劲性混凝土组合结构施工技术要点分析

李昂河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450009）



劲性混凝土组合结构施工技术要点分析

李昂
河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450009）

摘要:阐述了劲性混凝土组合结构施工的工艺流程、施工工艺要点、质量控制措施、安全控制措施和环保措施，可以为同类工程提供参考。

关键词:劲性混凝土；工艺流程；施工工艺要点；质量控制；安全控制；环保措施

0概述

劲性混凝土结构是在劲钢结构外面包裹一层钢筋混凝土外壳形成的劲性混凝土组合结构。劲性混凝土可以做成多种构件组成多种结构，可代替钢筋混凝土结构和钢结构应用于各类建筑和桥梁结构中。劲性混凝土组合结构的外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲，能提高钢构件的整体刚度，显著改善钢构件的平面扭转屈曲性能。此外，混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。

1施工工艺流程

施工准备→绑扎承台及筏板钢筋→预埋地脚埋件→浇筑底板、承台混凝土→安装第一节劲钢柱→柱脚灌浆→安装劲钢梁→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。

2施工工艺要点

2.1预埋地脚螺栓

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。利用水准仪调节螺杆的高度，保证埋件标高。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筑工序。浇筑混凝土时，拉通线控制，避免预埋件发生位移。

2.2浇筑承台基础混凝土

按图纸设计要求浇筑承台混凝土至设计标高，浇筑承台基础混凝土时，注意留出后浇的微膨胀无收缩细石混凝土的高度。浇筑完成后重新复核预埋件的标高及轴线位置，确保混凝土浇筑过程中埋件无位移。

2.3劲钢柱的吊装

1）劲钢柱多采用十字劲或圆形截面，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。

2）劲钢柱就位后立即对垂直度、轴线、牛腿标高进行初校，用临时螺栓固定，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。

3）劲钢柱的焊接

第一节劲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。若劲钢柱的轴线、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，将承重钢垫板上下点焊固定防止走动。

劲钢柱节点焊接部位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。柱与柱的对接焊接一般采用两人同时对称焊接，以减少焊接变形和残余应力。

2.4柱脚灌浆料的施工

劲钢柱安装校正、定位并形成空间刚度单元后及时对劲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筑。浇筑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，从一侧浇筑并振捣，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，不能间断并尽可能缩短浇筑时间。

2.5劲钢梁的吊装

劲钢梁与劲钢柱的连接、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）当一节劲钢梁吊装完毕后，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。劲钢梁校正完毕后，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。

高强螺栓的紧固应分两次拧紧（初拧和终拧），每组拧紧顺序应从节点中心开始逐步向边缘施拧。整体结构的不同连接位置或同一节点的不同连接位置有两个连接构件时，应先紧主要构件再紧次要构件。当日安装的螺栓应在当日终拧完毕，以防止构件摩擦面与螺纹沾污、生锈、螺栓漏拧。螺栓初拧、终拧后要做不同的标记，以便识别，避免重拧或漏拧，在48小时内进行终拧扭矩检查。

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。

2.6安装柱子钢筋

1）柱主筋的施工

劲性混凝土组合结构竖向结构柱主筋φ20～φ32的钢筋，采用直螺纹连接。水平方向设有多肢箍筋组成的箍筋组及拉钩。主筋的安装与普通钢筋工程基本相同。

2）柱箍筋的施工

箍筋是劲性混凝土组合结构中对混凝土起约束作用的重要钢筋构件,必须保证其完全闭合，并与主筋牢固连接。柱箍筋由矩形箍筋、八边形箍筋和拉筋组成，大部分箍筋设计为φ12的钢筋，硬度大，可调性差。钢筋加工时，严格控制下料长度和弯折角度，保证成品箍筋安装顺利。为加快工程进度，方便施工，常用U劲或L劲开口箍筋，现场焊接成封闭箍筋。焊接位置宜避开主筋，以免伤及主筋。箍筋安装过程中要注意保护主筋连接丝头，主筋连接丝头一旦破坏将无法修复。

梁柱节点核心区范围内，箍筋对提高劲性混凝土框架的延性和节点的抗震能力起着非常重要的作用。由于核心区内劲钢梁柱的存在，其封闭箍筋穿过劲钢则十分困难。常采用将柱箍筋加工成90°开口箍，然后焊接在劲钢梁的腹板上。

2.7安装梁钢筋

在劲性混凝土梁柱节点处，当钢筋必须穿过劲钢时，穿孔位置及穿孔直径必须符合要求:穿孔位置应尽量避开劲钢的翼缘。当钢筋穿孔造成劲钢截面损失而不能满足承载能力要求时，应对劲钢采取加固补强措施。最简单的补强措施是采取劲钢截面局部加厚的方法，但是要注意两个问题,一是劲钢梁柱刚度不宜突变过大，二是确保不影响混凝土的浇筑质量。

2.8柱模板施工

柱箍采用槽钢加固，若柱截面小于800 mm时不需要对拉螺栓，若柱截面大于800 mm时采用对拉螺栓，对拉螺栓按焊接长度焊接在劲钢柱上。模板配制高度以能够满足层高要求即可,不要过高，否则将与柱顶部的劲钢梁发生冲突。

2.9柱混凝土施工

1）柱混凝土采用分段浇筑法施工。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。

2）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，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。振捣棒插入混凝土的深度以进入下一层混凝土50 mm为宜。

3质量控制措施

1）对劲钢梁柱的制作加工、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，加强“三检”制度。将质量检查工作贯穿于施工全过程，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。在劲钢安装、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。

3）劲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安全控制措施

1）施工现场设专人负责防火工作，配备消防器材和消防设备，作到经常检查，发现隐患及时上报处理。在现场施工作业，设备、材料堆放不得占用或堵塞消防通道。

2）严格执行现场用火制度，电气焊用火前必须办理用火证，并设专人看火，配备消防器材。电、气焊工作业前，清除作业范围内易燃物品或采取有效隔离措施。

3）施工安装时，不得违章操作，遇有特殊情况，经有关部门领导同意后，方可施工。材料的堆放、吊运必须服从业主及土建单位的统一指挥。未经有关人员批准不得任意拆除安全设施和安全装置。

4）不准穿拖鞋、高跟鞋、赤脚或赤膊进入施工现场，不准穿硬底鞋进行登高作业。

5环保措施

1）将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置，规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。

2）噪声必须限制在95 dB以下。对于某些机械的噪声无法根治和消除时，应重点控制并采取相应的个人防护，以免给操作者带来职业性疾病。

3）严格控制粉尘在10 mg/m3卫生标准内，操作时应佩戴优质的劳动防护用品。