高层建筑大截面劲性柱施工

陈忠 邓刚

摘要：高层建筑中采用劲性钢筋混凝土组合柱，可缩小柱的截面。由于钢柱加工、现场上下柱的连接和梁柱节点中梁的钢筋需穿过柱的腹板等工艺，施工难度较高。结合工程实际，介绍了劲性钢筋砼组合柱的施工过程。

关键词：劲性钢筋砼柱；钢柱制作；安装

l 工程简述

某高层综合楼工程，总建筑面积16857.10m2。地上为20层，地下为2层，建筑檐高66.6m，结构体系属型钢砼框架一一简体结构，钢柱为焊接H型钢柱，截面尺寸分别为600mm×600mm、550mm×550mm。施工中采用大截面劲注钢筋混凝土组合柱，施工难度较高。

2 安装原则

劲性柱型钢节点安装，分节原则为：

(1)与现场ZTQ80型塔吊的起重范围相适应，所有构件都能够利用塔吊安装；

(2)分段位置在统一标高，利于砼浇注；

(3)每节钢柱长度方便制作、运输、安装；

(4)分段后的钢柱安装后高度适中，便于临时固定和调整。

按上述分段原则，钢柱基本上每3层为一节，根据结构柱的实际情况，有些钢柱为2层一节，单件最大重量为10500kg。

3 劲性柱的制作

(1)劲性柱与柱底座埋件制作须按钢结构的要求在金属构件加工厂制作。

(2)剪力健布置：在H型钢柱，每排水平面8块，但每节柱排数是不同的，首节至第二节钢柱，7m、3.8m和最上节的8m长钢柱，剪力健每排中心距为600mm，第三节以上每排中心距为1300mm。

(3)劲性柱制作和验收，必须按照《钢结构工程施工及验收规范GB50205-95》、《建筑钢结构焊接规程JGJ81-91》和《钢结构工程质量验收评定标准GB50205-95》的三个标准执行。

(4)由于安装需要，在劲性柱两端头的翼缘板外侧，各焊接4块连接耳板，耳板规格170mm×90mm×16mm，2-M24螺柱孔，严格要求焊位准确，以利安装时上下耳板对准在一个平面上，用厚16mm的夹板和4-M24螺栓，将上下耳板作临时固定。

(5)梁的钢筋须穿过劲性柱的腹板，故加工时应按加工图所示的位置和孔径一同在加工厂内完成。

(6)劲性柱在工厂生产，每节必须经验收合格，并在柱上编号后，才准出厂。

4 劲性柱安装

4.1 底座埋件安装

在浇筑地下室承台混凝土前，依据各柱轴线和水准点，将劲性柱底座钢板埋入，固定牢，要求位置准确，钢板面平整标高准确。在混凝土浇筑过程中，有专人看护，初凝前发现位移或升降的必须及时修正，钢板底不准有空隙。

4.2 劲性柱首节安装

(1)测量放线：清除柱座钢板上的水泥浆、铁锈、油污等影响焊接质量的杂物后，依据设计施工图，在柱底钢板上放出劲性柱的纵横安装中心轴线和标高，并绘制测量成果记录，交付验收。

(2)钢柱放线：钢柱进场经质量检查验收合格，清除油污、铁锈、泥土杂物后，横放在垫木上，即可在钢柱上弹出纵横安装中心线。

(3)吊点与吊索具：采用单机回转法起吊，吊点利用耳板螺栓孔，专用卸扣和Φ17.5mm钢丝吊索。

(4)首节起吊时，不得使柱端在地面上有拖拉现象，起吊时必须边起勾、边转臂，使钢柱垂直离地。

(5)就位：当塔吊回转到就位上方，钢柱渐渐下落距底座200mm时，应停机稳定，在基本对准安装轴线后，缓慢下落，轻触底板，调整到完全对准轴线后，点焊定位，拉紧柱上端的风绳，作临时固定。

