高層建筑施工中勁性柱鋼筋混凝土結構的應用

秦永強

（西山煤電（集團）有限責任公司工程質量監督站， 山西 太原 030053）

0 前言

目前在高層建筑施工中所廣泛使用的勁性混凝土組合結構構件是由混凝土、鋼筋以及型鋼共同構成的，所以說勁性混凝土結構的承載力、剛度以及抗震性能都非常高，所以在進行高層建筑時更加傾向選擇勁性混凝土組合結構。但是由于這個結構的施工工藝相對過于復雜，對于質量的控制難度也非常大。因此，本文以實際工程為例，來探究型鋼混凝土結構的質量控制與施工要點，這對于高層建筑而言有著非常重要的現實意義。

1 工程概況與施工特點

1.1 工程概況

本文以某市綜合樓為例，該項目層高共計45層，總的建筑高度為230米，在綜合樓的25-29層、32-36層均選擇以勁性型鋼柱混凝土結構為主。而所選擇的型鋼柱；類型是以厚板相拼接而焊成的，并直接在現場進行安裝[1]。另外，還針對型鋼柱的二次結構展開了深化設計，并就型鋼柱的設計、制作、安裝以及梁柱核心點處的鋼筋節點進行了妥善的處理，針對混凝土工程方面所存在的問題為依據制定了一系列科學的質量保證措施，對于整體的施工進度和質量展開了控制，也取得了良好的效果。

1.2 工程施工特點

（1）需要配合混凝土結構的施工進度，因為勁性鋼柱的吊裝、校正以及焊接工作都需要在圓柱鋼筋的綁扎前全部完成，只有當樓面的混凝土全部澆筑完成后并達到一定強度后才能夠進一步完成上一層的勁性鋼柱的吊裝、校正以及焊接工作，并且在進行該環節時不能對其他工序造成影響。以勁性鋼柱和塔吊的位置關系為主，選擇LT7030型號的塔吊進行作業，在其作業范圍半徑之內，長度為8m的鋼柱其重量需要滿足塔吊的起重量，當順利達到第一個標準層之后，12根鋼柱的具體加工長度應該為4m，其余鋼柱長度調整至8m，兩層為一節，后續標準層的鋼柱長度均為8m，通過這樣交錯的方式進行作業，可以保證每個標準層都有能展開12根型鋼柱的吊裝、校正以及焊接工作，在很大程度上較快了施工的進度[2]。

（2）焊接工作的工作量相對較大。一般勁性鋼柱的腹板厚度為650mm，翼緣的厚度為325mm，板厚為25mm，所以其對接的坡口焊接長度應該為3.9m。但是圓柱勁性鋼柱對于焊接的要求是非常高的，柱翼緣的拼接縫都是以全熔透坡口的方式進行對接焊縫的，并且焊縫的等級需要達到一級。

2 圖紙深化設計

施工單位在施工期間需要嚴格的根據圖紙中的要求進行施工，所以需要針對勁性柱型鋼混凝土的結構展開進一步的深化設計，從而更好的為鋼骨型鋼柱的制作、加工、安裝和梁柱節點處理進行指導。在針對梁柱節點出展開二次深化設計的過程中需要充分的考慮到鋼筋規格、數量、位置和主梁次梁的標高設計，明確梁上下的鋼筋間距，為后續型鋼的開孔和鋼墊塊設置提供依據[3]。另外，對于施工過程中經常出現的柱主筋與型鋼梁上下翼交叉情況以及柱箍筋和型鋼梁腹板交叉等問題也需要在圖紙深化期間進行妥善的解決。

3 型鋼柱制作

3.1 制作基本要求

在制作型鋼柱的過程中需要遵守以下幾點制作要求：

第一，生產型鋼柱的生產廠家必須具備鋼結構制造資質；第二，制作型鋼柱所需要用到的所有鋼材、螺栓等材料和相關配件都需要具備送檢證和合格證；第三，當成品構建出廠之前需要根據圖紙進行嚴格的檢查與驗收。另外，還需要對焊縫展開探傷檢測，只有檢測合格才能出廠，整個過程都需要有監造人才進行現場監督。

3.2 型鋼十字柱制作工藝

一般型鋼柱的制作方式是以分節制作為主的，在車間進行加工。而對鋼板焊接變形措施的控制是制作型鋼柱的重點。常規的型鋼柱制作材料是以Q345B為主的，其腹板的厚度一般是 mm20=δ ，而翼緣板的厚度則為 mm25=δ 。分節制作型鋼柱時其長度的確定應該充分的考慮到鋼筋的接頭處和吊裝設備起重能力等因素，一般建筑物的層高均為1節型鋼柱的接頭，所以其接頭的位置應該處于露面的100cm處。

