钢骨混凝土结构施工关键节点与质量控制措施探讨论文_蒋瑜

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摘要:钢骨混凝土结构主要被用于高层或者超高层钢结构的锚固层以及普通混凝土结构的转换层,对于建筑整体的质量具有重要影响。目前,钢骨建筑混凝土在当前城市建筑中应用极为广泛,其主特点就是钢筋比较密集、施工节点复杂、浇筑混凝土的难度较大,在施工过程中需要精确控制构件安装、钢筋绑扎和混凝土的浇筑,这样才能有效保障施工质量。本文结合实际案例对商务建筑钢骨混凝土结构施工的难点进行分析,并具体探讨商务建筑钢骨混凝土结构施工中的质量控制措施。

关键词:商务建筑;钢骨混凝土;质量控制;施工难点

当前,随着人们物质生活的提升,人们对于建筑的安全性以及舒适性都提出了更高的要求,传统的建筑结构已经难以有效满足人们当下的要求,同时由于城市人口大量聚集,对于建筑的容积率要求也越来越高。针对这种情况,在当前的城市建设中超高层建筑开始受到青睐,而建筑高度的提升意味着建筑负荷以及地震作用也会更大,要求建筑结构必须具备更大的承载力才能确保建筑的安全性。钢骨混凝土结构的优势就在于其可以保证建筑具备较大的承载力,提升建筑的安全性能,但是其在施工过程中具有一定的难度,对于施工精度的要求较高,因此需要加强施工质量控制。

1.工程概况

某大厦建筑结构为超高层全钢结构,建筑设计高度200m,建筑面积共计78035㎡,其中地下结构分为两部分,一部分为1层,一部分为2层,地上结构共计42层。考虑到建筑的安全性能,计划在地下1层至地上3层采用钢骨混凝土结构,特别是地下1层,设计核心筒墙体厚度为300~810mm,钢骨柱采用十字形以及箱形这两种,截面尺寸设计为550×550mm,钢骨梁和钢支撑设计为H型,梁主筋φ32mm,墙主筋φ25mm,柱主筋φ28mm,箍筋φ20mm,墙体浇筑的混凝土采用C60混凝土。根据建筑结构设计计算,该建筑用钢量约1.6t。由于该建筑的结构比较复杂,具有一定的代表性,以此建筑工程作为实际案例分析具有极大的指导意义。

2.工程施工难点分析

结合以往在钢筋混凝土结构方面的施工经验以及对本工程施工情况的具体分析,总结出本工程的施工难点主要集中在以下方面:

2.1在本工程当中,核心筒内部需要设置数量较多的钢骨混凝土暗桩,且不具有连续性,这些暗桩的设置难以与建筑外部结构构成一个完整的整体,在实际安装过程中存在一定的困难,并且具体施工与其他施工存在交叉,可能会影响到施工质量。

2.2核心筒和外部结构的连接主要是通过主梁和次梁实现连接,一般以钢骨混凝土结构为主梁,钢筋混凝土结构为次梁。在实际施工过程中,核心筒与梁构件之间的连接点施工工艺比较复杂,可能会影响到周围模板安装和其他环节的施工。

2.3核心筒的外部结构整体上为曲线式,并向内收敛,这导致钢骨混凝土柱和梁构件的夹角不是直角,而构件的截面尺寸有比较大,内部钢筋数量较大,因此在进行钢筋绑扎以及混凝土浇筑施工时复杂性较高,具有一定的难度。

2.4在项目施工过程中,外部钢结构与内部的混凝土结构大部分为同步施工,在施工时交叉作业的情况较多,因此,部分环节的施工可能会存在一定的冲突,因此,在施工协调以及配合方面的工作量比较大,容易影响到施工质量。

3.施工关键节点优化设计

为了确保施工质量,经过对关键施工环节的深入分析,结合实际施工特点对关键节点的施工进行优化设计,最大限度的确保施工质量和施工进度。

3.1钢骨混凝土暗桩施工优化设计

关于钢骨混凝土暗桩施工过程中存在的难点,经过设计单位、施工单位的沟通和协调,提出了具有可行性的优化建议,并经过设计单位的分析计算,改变了原本的设计方案。优化设计方案中将原本不连续的设计改变成通长布置,在施工时可以在钢骨混凝土柱之间以临时性的支撑点来固定暗桩。这种施工方案可以大幅降低施工难度和工程量,并且也能有效保障施工质量。

3.2核心筒与钢骨梁连接点施工优化设计

鉴于核心筒与钢骨梁连接的结构,如果采用传统爬模的方式施工,在处理梁墙节点时难度较大,难以有效确保施工质量。因此,经过全面分析和综合考量,计划采用同步施工的方式,即核心筒内部施工与外部梁结构施工共同进行,以此避免在连接点处进行二次施工。为了进一步降低施工难度,结合对施工工序的分析以及设计单位的核算结果,计划将原本梁钢筋穿过柱钢板的模式变更为绕过,然后在交接处焊接。如果柱钢板截面的尺寸无法让梁钢筋通过,可以将节点处的梁钢筋作截断处理,然后在柱钢板与钢筋连接板连接。这种模式的优势在于可以不必在柱钢板上进行穿孔操作,可以有效保障柱钢板的负荷能力,并且施工操作也相对比较简单。

