.本工程的勁性鋼柱混凝土施工取得了較為滿意的結(jié)果，過(guò)程創(chuàng)優(yōu)、內(nèi)實(shí)外美，確保本工程獲得省結(jié)構(gòu)優(yōu)良。

參考文獻(xiàn)：

[1] 翁友法，呂家良.自密實(shí)混凝土的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展方向[J].中國(guó)港灣建設(shè)，2002（2）.

[2] 陳睿，劉真.自密實(shí)混凝土應(yīng)用研究[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2001（12）.