型鋼混凝土組合結構柱施工質量控制要點

李 明 （滁州市重點工程建設管理處，安徽 滁州 239000）

1 項目總體概況

滁州市奧體中心項目由“一場兩館”（體育場、體育館、游泳館）組成、體育生態公園、全民健身活動中心及其他配套設施等，定位為國家體育建筑甲級標準，滿足承辦全國性和單項國際比賽要求。

奧體中心項目總建筑面積13.26萬m2，其中體育場總建筑面積69988m2，建筑高度46.1m，規模約40000萬座，包括東看臺、南看臺、西看臺、北酒店四個單體，其中東看臺下設一層人防地下室，各單體概況如下表所示。

2 體育場型鋼混凝土組合結構柱概述

型鋼混凝土組合結構(Steel Reinforced Concrete，簡稱 SRC)是由混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋組成的組合結構構件，基本構件形式為梁和柱。奧體中心項目體育場桁架柱采用型鋼混凝土組合結構柱，分布于東西看臺，由H型鋼和十字柱組成，西看臺鋼柱共22根，東看臺鋼柱共22根、南看臺鋼柱共4根，西看臺鋼柱高度23.31m～35.34m，東看臺鋼柱高度23.31m～40.34m，鋼柱分成四段吊裝。

型鋼混凝土組合結構柱截面尺寸主要有 1000×1000、1000×1450、1000×1700、1000 ×1800、1000 ×2200 等，H型鋼規格主要包括H600×400×30×30、H1800×400×30×30、H1000×400×30×30等型號，鋼柱分布及組成基本形態如圖1、圖2、圖3。

奧體中心項目體育場型鋼混凝土組合結構柱具有如下特點：

①型鋼混凝土組合結構柱頂部節點構造復雜，鋼板材質為Q390B鋼板厚度為 50mm（圖 4）；

圖1 型鋼柱基本分布

圖2 鋼柱基本形態（四段吊裝）

圖3 型鋼柱、拉索體系、屋蓋系統

圖4 頂部節點構造

圖5 拉索節點構造

圖6 型鋼與鋼筋連接

②每榀桁架背后采用斜拉索平衡，東西看臺共43道拉索，節點構造復雜，拉索耳板節點板厚60mm（圖5）；

③型鋼與鋼筋連接復雜、密布（圖6）。

3 型鋼混凝土組合結構柱質量控制

滁州市奧體中心項目型鋼混凝土組合結構柱具有節點復雜、受力特殊等特點，為確保工程結構及功能使用安全，加強質量管理及控制，重點采取了以下措施。

3.1 設計、技術及組織準備等工作

①設計是工程質量及功能安全的源頭，嚴格貫徹國家技術經濟政策，按照技術先進、安全適用、經濟合理原則進行設計。設計完成后及時進行圖紙會審和設計交底工作，將設計問題處理在萌芽狀態。

項目總體概況

②核查總包及專業承包單位質量管理體系、質量控制制度及檢驗制度，確保質量管理體系有效運轉。

③審核專項施工方案，重點審核施工工藝、技術參數、安全技術措施，應符合工程建設強制性標準等。

3.2 型鋼柱材料、零（部）件控制

型鋼柱材料、零（部）件控制是重點確保型鋼制作安裝所需的鋼板（型鋼）、栓釘、高強螺栓及焊接材料的規格、材質，符合規范和設計要求。材料、零（部）件進場驗收主要核查材料及零（部）數量、規格、材質等，核查質量證明文件，對鋼板、焊材高強螺栓等進行抽樣復檢。

本項目型鋼柱分四節安裝，型鋼柱總重量約2350t，材料、零（部）件進場是質量控制重點工作，對進場型鋼柱全面檢查，檢查的構件規格尺寸、外觀質量、出廠合格證及材質證明文件等，進場驗收78次（圖7）、復試21組。

