超高层建筑核心筒劲性钢构与框架梁筋穿孔连接施工探讨

【摘要】本文主要对超高层建筑劲性钢骨与框架梁筋穿孔连接施工进行了分析，并对仁恒滨海中心A标段工程中劲性钢开孔穿筋施工做了探讨，提供了一种便于现场施工的开设椭圆孔的方案，供大家参考。

【关键词】型钢混凝土；钢筋连接；开孔

1、案例工程概况

仁恒滨海中心A区（酒店办公商业）工程位于珠海市情侣南路1号，拱北口岸以北的沿海地段。项目为1栋46+1层的超高层酒店办公商业综合体。总建筑面积121806.7m2，其中地上建筑面积86445.5m2，地下（4+1层）建筑面积35361.2m2。主体结构为带加强层的框架——核心筒体系，标准层层高：办公为4.2m，酒店为3.4m。结构总高度194.6m，建筑总高度215.088m。

钢结构设有10根1400×1400方钢管柱，其中8根通到35层楼面（148.0m），1根到33层楼面，1根到25层楼面。核心筒四个1.0～1.2m端柱内设有十字形劲性钢柱，其余核心筒剪力墙内设有H型劲性柱。

4～8轴*B～C轴为核心筒区域，轴线尺寸为：44.8m*10.0m。四个翼缘端柱YDZ内设有“十字形”劲性柱，其余剪力墙内7层以下设有19个H型柱。框架梁与劲性钢柱连接方案为：以型钢开孔穿筋为主，牛腿搭接为辅。施工前需由钢构施工单位进行深化设计后交由原设计单位复核确认。根据深化图纸，每层框架梁筋需穿型钢孔洞的数量为66根，钢筋规格主要为φ25、φ28。因为HRB400级带肋钢筋螺纹高度有2～3mm，故型钢开孔直径为φ35、φ38，即钢筋周边外扩5mm。框架梁与钢构穿筋平面布置图详图1。

2、技术难点与特点分析

1）混凝土框架梁与型钢劲性柱的连接不仅是垂直连接形式，还有弯折偏位穿筋的情况，钢筋定位困难。

2）框架柱钢筋密集，特别是翼缘端柱处，且一个框架柱需同时与X、Y向6～8根的框架梁穿筋连接，导致多层钢筋互相重叠，钢筋与型钢柱的连接及钢筋的标高、位置很难控制。

3）本案例工况的钢筋与型钢柱连接有两种形式，其一为穿孔连接，其二为牛腿连接板焊接连接，节点处工况复杂。

4）穿孔钢筋规格均为φ25、φ28，梁筋密集，翼缘端柱处梁面筋和底筋均为10根，且有牛腿，既要保证穿孔梁筋顺利锚入，又要确保节点区所有梁筋锚固满足要求，施工起来较困难。

3、型钢柱与框架梁穿孔连接技术

框架梁筋与劲性钢构穿孔施工程序为：钢构设计深化→穿筋图审核→梁筋下料→支设梁模板，梁头预留500mm给牛腿钢筋焊接空间后支模→梁筋穿孔、复核→绑扎箍筋→焊接牛腿处梁筋→封梁头模板。

3.1型钢柱加工

钢筋孔的预留位置准确度要求较高，孔洞在型钢柱的上、下、左、右位置都要准确，且要考虑X、Y向的穿筋高低差、钢筋保护层厚度等要素，否则会给穿筋带来很大的麻烦。甚至造成无法穿过或者预留孔没用、穿出梁边无法封模的情况。

预留孔中心位置根据结构图梁筋布置、截面尺寸、钢筋数量、排布确定，同时还要优化梁的钢筋排数，进的设计同意后，将部分一排筋排布到二排筋的位置。一般情况下预留孔需按等间距布置，避开型钢柱加强板。

在《型钢混凝土组合结构构造（04SG523）》中对预留孔的尺寸大小建议值为：开孔直径是钢筋直径+5mm，即现场允许偏差值太精密。

考虑到对型钢柱腹板的强度削弱，孔边间距不小于15mm，型钢腹板上开孔直径不宜过大。但是综合考虑后，孔太小不便于施工，会导致现场工人用氧气切割扩孔。与其施工过程中扩孔，还不如直接开成椭圆孔，给现场多点穿筋空间，便于施工。

本案例工程在实际生产加工过程中，与设计院和钢构单位沟通后，确定对于钢筋密集处，开设椭圆孔，椭圆长度方向为上下。对于十字柱型钢纵横向开孔的构件，纵横向孔位高差需在30～35mm。

3.2现场实际施工情况

（1）钢筋穿孔施工前认真学习钢构深化设计图纸，明确框架梁与进行钢构的关系及施工步骤；

（2）劲性钢构吊装过程中，塔吊信号指挥工需在楼面全程指挥，吊装作业的钢构人员需明确构件编号、构件部位，避免放错构件而导致的孔位对不上；

（3）进行钢构吊装就位完焊接前进行现场复核，复核内容包括钢构垂直度、标高、与轴线关系等，复核满足要求后再进行下道工序墙柱钢筋的绑扎；

（4）模板支设过程中，不得随意敲打劲性钢构，不得将钢构作为固定模板及脚手架的支顶点，防止钢构位移而导致的孔位偏位；

（5）梁筋绑扎过程中，先进行穿孔钢筋的安放，再绑扎其余梁筋，注意节点处的加筋，避免漏放钢筋。穿孔钢筋需满足入支座的锚固长度；

（6）穿孔钢筋就位后，摆放牛腿处的梁筋，并进行梁筋间距的调整，满足梁钢筋净距30mm，对于特别密集的节点区，采取两根钢筋一起摆放的并筋措施。

（7）控制好梁柱节点区的箍筋数量与间距，加密区长度为1.5h，h为梁高。

4、钢筋穿孔选用要求

对于穿孔技术，限于规范要求，孔洞的开设只能在工厂进行。现场的氧气切割扩孔会大大的削弱钢构强度，需要杜绝。

型钢柱开设孔洞后，构件的承载力难免有所下降，故需要设计验算其承载力，必要时需在工厂针对开孔位置进行焊接加强板的补强措施。

目前工人的施工工艺水平普遍偏低，对于劲性钢采用钢筋穿孔技术的，项目管理人员一定要严格把控好，不得现场切割。

结语：

本工程案例的框架梁与型钢柱连接节点区钢筋密集，需要穿孔的钢筋数量多。各条梁钢筋在梁柱节点位置纵横向发生冲突，造成钢筋与钢柱上预留的孔洞无法穿过，达不到结构设计的要求。为此，在施工过程中，需重点考虑纵横向主梁同时穿孔时，一个方向需降低50mm，来满足所有钢筋穿孔的分层布置。和设计确定好钢筋的总体布置原则，在钢梁工厂加工前与土建的钢筋翻样进行深化设计，必须保证加工好的钢柱运输到现场安装后，土建的钢筋绑扎能够与设计一致性。

通过对穿筋孔深化设计的完善，特别是十字柱纵横向梁孔洞满足高低差30mm后，以及钢筋密集处采取的长椭圆开孔后，穿筋一次成功率达100%。

穿孔连接被广泛应用于劲性混凝土结构施工中，在型钢深化设计阶段需与原结构设计师、土建钢筋翻样沟通，明确图纸要求，结合现场实際施工情况，使得深化设计趋于科学合理，提高方案的可操作性，保证现场实际施工过程中的质量。

作者简介：

黄健健，龙信建设集团有限公司 江苏南通。