探討型鋼混凝土鋼柱安裝作業及其質量控制要點

馮建斌

（山西機械化建設集團有限公司，山西太原 030009）

1 工程簡介

某商住宅樓型鋼柱共16根，其中14根“H”形型鋼柱截面尺寸為800mm×800mm，2根“十”形型鋼柱截面尺寸為1000mm×1000mm，單件最重3.5t，型鋼柱采用兩段法安裝，每段高度按樓層高度，本案中分別為8.6m、6.2m現場對接安裝，上下兩段采用全熔透焊接。

2 型鋼混凝土鋼柱施工工序控制要點

作為荷載傳遞的主要構件，型鋼混凝土鋼柱安裝內容主要包括地腳螺栓和型鋼柱。其安裝施工的特點可歸納為：型鋼柱構件的截面、高度和重量偏大，由此分析可知，安裝時需要配置大型起重吊裝設備，且型鋼柱細長桿件穩定系數要求較高，標高控制精度高，軸線位置校正復雜。

2.1 半成品、材料

（1）鋼構件。鋼材材質均采用Q235B級鋼，符合設計、加工質量要求，且必須有出廠合格證。

（2）連接材料。焊條采用E43X系列焊條，普通C級螺栓和墊圈采用Q235B鋼，高強螺栓采用10.9S摩擦型大六角高強螺栓，連接接觸面的處理采用噴砂摩擦面抗滑移系數u=0.50，柱腳螺栓采用Q235B級鋼材，連接材料均應有材質證書，并符合設計、規范、標準要求。

（3）防護涂料。除銹等級為Sa2.5，構件表面兩道紅丹防銹底漆，一道醇酸中間漆，一道醇酸瓷漆，防銹漆、面漆質量參數均應符合設計、規范、標準要求，并有產品質量出廠合格證明。

（4）輔材。型鋼柱安裝需要各種厚度、尺寸規格不同的鋼墊板、墊鐵等。

2.2 機械設備

履帶式起重機、輪胎式起重機、塔式起重機等；載重運輸汽車、平板運輸拖車；電焊機、氣焊設備等。

2.3 輔助工具

鋼絲繩、棕繩、卡環、繩夾等繩索類工具；扳手、撬杠、倒鏈、千斤頂等手工類工具；經緯儀、水準儀、塔尺、鋼尺、線墜等測量工具。

2.4 作業條件

（1）安裝施工方案應嚴格按照編審流程進行報批，重點要合理選擇起重吊裝設備，分析制定起吊安裝流水施工順序及其工藝方法，進行構件、配件供應策劃，合理安排技術工人等勞動力入場時間及其配備數量，規劃進場材料存放場地，鋼柱等構配件疊放層數、間距、運輸路線等，明確安裝施工質量標準及其安全施工技術保障措施等，并嚴格執行層層交底制度，將施工方案及其保障措施的交底工作交到操作工人手中。

（2）墊層已經施工完畢，基礎鋼筋已經綁扎完畢，地腳螺栓安裝完成。

（3）型鋼柱已按照策劃書中的時間節點進場，按施工現場平面布置圖合理堆放，并按照工程設計、規范相關要求對型鋼柱進行詳細、全面的核查，仔細比對型鋼柱的型號、數量、規格以及其外觀質量，尤其注意檢查各種連接件的種類、數量、型號及其位置標識等，各種參數均應符合設計規范要求。

（4）檢查型鋼柱基礎，用經緯儀或全站儀精確復核基礎定位軸線及基礎軸線，用水準儀復測標高，用水平儀或塞尺復核型鋼柱支承面的平整度，并對地腳螺栓的安裝位置和伸出長度進行精確測量，各項參數均應滿足規范及工程設計要求；不合格點應進行矯正處理。

（5）采用測量標劃縱橫軸線及其邊線的方法，標劃出型鋼柱精確位置及其標高，并在型鋼柱上標劃出醒目的中軸線和高程標線等。

（6）根據作業條件科學合理選擇作業方案，盡量減少高空作業，并將安全技術交底工作進行到位，可以考慮將型鋼柱與基礎、型鋼柱與其他構件之間的連接件預先固定在設計相應位置。

（7）吊裝前，應編制試吊方案，并對運輸、起重機械設備進行必要的維修保養，調試、就位，確保機械設備性能良好。檢查吊裝使用的輔助工具、輔助材料以及輔助電器設備等，確保其狀態良好、隨時可用。

（8）施工臨時便道的修筑應滿足型鋼柱的運輸、吊裝要求，路面平整、堅實，寬度滿足轉彎半徑、裝卸要求，施工現場臨時排水應永臨結合，防止不均勻沉降及局部塌陷，臨電線路架設合理，不影響吊裝作業。

（9）高空作業人員使用的作業平臺、垂直上下的梯子及其防護設施應準備齊全。

（10）采取兩段法施工的柱子，臨時拼裝臺應采用具有一定承載力的枕木、型鋼和鋼板等材料搭設牢固。

2.5 施工操作工藝

（1）現場拼裝。型鋼柱的焊接拼裝應根據不同的柱界面采用不同的操作方法進行，當型鋼柱的截面大于1m×1m時，拼裝焊接過程應制作專用拼裝操作平臺，拼裝臺堅固平整，其平整度應不超過3mm，構件拼接安裝應穩定必應變形，操作平臺應配置相應控制變形及保持穩定的裝置。