(6)垂直度调整：用2台经纬仪测定垂直度，借助缆风绳将钢柱垂直度调整到允许偏差范围。首节柱的就位准确，其垂直度无偏差是十分重要的。

(7)施焊：为减少焊接变形，按照对称原则，每节柱安排两个焊工，先焊翼缘板，再焊腹板。

(8)施焊操作人员和检验人员，必须经过技术培训，只有取得上岗操作合格证书者，才能进行现场操作。

(9)当地面层楼板混凝土浇捣完后，复测柱轴线和钢柱柱顶标高，保证第二节柱身长度调整到各柱统一标高上。

4.3 上节钢柱吊装

(1)上下柱临时连接：钢柱弹出纵横中心线，起吊，就位后，用4组厚16mm的钢夹板，将上下两节柱的耳板用M24螺栓连接在一起，待上下柱的焊接完成后，夹板可卸下，可重复利用。

(2)垂直度调整：用两台经纬仪测定垂直度，借助临时缆风绳将钢柱垂直度调整到无偏差位置。

(3)焊接：上下柱接头为V型坡口，坡口在内侧，焊缝为全熔透I级焊缝。柱接头在坡口处底层，用J422Φ3.2mm的焊条打底，中层用Φ4.Omm，外层用Φ5.Omm焊条，焊缝背面应用碳弧气刨清根后，再施焊一道焊条。

(4)焊接程序：为减少焊接变形影响柱垂直度，故需按照对称原则，每个柱接头安排两名焊工，对角展开先焊翼缘板，再焊腹板。当中层焊道完成后，再复测一下垂直度，如发现偏差，需作调整后，再继续气刨清根与焊接。

(5)注意事项：每道焊缝完成都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷，应及时磨去并修补，每道焊接层间温度应控制在5O-800℃，温度太高时应暂停焊接，焊接时不得在割口外的母材打火引弧。

(6)检测：焊缝表面成型满足规范的要求，焊缝质量等级的检测，须通过超声波检测来评定，要求达到l级。

(7)焊工和检验人员在焊接和检验工序完成后，按照表格认真填写各项作业记录表和检验评定表。

4.4 梁主节点钢筋穿孔处理

在梁柱节点中，横梁上下主筋均须穿钢柱腹板，因此钢柱加工时需按提供的加工图进行钻孔，孔径须比所穿钢筋直径大1Omm，因为梁柱不是直角相交，纵梁主筋穿插在两H型钢柱间隔间。

5 模板

(1)采用七夹板加金属直边框的定型模板，边角连接用回形扣件，纵向加劲楞木为50mm×1OOmm，横向用双排钢管箍，对拉螺栓Φ16mm紧固，对拉螺栓水平距600mm，钢筋箍中心距为500mm。

(2)在支模过程中，如保护层垫块被碰掉或位移，必须在封模板前补上和调整位置。

6 混凝土浇捣

(1)C60混凝土采用固定泵输送。泵管以楼板上事先留出的300mm×300mm洞口。作为垂直通道，每两层设一槽钢固定夹固定在楼板预埋件上。水平泵管与地面一层采用预留件抱箍固定。

(2)混凝土塌落度定为16-18mm，采用长软轴振捣棒分层振捣，混凝土卸料时必须分层分格下料，每次卸料高度为500mm。

(3)拆模后视气候条件对混凝土浇水养护，用塑料薄膜覆盖，胶带纸封口。

7 施工体会

该高层综合楼劲性柱钢结构总量虽然不多，但由于科技含量高，对其加工安装的要求高。施工中依靠科学技术手段，通过组织技术人员技术攻关，对柱脚固定、柱身分节、钢筋连接方法、安装固定等各难点进行技术分析，制定了切实可行的施工方案，并严格按照制定的施工方案进行施工，保证了工程顺利完成。

转自：《新疆钢铁》，第4期，2006年，47-48页。