中国核工业华兴建设有限公司甘肃分公司第四工程管理部
摘要：针对超高层中普遍采用的钢管混凝土、型钢混凝土结构，结合盛达金城广场项目施工实例，分析钢结构柱穿筋施工的重点、难点，以及相应的控制要点。旨在对后续施工及类似项目施工有所借鉴。
关键词：钢结构；柱；穿筋
引言
目前，超高层建筑核心筒型钢柱与钢筋连接主要有焊接连接、套筒连接和型钢柱开孔三种方式。盛达金城广场项目采用的即是型钢柱腹板开孔，钢筋穿孔绑扎这种方式进行核心筒施工。钢结构柱穿筋施工看似方法简单，有利于减少现场施工量，但该种方法对钢结构柱孔的位置要求比较高。从设计源头到加工制作再到现场安装，每一步的误差都在缓慢影响着最终钢筋能否按照图纸定位顺利从钢结构柱孔内穿过。我们通过对整个施工环节进行研究分析，不仅是要找到更好的穿筋质量保证措施，也是要在此过程中，增加施工经验，锻炼施工队伍。让我们的质量管理更加精细化、多样化。
1工程概况
本项目位于兰州市城关区城市区域中心地段，东临城市主要交通干道天水中路、兰州大学，周边有发达的公共交通枢纽设施，北侧有军区办公楼，西侧为兰州军区家属院，南侧为旅游大厦、盛达金融大厦等。
盛达金城广场项目总建筑面积217877.29㎡，其中地下建筑面积为44330.85㎡，地上建筑面积为173546.44㎡。地上主要由塔楼A、塔楼B、裙楼三部分组成，其中A塔楼层数为39层，高为176.1m；B塔楼层数为51层，高为212.4。裙楼在1~9层将A、B塔楼连为一个整体，±0.00以下层数为3层。A塔楼、B塔楼采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构，裙房采用钢管混凝土框架-剪力墙结构。屋面结构：主楼及裙楼采用钢筋桁架楼承板，核心筒内采用现浇混凝土楼板；裙房主要钢构件为钢管柱和钢梁。主要钢管柱为圆管柱，截面尺寸有（外径×内径×壁厚，单位mm）：1300×1240×30、1350×1302×24、1500×1432×34和1100×1052×24。核心筒内布置型钢柱，型钢柱为异形截面，截面形式主要有H形、T形、十字形和I形，单一或两两组合形式。
2施工特点
2.1施工重点
2.1.1钢管柱和型钢柱外形尺寸及孔尺寸加工精度控制；
2.1.2钢管柱和型钢柱安装标高、位置精度控制；
2.1.3钢筋绑扎定位精确度控制。
2.2施工难点
2.2.1由于本工程混凝土梁筋对穿钢柱数量多且纵横交错，施工难度大，对钢结构的制作、钢筋的下料以及现场的施工工艺要求较高。
2.2.2现场影响钢结构柱穿筋施工质量的因素较多。
2.3针对难点的解决措施
2.3.1提高钢结构及钢筋加工精度控制，重点对现场钢结构柱安装质量进行控制。
2.3.2在实际工作中多学习、多总结，迅速提高管理人员对穿筋施工的技术指导能力，提高现场作业人员施工操作水平。
2.4施工优点
2.4.1工艺技术简单，车间制孔精度可以控制精确。
2.4.2减少现场焊接量。
2.5施工缺点
2.5.1大量强行穿孔钢筋会导致钢管柱和型钢柱发生垂直度变形。
2.5.2钢管柱、型钢柱制孔漏开、出现较大偏差或孔径加工错误后现场返工难度较大，对质量、进度和进度造成很大影响。
3施工准备
（1）施工部组织安全、质量部门对新进场作业人员进行入场教育，做到培训合格，持证上岗；
（2）施工前施工部负责通知技术员、安全员、质检员对现场作业人员进行作业前安全技术交底；
（3）材设部负责材料进场验收，钢筋复验工作由技术部人员负责。材设部人员负责检查机械设备保养记录是否规范填写，机械设备是否完好，是否能正常运转，确保施工时机械能过连续作业；
（4）钢构件进场验收由专业分包单位质检员进行自检，自检合格后通知总包单位技术员进行复检。
（5）钢结构深化图已经设计院签字确认，符合设计意图，满足现场实际施工要求。现场安装施工方案已通过分公司和项目部审核批准，发布并生效；
（6）现场吊装作业、焊接作业及高处作业环境条件应符合施工规范和标准的要求。
4施工工艺及控制要点
4.1 工艺流程
4.2.1.2钢构件钻孔时应使用特定工装对构件进行加固，不因钻床高速钻孔使构件发生偏移，从而导致钻孔位置发生偏差。进刀量及切削量参数设置应符合设备操作说明规定范围。
4.2.1.3钢构件钻孔后要做到首件必检，保证该批次构件钻孔精度一致，尺寸正确。
4.2.1.4钻孔时，孔位置放样应避开车间拼接焊缝、加劲肋焊缝及现场焊缝。以免造成结构破坏，影响焊接节点强度。
4.2.1.5钻孔后用磨光机和电动螺旋锉刀分别对孔进行表面打磨及孔内壁修整。
4.2.2 车间钢构件组焊
4.2.2.1钢构件开孔工序在钢构件整体下料工序之后，卷制或拼接组焊之前。故组焊时应考虑焊接收缩导致孔位置偏移。严格按照焊接工艺评定进行焊接间隙的预留，坡口角度、钝边的设置，控制焊接热输入，根据变形量及时调整焊接顺序，保证构件焊接后变形量处于可控范围内，对孔位置产生偏差达到最低。
