浅谈型钢混凝土组合结构施工技术要点

张 琪

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

0 概述

型钢混凝土组合结构又称劲性混凝土结构或包钢混凝土结构，是在型钢结构外面包裹一层钢筋混凝土外壳形成的型钢混凝土组合结构。型钢混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构体系。适用于框架结构、框架剪力墙结构、底层大空间剪力墙结构、框架核心筒结构等结构体系，可以应用于全部构件，也可以应用于部分构件。

1 工艺流程

施工技术交底→绑扎承台及筏板钢筋→预埋地脚埋件→浇筑底板、承台混凝土→安装第一节型钢柱→柱脚灌浆→安装型钢梁→绑扎柱子钢筋→安装柱模板→浇筑柱子混凝土至梁底→拆除柱模→安装水平结构模板→绑扎梁、板钢筋→浇筑梁、板混凝土→安装第二节型钢柱→依次进行作业。

2 施工技术要点

2.1 预埋地脚螺栓

钢结构地脚螺栓的预埋工作非常关键，它直接影响第一节型钢柱的安装精度乃至关系到整个工程钢结构的安装质量。安装地脚螺栓需专人在纵横两个方向用经纬仪和水准仪控制预埋件轴线及标高。并在四个方向加固，安放调节螺母利用水准仪调节螺杆的高度，保证埋件标高。校正并加固，检查合格后，请监理工程师验收。预埋验收合格后，在螺栓丝头部位上涂黄油并包上油纸保护。在浇筑混凝土前再次复核，确认其位置及标高准确、固定牢固后方可进行浇灌工序。浇筑混凝土时，拉通线控制以避免预埋件发生位移。

2.2 型钢柱的吊装

2.2.1初校

型钢柱多采用十字型或圆形截面，为充分利用塔吊及起重机的能力和减少连接，一般制成一层一节，节与节之间采用坡口焊接。型钢柱就位后立即对垂直度、轴线、牛腿标高进行初校，安设临时螺栓固定，采用倒连与钢丝绳或缆风绳配合经纬仪校正检查柱子的垂直度。

2.2.2型钢柱的焊接

1）若安装第一节型钢柱，在钢柱安装前取掉辅助用的钢垫板将地脚螺栓螺纹清理干净，对已损伤的螺牙要进行修复，然后吊装。若型钢柱的轴线、标高、垂直度有偏差，应立即采用液压千斤顶顶起调节柱脚的上下螺母配合经纬仪或吊线进行检查校正，柱脚校正后立即紧固地脚螺栓，并将承重钢垫板上下点焊固定防止走动。

2）型钢柱节点焊接部位，若上、下接触面的间歇一般不大于1.5 mm,若上、下接触面间隙在1.6～6.0 mm之间,可采用低碳钢的垫板垫实间隙后,再进行焊接，坡口焊接应先做好准备焊接口的预热。柱与柱的对接焊接一般采用二人同时对称焊接，以减少焊接变形和残余应力。对于厚板的坡口焊多采用φ5 mm焊条，底层多采用φ4 mm焊条焊接，中间层可采用φ5 mm或φ6 mm焊条，盖面层多用φ5 mm的焊条，三层应连续施焊，每层焊接完成后及时清理。盖面层焊缝搭坡口两边各2 mm,焊后如温度低于0℃以下，要用石棉布保温，使焊缝缓慢冷却。焊缝质量检查采用二级检查。

2.3 柱脚灌浆料的施工.

型钢柱安装校正、定位并形成空间刚度单元后，及时对型钢柱底板和承台基础顶面的50 mm空隙采用无收缩C35细石混凝土进行二次浇灌。浇灌前先在柱脚四周立模板,将基础混凝土表面清洗干净，清除积水，然后浇筑混凝土，浇筑无收缩细石混凝土时，从一侧浇灌并振捣，至另一侧溢出并明显高于锚板下表面为止,严禁从两个以上方向轮流浇筑。开始浇筑后必须连续进行，不能间断并尽可能的缩短浇灌时间。

