大截面現澆型鋼混凝土斜柱結構施工

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[摘要]結合具體施工案例，從每一步工藝的具體施工方法作為切入點，詳細介紹了每一步施工工藝以及施工過程，針對大截面混凝土現澆型鋼混凝土斜柱結構的施工方案進行探索討論。

[關鍵詞]型鋼；混凝土斜柱；臨時支撐；振搗

在超高層建筑施工中，主體結構施工需要嚴格保證施工質量，特別是特殊結構的施工，既應當保證特殊結構的施工質量，也應當考慮其施工方法，保證施工方法操作上的可行性。本工程在大截面混凝土現澆型鋼混凝土斜柱結構的施工過程中，對傳統施工方法中的混凝土施工、模板排架施工以及腳手架施工等工藝進行了優化，使得更加適用特殊結構施工過程，保證施工質量，也在施工工藝上進行了創新，如增設鋼骨臨時支撐，使得其在施工過程中的穩定性得到保證，同時也保障了施工人員的安全。

1工程概況

張江中區單元57-01地塊項目為集辦公、配套商業功能為一體的核心商務區城市綜合體項目。地上包括1棟超高層辦公塔樓，其兩側有兩棟3～4層裙樓（商業樓及交易中心）。辦公塔樓及商業裙房地下設整體滿鋪3層地下室，局部地下一層設置夾層，用地面積17252m2，建筑面積264030m2，其中1#超高層辦公塔樓地上59層，建筑高度320m，結構形式采用型鋼混凝土-框架核心筒結構。如圖1所示，外框含有16型鋼混凝土柱，其中8根邊柱為型鋼混凝土斜柱，內置H型鋼，斜柱尺寸為1400mm×2000mm，傾斜角度為76°，F1～F2層斜進3471mm，F3～F10均斜進1116mm，共計13140mm。斜柱F2層外框樓面挑空，即斜柱豎向無水平支撐的高度范圍達14m。

2工程難點

1）由于塔樓F2層無水平結構，故斜柱F1～F2層整體長達14m，其鋼骨施工、模板排架支設、混凝土施工是施工難點。2）由于F1～F2層斜柱內型鋼為一整體，故型鋼放置后，混凝土澆筑前及澆筑時，其穩定性難以保證。3）由于斜柱整體長度過長，需進行分段施工，導致施工工期延長，鋼骨裸露時間變長，增加了施工安全的不確定性。4）斜柱不同于普通的結構柱，造成其混凝土澆筑后振搗難度大大增加，難以保證混凝土的施工質量。

3斜柱型鋼施工

3.1臨時支撐

本工程斜柱內型鋼為雙H型鋼，其截面形式為H600mm×1000mm×70mm×70mm，長14m，吊裝重量為23.3t。由于型鋼安裝后，柱體本身并未澆筑混凝土，還需進行鋼筋及模板等施工工序，為保證型鋼的結構穩定性，以及保證施工人員的安全，斜柱內型鋼安裝時采用□400mm×400mm×20mm型鋼柱作為臨時支撐（圖2），臨時支撐的上部通過兩塊鋼板與斜柱內型鋼牛腿焊接固定。臨時支撐的下部需預先設置埋件固定在首層底板上，鋼柱吊裝到位通過臨時支撐進行臨時固定，邊吊邊校，滿足精度要求后進行鋼梁的吊裝形成穩定結構體系。

3.2鋼柱吊裝

鋼柱采用四點吊并通過神仙葫蘆進行調整，鋼柱吊裝到位通過臨時支撐進行臨時固定。鋼柱上預先設置上操作平臺。待鋼柱吊裝到位后，及時進行柱間鋼梁與臨時支撐鋼柱的焊接永久連接，形成穩固的結構體系，鋼梁上設置有焊接吊籠和生命繩作為梁上行走和作業安全措施。具體施工流程如下。1）流程一如圖3(a)所示：外框先吊角柱，再斜柱分段為兩層一節，鋼柱采用四點吊并通過神仙葫蘆進行調整，鋼柱吊裝到位通過臨時支撐進行臨時固定。鋼柱上預先設置上操作平臺。2）流程二如圖3(b)所示：外框斜柱吊裝到位后，及時進行柱間鋼梁與樓層鋼梁的安裝，形成穩固的結構體系，鋼梁上設置有焊接吊籠和生命繩作為梁上行走和作業安全措施。3）流程三如圖3(c)所示：待F1～F2鋼柱和鋼梁施工完成后，進行臨時支撐的拆除。然后進行勁性柱鋼筋綁扎、模板支設加固、排架腳手搭設及混凝土澆筑施工。