4.2.2.2需要注意的是，钢管柱开孔后才进行卷制成型。钢管柱柱身椭圆长孔均朝向圆心。而现场钢筋穿过钢管柱应在与钢管柱切线方向并非穿过圆心（除正中间与直径重合外），这会导致大部分钢筋穿进孔外壁后，由于壁厚的存在，无法顺利穿过内壁，即便强行穿入，钢筋也会朝向钢管柱圆心，无法在相对位置穿出。这就需要对长椭圆孔放线时，提前在电脑上建模，将孔长度方向尺寸加大，保证卷板后仍能使现场钢筋顺利穿过。
4.2.3 现场钢构件组焊
4.2.3.1现场钢结构柱的轴线定位和标高偏差是导致孔实际位置与设计位置出现偏差的重要因素。而现场施工的复杂性，会对钢柱组对造成极大影响。首先我们要保证现场定位轴线及标高控制线的准确性，另外要加强放线人员的责任心，尽可能将放线误差控制在最小范围。
4.2.3.2单节钢结构柱的垂直度为每米1mm，最大不超过10mm，即使是钢柱的组对质量严格按照图纸及规范要求进行控制，在焊接过程中，由于钢柱仅有一端点焊固定，另一端几乎为自由端，加上焊接变形的存在，孔位置一定会出现不同程度的偏移。而这个焊接变形量完全依靠焊接过程中焊接参数的选用和焊接顺序调整这两点来进行控制。
4.2.3.3焊接时，打底和盖面焊接尽量使用规范电流下限值，减小热输入量，同时也减小焊接变形量。填充时可适当加大电流，保证打底焊缝内夹渣和气泡上浮，有利于清除内部缺陷，同时提高工效。
4.2.3.4焊接顺序的选择应尽可能采用对称焊、跳焊、分段退焊方式进行焊接。钢管柱焊接需要两个人在对称方向同时施焊。型钢柱焊接要保证各个截面均打底焊接完成后再进行填充、盖面焊接。
4.2.3.5焊接过程中，加固工装不可去掉，应待焊接完成后再去除工装夹板。
4.2.4 钢筋制作及绑扎
4.2.4.1钢筋下料制作偏差值及钢筋绑扎允许偏差相比钢结构孔的精度要求要低。制作过程中需要工人增强责任心，提高工人操作熟练程度，便会将钢筋工程质量控制的很好。
4.2.4.2钢筋穿孔时，应事先对照图纸试穿少量钢筋，确认孔距，孔径无误，并能保证钢筋间距，钢筋穿过钢构件后空间布置合理，符合钢筋规范要求后，再进行大批量穿筋施工。
4.2.4.3设计单位除应考虑型钢柱大小及钢筋的配筋量以外，应一并考虑钢筋的空间位置情况。钢结构施工单位技术人员不能只考虑平面位置或常规做法，加工前如未能详细考虑钢筋在空间的位置，最终将造成钢筋无法绑扎或不符合规范要求。
图2 型钢柱、钢管柱穿孔施工图
4.2.5 修孔、改孔及补强措施
4.2.5.1孔径大小出现偏差时，可以使用铣刀或铰刀进行修孔或扩孔。严禁使用火焰进行扩孔。
4.2.5.2孔的偏差超过规定的允许值时，允许采用与母材材质相匹配的焊材进行补焊后重新制孔，但严禁使用铁块填塞。
4.2.5.3当钢筋穿孔造成型钢截面损失超过腹板面积25%，不能满足承载力要求时，可采用型钢截面局部加厚的办法补强。补强措施为在开孔处贴角焊补强板。角焊缝高度hf=1.5√t，t为腹板板厚。补强板厚度tr=hf+2~4mm。补强板尺寸由补强板板厚和孔径共同决定.尺寸计算方式及详细节点参照《型钢混凝土组合结构构造》确定。
5质量控制要点
（1）严格按照施工方案施工，施工前技术员对全体作业人员进行技术交底。加强厂内质检工作力度，确保出厂构件为合格构件，满足施工深化图纸要求。
（2）增加现场焊接过程中钢构件固定措施，减少现场焊接变形；
（3）穿筋前对孔位置及标高进行再次复核，确保穿筋后混凝土结构钢筋布置符合图纸及规范要求。
（4）施工过程中，质检员做好各个工序的检查验收工作，做好资料填写，并收集施工过程中的影像资料。
（5）隐蔽工程验收要及时通知监理及甲方参加，保证穿筋施工验收合格后方可进入下道工序。
6总结分析
我们对现场钢结构柱穿筋施工进行跟踪检查后发现，对钢结构柱穿筋质量影响较大的几点因素为：孔位置错误或未开孔；现场焊接变形过大；钢结构深化图纸人员不熟悉现场钢筋构造导致的孔位置设置不合理。通过我们的钢结构深化图优化设计，施工前针对影响穿筋质量的因素所做的预防及纠正措施，现场钢结构柱穿筋质量得到有效提高。
参考文献
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[2] 04SG523，型钢混凝土组合结构构造，北京：中国计划出版社，2004
[3] GB50936-2014，钢管混凝土结构技术规范，北京：中国计划出版社，2014
[4] CECS28-2012，钢管混凝土结构技术规程，北京：中国计划出版社，2012
论文作者:孟繁超1,杨文菲2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/6
标签：钢筋论文; 型钢论文; 钢结构论文; 现场论文; 钢管论文; 作业论文; 位置论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;