3.3柱箍筋施工优化设计

在原本的施工方案当中,柱箍筋施工需要将型钢柱穿孔,箍筋穿孔而过,在实际操作过程中不仅会破坏型钢柱的力学结构,同时需要的施工时间也相对较长。结合施工单位的意见以及设计单位的核算结果,计划该原本的穿钢箍筋变更为开口式的箍筋与套筋,如图一所示,优化后的方案在施工过程中操作更加方便快捷,施工效率可以大幅提升,同时变更后的设计也符合建筑设计要求。

图一 柱箍筋优化后设计方案

3.4其他方面的优化设计

除上述两方面的优化设计外,在本工程的施工过程中还对梁柱模板中的对拉螺杆进行了优化设计,优化的设计方案在进行对拉螺杆施工时可以不必在型钢板上穿孔,可以确保型钢板的力学性能良好。在实际施工时,对拉螺杆进行截断处理,然后分别焊接在型钢板上,如图一所示,并且在螺杆上也不必设置PVC管,进行混凝土浇筑施工时直接将对拉螺杆浇筑在构件内部即可。

4.钢骨混凝土结构施工质量控制的措施

4.1型钢构件的定位施工

型钢安装的准确性不仅关系到后续一系列的施工,同时对于建筑整体结构的质量也就会产生一定的影响,从而埋下安全隐患[1]。在进行型钢构件安装施工之前,首先需要为安装位置进行定位,一般采用全站仪进行定位操作,最大限度的将误差控制在合理范围之内,这样可以为后续型钢构件安装、钢筋绑扎以及模板安装这些工序奠定良好的基础。需要注意的是,使用全站仪进行定位操作时,所采用的基点和其他土建项目施工一致,要注意避免因基点位置存在误差导致定位不准的问题。

4.2型钢构件的预埋施工

在钢骨混凝土结构施工过程中,主要包含型钢与钢筋混凝土两部分,型钢构件施工需要提前进行,需要先将型钢构件固定在对应支座上[2]。进行型钢构件预埋施工时,需要协调好型钢安装和钢筋安装施工,同时在安装结束后需要复核型钢位置,然后进行固定处理。

4.3型钢柱脚的加固施工

通过准确的定位操作和预埋施工后,已经基本完成了型钢安装施工,为了保证型钢柱脚与支座连接处的稳定性,需要对连接处也进行加固施工,在本工程项目中,计划在连接处铺设50mm的灌浆层。材料选择高强度且无收缩的灌浆料,经过机械搅拌均匀后进行浇筑施工。

4.4钢筋绑扎施工

钢筋绑扎施工是钢骨混凝土结构施工过程中的关键性环节,在钢筋进入施工现场后,首先需要相关技术人员完成技术交底工作,尤其是针对优化变更后的部分,需要技术人员将各个连接点以及特殊位置的操作要点进行交底,确保在实际施工中按照既定方案进行。此外,还需要对预埋钢构件的位置以及施工次序进行交底,避免 在施工过程中对预埋构件造成影响。需要注意的是,在钢筋绑扎过程要避免钢筋接头集中在型钢板周围,避免对后续焊接施工造成影响,并且也能有效避免应力集中在连接处,导致构件的负荷过大[3]。

4.5模板安装施工

在本工程施工过程中,由于钢骨混凝土结构的构建截面尺寸相对较大,且内部包含型钢构件,按成型钢构件施工后,结构整体上已经具备一定的抗变形能力和刚度。因此,在进行模板施工时,选用胶合木模板,由于结构本身的强度足够,因此钢模板仅在外部作固定处理,内部不在采用对拉螺杆固定。而木模板刚度略有欠缺,并且难以固定,因此,采用螺杆直接焊接在型钢板上,然后将模板钻孔固定,进行混凝土浇筑施工时螺杆直接浇筑在混凝土当中。

4.6混凝土施工

混凝土浇筑施工采用HTB80地泵进行,采用分层浇筑的方式,分层厚度不超过300mm,由于钢骨混凝土结构混凝土浇筑速度比较慢,因此要注意避免出现冷缝。浇筑施工前需要勘察浇筑部分的钢筋分布情况,并做好表示,避免振捣时影响到钢筋。此外,要注意控制值振捣时间,避免损伤钢筋、预埋件、模板等,如果一旦发现存在变形、位移等情况,要及时停止浇筑施工,与相关工种协调处理。

5.结语

本文结合了工程实际案例对钢骨混凝土结构中的施工难点进行分析,并针对性的提出了相应的优化设计方案,一定程度上降低了施工难度,对于提供施工质量和施工效率具有极大的帮助。同时对钢骨混凝土结构施工过程中的各个环节的质量控制措施进行了简要的阐述,从型钢构件的定位施工、安装施工、加固施工以及钢筋绑扎施工,到最后的混凝土施工环节都进行了具体的分析,总结了其中的施工关键点,希望可以为同类建筑工程的施工提供一定的参考。

参考文献:

[1]杜祥帅,曹磊,吴梅梅等. 钢骨混凝土结构抗震性能分析[J]. 现代物业(中旬刊),2019,446(01):87.

[2]葛家琪,韩志宏,张国军等. 成都传媒中心大厦结构方案选型与抗震性能分析[J]. 建筑结构学报,2009(S1):77-86.

[3]赵先忠,ZHAOXianzhong. 大截面型钢梁与SRC柱安装施工方法探讨[J]. 建筑施工,2016,38(7):877-878.

[4]曹建忠,CAOJianzhong. 地下室超厚钢骨剪力墙的施工质量控制[J]. 建筑施工,2017,39(7):986-988.

论文作者:蒋瑜

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/9

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