（2）考慮到焊接過程中，焊接件會產生應力、變形，為此，焊接宜用對稱焊。焊縫應平順不咬邊，焊縫厚度滿足設計規范指標要求。焊接質量驗收合格后，將定位連接件等輔助構件拆除。

2.6 鋼結構涂裝

構件拼裝完成后涂兩道紅丹防銹底漆及1道醇酸中間漆、1道醇酸瓷漆，涂膜總厚度不小于125μm，涂裝部位應精確控制，上下兩節型鋼柱連接焊接的接觸面及其兩側一定范圍內（一般為50mm），在其拼接安裝前預留涂裝區域，在拼接安裝完畢檢驗合格后再另行涂裝。涂裝保護應做好定期修補、維護工作，補焊、擦傷、脫漆部位以及未刷底漆的區域應重點檢查。

2.7 吊裝設備與綁扎、吊裝

（1）在編制型鋼柱吊裝方案時，應比較履帶式起重機、輪胎式起重機以及塔式起重機的優劣性，從而選擇最優組合方案進行吊裝設備的配置。

①在進行吊裝方案比選時，應根據起重設備的能力、構配件的自身重量、起吊的高度以及構件的外形尺寸等參數來確定起吊安裝方式，如果選用整體起吊安裝，則構配件的總重量應控制在起重設備允許的額定起重范圍內，起吊就位時采取單機旋轉法或滑行法。

②當型鋼柱采用抬吊法作業時，應配備專職指揮人員，在起吊時，指揮兩臺起重設備同時將型鋼柱水平吊起脫離平板運輸車或離開地面一定高度后暫停上升，將平板運輸車驅離吊裝現場周圍，之后指揮其中一臺吊裝設備保持現有狀態不變，另一臺吊裝設備則停止上升而向內側旋轉，使型鋼柱的起吊狀態逐漸由水平轉向垂直，并靠近型鋼柱的安裝位置，此時轉由單獨一臺吊裝設備負責起吊，另一臺旋轉起吊設備卸載并撤去該機吊點的鋼絲繩，由單機將型鋼柱吊裝就位，插進錨固螺栓后旋緊固定。

③對于超長、超重型型鋼柱，應采用分節、分段吊裝的方法，從下到上依次吊裝拼接，在下節型鋼柱及其柱間支撐吊裝檢查合格后，再進行上節型鋼柱的吊裝拼接工作。

（2）型鋼柱的吊裝方案應經過精確計算并進行專家論證，尤其是型鋼柱吊裝綁扎方法，必須經過科學計算確定綁扎扎點的位置及其允許偏差范圍，無論采用一點吊、兩點吊或者多點吊，對其綁扎點均應根據型鋼柱的重心及型鋼柱牛腿的位置加以確定，無論型鋼柱有沒有設置牛腿，均應設置防止吊索滑動的措施。

（3）型鋼柱表面的油污、泥土、銹跡等雜質應清理干凈，以便于在型鋼柱上雙側雙向準確標注中心軸線，使標注的中心軸線清晰、顯眼、不脫落，容易與定位軸線對準、校正。

（4）在鋼筋混凝土基礎中預埋地腳螺栓，與型鋼柱進行鉸接連接。吊裝過程中，將型鋼柱的基礎支承面作為計算控制高程的依據，型鋼柱腳底板與基礎支撐頂面之間的空隙以及型鋼柱頂面標高的實際偏差值必須精確測量，并利用不同厚度的鋼墊板加以調整。墊板下基礎混凝土頂面應清掃干凈、不留雜質，且該平面應平整，使豎向承載力能夠均勻分布下傳。不同厚度的鋼墊板應分層墊入，每層不超過3塊，墊板位置應位于型鋼柱的地腳螺栓圍成的柱芯。

（5）型鋼柱啟動吊裝作業后，先將型鋼柱腳吊至距離地腳螺栓約30～40cm，采用人工將型鋼柱調整扶正，并將型鋼柱柱腳螺栓孔對準預埋地腳螺栓，然后專人指揮緩慢落鉤使型鋼柱準確就位，期間，人工將型鋼柱上漆畫標注的型鋼柱中心線與其基礎雙向定位軸線對準、校正，其雙向垂直偏差控制采用兩臺經緯儀從雙向進行測量，并將偏差值控制在20mm以內，之后立即擰緊螺栓臨時固定，吊索脫鉤撤離工位。

3 混凝土型鋼柱施工質量控制措施

針對施工過程中的難點，需要重點做好如下幾點措施：

（1）型鋼柱安裝時，其垂直度、柱腳底座中心線與定位軸線之間存在的偏差值應在允許范圍之內，型鋼柱定位準確、柱節點之間接觸面不應小于70%緊貼，且柱節點邊緣最大間隙不大于0.8mm，同一層柱安裝固定后，各柱頂標高偏差值符合設計規范要求，應通過增加測量頻次、交叉復核測量等方法進行精度控制，抓住重點，解決難點。

（2）編制型鋼混凝土鋼柱安裝施工方案，并做好技術交底工作，明確質量控制重點和難點。針對型鋼柱混凝土的澆筑、型鋼制作、預埋件安裝、型鋼柱安裝的施工流程及注意事項還應進行技術教育培訓。

（3）型鋼柱基礎預埋螺栓的定位精度直接影響到首節型鋼柱的安裝坐標控制精度，對型鋼混凝土柱的安裝質量至關重要，控制型鋼柱腳預埋螺栓的位置偏差應作為控制重點。