2.4 型钢梁的吊装

型钢梁与型钢柱的连接、次梁与主梁、主梁与主梁一般上、下翼缘采用坡口焊接，而腹板采用高强螺栓连接。

1）当一节型钢梁吊装完毕后，即需要对已吊装的柱、梁进行误差检查和校正。校正内容包括标高、垂直度、轴线及净跨。型钢梁校正完毕后，采用高强螺栓连接再进行柱子校正。

2）安装高强螺栓，应用尖头撬棒及冲钉对正上下或前后连接板的螺孔，将螺栓自由插入。对于连接构件不重合的孔,应用钻头或绞刀扩孔或修孔，使其符合要求时方可安装。

3）柱与梁焊接、梁与梁的对接一般在柱子的两侧对称同时焊接以减少焊接变形和残余应力，然后进行超声波探伤试验。

2.5 安装钢筋

型钢混凝土梁柱节点处，当钢筋必须穿过型钢时，穿孔位置及穿孔直径必须符合要求：穿孔位置应尽量避开在型钢的翼缘上。在柱内型钢腹板上预留孔时,型钢腹板截面损失率不大于腹板面积的25%;穿孔的直径宜按所穿过钢筋公称直径加4～6 mm确定。需要时穿孔的孔径可放宽为所穿过钢筋公称直径加8 mm。当钢筋穿孔造成型钢截面损失而不能满足承载能力要求时，应对型钢采取加固补强措施，最简单的补强措施是采取型钢截面局部加厚的方法，但是要注意两个问题：①型钢梁柱刚度不宜突变过大；②确保不影响混凝土的浇筑质量。

2.6 型钢柱混凝土施工

1）柱混凝土浇筑前，先浇筑50 mm厚的水泥砂浆，其配合比与混凝土的砂浆成分相同，并用铁锹入模，以避免烂根现象。柱混凝土浇筑时应分层浇筑，分层厚度不大于400 mm。

2）柱混凝土采用分段浇筑法施工，同时在混凝土浇筑过程中，要加溜槽，混凝土下落高度控制在2 m以下,保证混凝土在浇筑过程中不出现离析现象。

3）软管出口混凝土离模板内侧面不应小于50 mm，且不得向模板内侧面直冲布料，也不得直冲钢筋骨架；混凝土下料点分散布置，间距控制在2 m左右。

4）混凝土的振捣间距为450 mm，振捣时间以混凝土表面出现浮浆,不再下沉为止，时间宜为20 s左右。

5）振捣棒不得触及模板钢筋预埋管件;浇筑时，应设专人看护模板、钢筋有无位移、变形，发现问题及时处理。振捣棒应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，点的间距控制在450 mm为宜，十字型钢柱应在柱四角进行插棒振捣。振捣棒插入混凝土的深度以进入下一层混凝土50 mm为宜，做到快插慢拔，振捣密实。

6）型钢梁混凝土的施工同普通梁板混凝土的施工,但由于节点核心区不只是有型钢梁柱通过，而且梁柱钢筋也在此交汇，混凝土浇筑比较困难必须加强核心区混凝土的振捣，应加强振捣或采用高塌落度细石混凝土。

3 质量控制

1）从型钢梁柱的制作加工、安装方法及质量要求，在每一工序施工前均由技术人员进行详细交底及现场指导。对于复杂节点的处理先做样板，组织现场操作人员现场学习，同时加强三检制度。将质量检查工作贯穿于施工全过程，并严格执行质量奖罚制度，使施工工序质量达到内控要求。

2）防止钢框架、柱主筋偏位。在型钢安装、柱主筋连接时要对钢骨和连接好的柱筋进行临时固定，防止偏位或扭曲后无法套箍。对个别偏位的柱筋要在箍筋绑扎前进行调较。

3）型钢柱的安装应严格按图纸规定的轴线方向和位置定位，受力和孔位应正确；吊装过程中应使用经纬仪严格校准倾斜角度，并及时定位。

4 安全控制

认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，按规定在施工现场设专职安全员，专门负责组织与协调施工现场安全工作,落实有关安全生产的规章制度，做好现场施工人员安全施工宣传教育，使全体施工人员真正认识安全的重要性。

施工现场设专人负责防火工作，配备消防器材和消防设备，做到经常检查，发现隐患及时上报处理；现场施工作业，设备、材料堆放不得占用或堵塞消防通道。特种作业必须持证上岗，且所持证件必须是专业对口、有效期内的有效证件。

5 效益分析

1）型钢混凝土组合结构的型钢可以不受含钢率的限制，其承载力可以高于同样外形尺寸的钢筋混凝土构件的承载力一倍以上，因而可以减小构件的截面，增加使用面积和净高，其经济效益是可观的。

2）型钢混凝土中的型钢在混凝土未浇筑之前就已形成钢结构骨架,它具有相当大的承载能力，能够承受构件的自重和施工荷载，并且在施工过程中可将模板固定在型钢结构上，又可以省去为支模板而设置的支撑，从而减少了支模板的人工和材料。此外，型钢混凝土结构不必等到混凝土强度达到一定强度就可施工上一层，其施工工期比普通的钢筋混凝土结构大为缩短。