圖7 材料進場驗收

3.3 構件工廠加工制作管理

構件工廠加工是質量監管的盲區，因此在工廠加工階段，定期或不定期駐場是控制加工質量的有效手段。工廠加工零（部）件控制要點如下：

①型鋼柱制作前，根據設計圖紙、現場施工條件，合理分析型鋼柱分節長度，需考慮現場最大起重量、同時考慮接頭位置；

②加工規格及精度應滿足設計及規范要求；

③檢查鋼筋穿筋孔、預留孔及補強措施須滿足設計和施工要求；

④型鋼拼接前應將構件焊接面的油、銹清除。

3.4 基礎預埋質量控制

型鋼柱基礎預埋是確保第一節鋼柱安裝精度及后續安裝質量的關鍵，過程中加強定位、軸線、預埋螺栓保護等的質量控制。

3.5 型鋼現場安裝控制要點

體育場型鋼柱分布于東西看臺，由H型鋼和十字柱組成，每榀鋼骨柱高度23.31m～40.34m，分成四段吊裝。第三段鋼柱為三角形，由多個構件組成，需要在現場拼裝，最大吊重24t。由于型鋼柱結構較為復雜、分段重量大，且整個東區有地下室，鋼結構只能在外側安裝，吊裝半徑遠，吊裝機械采用300t汽車吊。

圖8 型鋼柱安裝

為確保體育場型鋼柱安裝質量，重點加強以下方面控制：

①清理混凝土浮漿、夾雜，并復核型鋼柱軸線位置、標高及垂直度，指標值需符合設計及規范要求；

②型鋼柱安裝方位及孔口位置應正確，安裝精度應在規范允許偏差之內；

③焊接質量控制要點

a.首次采用的鋼材、焊接材料、焊接方法、焊后熱處理等，應進行焊接工藝評定，并應根據評定報告確定焊接工藝；焊工必須經考試合格，并取得合格證書，持證焊工必須在其考試合格項目及其認可范圍施焊。

圖9 焊工考試

圖10 焊縫檢測

b.焊接時，應選擇合理焊接順序，盡可能減少焊接應力，防止焊接產生過大變形。焊接完成后根據設計及規范要求檢查焊縫外觀質量、焊縫尺寸等。對一、二級焊縫，焊接完畢24h后，按有關規定見證超聲波探傷檢驗，當超聲波探傷不能對缺陷作出判斷時，應采用射線探傷。

3.6 鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑控制要點

①注意細部鋼筋節點控制，如本項目桁架型鋼混凝土組合結構柱中需要增加圓弧倒角附件鋼筋（圖11）。

②型鋼柱鋼筋的安裝，對鋼筋安裝要求較普通混凝土結構柱而言，困難要大，要加強鋼筋下料、安裝精度控制，防止鋼筋與型鋼穿鋼筋孔的位置出現偏差錯位；

③在柱節點部位，如腹板開孔的大小和位置不合適時，須征得設計單位的同意后，再用電鉆補孔或用鉸刀擴孔，不得用氣割開孔；

圖11 桁架柱典型鋼筋布置示意圖

④因型鋼柱構件中型鋼的存在，柱模板的加固無法采用對拉螺栓進行加固，故應重點檢查模板加固措施是否滿足施工要求；

⑤因鋼骨混凝土構件中梁柱接頭部位不僅鋼筋密集，而且又型鋼的存在，故鋼骨柱等豎向構件混凝土澆注較為困難。為便于混凝土澆注，模板安裝宜設置澆搗口，以便于混凝土澆筑；

⑥型鋼混凝土結構的混凝土澆筑，應符合《混凝土結構工程施工質量驗收規范》要求。在柱接頭處等混凝土不易充分填滿處，要精細進行澆筑和搗實。型鋼混凝土結構外包的混凝土外殼，要滿足受力和耐火的雙重要求，澆灌時要保證其密實度和防止開裂。

3.7 型鋼混凝土組合結構驗收

根據《建筑工程施工質量驗收統一標準》（GB50300-2013），型鋼混凝土組合結構屬于主體結構分部工程中的子分部工程，包括型鋼焊接、緊固件連接、型鋼與鋼筋連接、型鋼構件組裝及預拼裝、型鋼安裝、模板、混凝土等七個分項工程。子分部工程、分項工程、檢驗批驗收，嚴格按照流程進行，驗收時注重質量控制資料審核。

4 結語

型鋼混凝土組合結構是在鋼結構和混凝土結構基礎上發展起來的一種新型結構體系。適用于高層建筑結構、大型公共建筑、大跨重載結構、多層重型工業廠房、大跨橋梁等結構領域。實踐證明，它是一種具有顯著技術經濟效益和社會效益的新型結構體系，應用前景廣闊，適用我國基本建設的國情，有很大的發展空間。本項目體育場工程通過采用型鋼混凝土結構模式，優化了設計，充分體現了技術先進、安全適用、經濟合理的設計原則。