3.3 型鋼十字柱焊接工藝

焊接型鋼十字柱時其工藝方面的要求非常高，主要包括以下幾點：

第一，在焊接之前需要通過焊接試驗來確定最合理的焊接方式和工藝，在試驗完成后需要根據整個過程中以及工程項目的實際焊接需求來編制一個完整的焊接工藝評定報告，在后續施工過程中需要以該報告作為焊接施工過程中的指導性文件[3]。在進行焊接施工期間需要嚴格的按照焊接評定報告中所給出的所有技術參數和措施進行焊接，以此來保證焊接工作的質量；

第二，焊接工藝的選擇應該與CO2氣體保護焊的方式來完成低層與中層的焊道，而后利用埋弧焊罩面工藝完成剩余部分的焊接工作。一般情況CO2的氣體保護焊工藝的技術參數如表3-1所示。

表3 -1 焊接工藝參數表

第三，埋弧焊焊接工藝的具體參數如表3-2所示。

表3 -2 埋弧焊焊接工藝參數表

第四，控制焊接變形的具體措施包括：H型鋼應該選擇分段倒退和對稱焊接的方式為主，在進行對稱焊接的過程中需要保證焊接的電壓、電流、速度以及焊條直徑等都保持一致，從而確保焊接熱量的均勻分布，以此來實現降低焊接變形的目的。

4 型鋼柱安裝與連接

4.1 型鋼柱的吊裝

通常情況下鋼柱的長度是根據層高進行劃分的，主要分為3.9米、4.2米兩種。單根型鋼柱的重量為3.5噸左右，但是層高超過34層時其鋼柱的重量則為5噸。所以需要借助塔吊來完成型鋼柱的吊裝工作，利用塔吊吊裝的過程中需要對塔吊的大臂距離進行精準的計算，只有大臂距離為43米時才能夠起吊5.3噸的重量，這時才能夠滿足吊裝的重量需求。

4.2 第一節鋼柱的安裝和連接

首先需要預埋地腳螺栓；其次在安裝第一節鋼柱前，需要檢查地腳螺栓的位置與標高。吊裝之前還要對預埋螺栓的軸線位置、中心偏移、螺栓長度、螺紋場地等情況展開詳細的檢查[4]。其次，吊裝過程中鋼柱與地腳螺栓之間的垂直距離為200mm時，需要停止吊裝進行穩定，從而緩慢的完成下落工作，并實時監督鋼柱底板與螺栓的對位情況，一旦發現偏移需要立即展開調整，確保地腳螺栓能夠順利的套入到螺栓孔中，當垂直調整完成后，要拿上間螺栓螺母擰緊。

4.3 下節鋼柱的安裝和連接

首先鋼柱需要進行臨時固定，當第一節鋼柱的柱腳完成二次灌漿和安裝后，才能夠進行下一節鋼柱的安裝。鋼柱中的腹板是以高強螺栓相連接的，翼緣板也是同樣使用高強螺栓進行焊接完成的。其次，需要對鋼柱進行測量和校正，利用鉛垂或者經緯儀來測量鋼柱的水平度與垂直度完成校正工作。

5 梁柱鋼筋節點施工

一般鋼柱鋼筋節點處的施工需要注意以下幾點：

第一，因內鋼柱的原因導致施工無法使用井字箍的方式，只能改為八角箍筋；

第二，梁箍筋需要進行適當的加密，其加密區的長度應該達到兩倍的梁高；

第三，梁柱節點位置的構造是選擇繞過內鋼骨柱，或者以鋼骨腹板開孔的方式穿過去，對于節點內錨固方面來說，應該滿足其對錨固長度的需求。

6 混凝土澆筑

對于勁性柱鋼筋混凝土結構而言混凝土澆筑環節是一個重要的難點，因為型鋼柱的原因導致鋼骨無法直接對應螺栓，所以在安裝模板時需要考慮到加固問題，這無疑是增加了模板的安裝難度；另外栓釘與箍筋相對較多，并且鋼筋的排列十分緊密，以致于混凝土下料異常困難，不僅振動棒很難插入到混凝土當中，還會導致混凝土不緊密不均勻[5]。所以需要適當的增加混凝土的和易性、配合比以及坍落度；另外，提高對混凝土的振搗，并且在模板外安排專人進行敲擊，加強混凝土的緊實程度；在澆筑混凝土的過程中還要進行全程記錄。

7 結論

總之，在高層建筑施工中應用勁性柱鋼筋混凝土結構可以有效的解決性鋼珠的加工制造問題和梁柱節點鋼筋施工難題。在后續的高層建筑施工過程中可以選擇本文所提出的相關技術措施來完成建筑項目，不僅能夠為工程提供質量保證同時還能夠確?；炷翆嶓w的質量。