4斜柱支撐體系

本工程勁性斜柱主要規格為1400mm×2000mm，采用黑模+定型化卡箍進行加固，并在周邊采用∅48mm×3.0mm鋼管滿堂設置落地鋼管扣件排架體系，高度23m(圖4)。待鋼筋驗收通過后，即可對柱體進行封模工序，封模的模板為厚15mm的優質黑模板，并采用40mm×90mm方木作為豎龍骨采，間距250mm，橫向龍骨采用定型化卡箍@350，并相錯隨著雙拼∅48mm×3.0mm鋼管抱箍形式與斜撐連接，間距900mm，具體數據均依據計算書驗算通過后所得。柱體模板安裝施工時，需先在結構頂板板面上進行彈線施工，縱橫軸線立柱邊線應保證位置精確，隨后柱體鋼筋綁扎施工，最后再進行封模，且立柱模板與鋼筋間應設置砂漿保護層墊塊，以避免鋼筋與模板相碰，從而導致露筋等缺陷。柱模板外側采用∅48mm、壁厚3.0mm的鋼管、40mm×90mm的方木及M16止水對拉螺栓進行拉結，各立柱模板箍間采用鋼管與平臺排架相互連接，以增強穩定性。在柱子模板的底部設置1個300mm×300mm的清掃孔，將柱模內清理干凈，封閉清掃口，辦理柱模預檢。柱鋼筋綁扎高處作業應設置臨時腳手架，腳手架應滿足相關技術及安全要求，可由周邊排架體系兼顧。斜柱共計分為3段施工，第一段與第二段長4.5m，第三段長5m，斜柱砼等級為C70。

5斜柱混凝土施工

5.1斜柱鋼骨內振搗

由于柱體傾斜，從而使得混凝土澆筑施工時振搗難度大大增加，故在混凝土澆搗前，需將1根直徑為150mm的硬質膠提前插入斜柱柱體內，并且提前在膠管表面開設一道凹槽，凹槽的寬度應為100mm，隨后將振搗棒插入凹槽內（圖5）。為加強振搗效果，選用作用半徑較大的R70振搗棒，待混凝土澆筑時，應當隨澆隨搗，振搗時應將振搗棒放在槽內，并且隨著混凝土澆筑的進行，振搗棒應與膠管一同提升，從而使振搗棒始終處于膠管內。同時膠管作為串筒，向下輸送座底砂漿和底部混凝土。根據以往工程經驗，為保證斜柱施工質量及外表的美觀，應當將混凝土拌和物的坍落度嚴格控制在210～230mm間，同時其擴展度也應當嚴格控制在370～450mm間。混凝土運輸至施工現場后，應當在澆筑前對其落度和擴展度進行檢測，須符合要求方可進行澆筑施工。斜柱的頂面模板應當開設高0.03m、寬0.2m、間距2m的通氣槽。通氣槽內襯快易收口網。當混凝土澆筑施工時，應派專人持續輕振頂面模板，同時觀察通氣槽排出氣泡的情況。

5.2斜柱鋼骨外振搗

由于受到重力的影響，插入式振搗器容易偏向內側，而使得另一側振搗不充分。為此可以在同一界面內插入兩個振動器，從而擴大振搗面積，使混凝土受到充分振搗；或者采用撥子（圖6）撥動振搗棒到另一側使其能振搗充分。撥子可利用鋼管焊接鐵條，與振搗棒綁扎連接或撥動。混凝土振搗時，應當遵守“快插慢拔”的原則；振搗棒在混凝土內振搗時間，每插點約20～30s，知道混凝土不再顯著下沉，不出現氣泡，以及混凝土表面泛出水泥漿和外觀均勻為止。振搗時應將振搗棒上下抽動50～100mm，使混凝土振實均勻。混凝土澆筑及振搗施工時，要讓振搗棒自然下沉，宜垂直拔出及插入，切忌用力猛拔或猛插，也不可將振搗棒插到50～100mm尚未初凝的最下層混凝土中。

5.3斜柱養護

在混凝土澆筑施工結束后，為保證柱體混凝土在規定齡期內達到設計圖紙要求的強度，同時防止由于天氣、溫度等因素而產生膨脹或收縮，應當在澆筑完畢后的12h以內對混凝土加以覆蓋塑料薄膜并保濕養護。

6結語

本文結合實際工程，對大截面現澆型鋼斜柱混凝土結構相應的施工技術措施進行了闡述，在原有傳統施工工藝上進行了創新，增設了臨時鋼柱支撐，并對這種大截面型鋼混凝土柱的鋼筋連接及施工進行了優化，即使施工操作工藝更加便利，各施工工序直接搭接更加流暢，也使施工質量與施工過程中的結構穩定性得到提升，并且也保證了施工過程中人員的安全，使得施工現場更井然有序。此類大截面現澆型鋼斜柱混凝土結構相應的施工技術，可在今后類似的大截面斜柱施工中進行推廣應用。

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作者:吳忠強 單位:上海建工七建集團有限公司