劲性混凝土柱结构施工要点探讨

张圣超 张登辉 孙玮敏 王玮 覃发科

摘 要 随着近些年我国城市建设的飞速发展，高层、超高层建筑大量出现，劲性混凝土结构具备钢结构与混凝土结构的双重优点，得到大量应用。本文针对劲性钢结构基础施工、梁柱节点钢筋排布、现场吊装施工及混凝土浇筑等方面进行简单总结，为类似工程提供有益借鉴。

关键词 超高层;混凝土结构;钢结构

1基础施工

1.1 地脚螺栓及预埋件固定方式

钢柱与地脚螺栓通过螺栓连接方式，设置双螺帽并配置垫片。采用方形定位板进行地脚螺栓定位，注意限位板中心坐标及柱头标高控制，确保螺栓群整体尺寸。每处地脚螺栓群设置上下两块定位板，通过上下两层定位板联合作用对地脚螺栓进行各方向的位移限制，确保所有地脚螺栓在安装及后续混凝土浇筑过程中不受干扰发生偏移。上方定位板在基础混凝土浇筑完成后可以进行拆除并重复利用[1]。

2梁柱节点钢筋排布优化

根据原设计图纸利用BIM软件，在不改变梁柱节点受力形式的前提下，建立三维立体模型，对钢骨梁柱节点钢筋排布进行二次深化设计及施工模拟，验证深化设计后的施工可行性，预留合适的钢骨与钢筋空隙，保证混凝土浇筑的可行性，最终确定得出钢骨与钢筋的连接形式，并形成设计及施工方案。

常用的钢骨与钢筋连接形式有四种，腹板打孔、加焊连接板、加焊钢筋连接器（直螺纹套筒等）及侧边避开。根据钢结构二次深化设计图纸，认真核对进场钢骨构件开孔情况，不允许错孔和漏孔的现象发生，对于不合格的钢骨构件不予使用，必须返厂。根据节点钢筋型号及分布情况，确定连接板厚度及外伸长度，确保节点焊接质量。

3钢骨柱吊装施工

3.1 首节柱吊装工艺

（1）吊装。钢柱吊装前，在每个地脚螺栓上拧上一调节螺母并摆放一个垫铁，用来调节钢柱安装标高。在钢柱吊装前调好垫铁的标高，标高误差控制在1.0mm以内。

钢柱起吊时根部要垫实，保证在根部不离地的情况下，通过吊钩的起升、变幅及吊臂的回旋，慢慢将钢柱扶直，待钢柱停止大幅度晃动时缓慢起钩。钢柱在吊至地脚螺栓上方时慢慢下钩，离预埋螺杆50mm左右时，操作工人用手扶着钢柱让其缓慢下将，待柱底孔接近螺栓群时将其孔孔相对，可自由穿入时再缓慢落钩，待螺杆自由穿过柱底板并平稳落至垫板时，每棵螺栓上安装两个螺母，将其锁紧[2]。

（2）校正验收。钢柱落位以后，依照柱底板上提前弹好的中心线和基础中心线，进行钢柱的平面位置的调整工作，待钢柱落位无误后，测量人员用两垂直方向经纬仪进行观测校正，校正无误后拧紧双螺母，随即施工人員利用爬梯进行上部解钩。

钢柱的垂直度调整通过钢柱底板下的调节螺母来进行，待垂直度调整在规范允许范围后，将垫铁点焊固定。

首节柱安装尺寸自检合格后，通知质量及监理验收，验收合格后，移交土建单位对柱脚进行C50无收缩细石混凝土浇筑。二次灌浆后即可进行钢骨柱的钢筋绑扎，绑扎完钢筋，支模后进行混凝土的浇筑工作。

3.2 上部钢柱吊装工艺

（1）吊装。上部钢柱的吊装方法与首节钢柱类似，就位时通过临时连接夹板和安装螺栓固定。

钢柱吊装就位后，通过耳板连接板，通过安装螺栓临时固定。固定前确保钢柱标高、垂直度、偏移和扭转等符合规范要求。螺栓必须完全紧固后才可脱钩。

（2）钢柱的校正。钢柱就位后，按照先标高后扭转、最后调整垂直度和偏移的顺序进行调整，利用撬棍、钢楔及千斤顶等校正钢柱。

采用无缆风绳校正法进行钢柱校正，通过塔吊吊钩的起落和撬棍调节上下两节钢柱间隙至符合要求，在耳板孔洞打入临时钢楔。扭转调整时在上下耳板的不同侧面加垫板并夹紧即可。垂直度通过液压千斤顶与钢楔进行调整。

（3）钢柱的焊接。上节钢柱校正完毕后即可对其进行焊接，采用双人对称焊接法。施焊过程中，通过小锤对焊缝敲击以消除焊接应力。焊接完成后，割除连接耳板并由检测单位对焊缝进行质量检测[3]。

4混凝土浇筑

为增大框架柱混凝土浇筑过程中的作业面，最大程度的利用现场生产力，避免工人闲置，采用“框架柱组内循环浇筑”的浇筑顺序。在充分利用生产力的同时，该浇筑顺序可一定程度上消除因一次混凝土浇筑量过大而引起的局部模板薄弱部位承载力不足隐患。具体操作方法如下：

结合施工区域划分情况，对各区域劲性柱及相邻普通混凝土柱进行分组。根据现场混凝土浇筑计划及设备施工能力，结合现场混凝土初凝时间的性能考虑，每4-5根相近框架柱分为一组。

框架柱组内浇筑顺序：每组框架柱采用组内循环浇筑形式。单根柱每浇筑2m高为一循环，即单根柱每完成2m高度的混凝土浇筑任务后，转向组内下一相邻框架柱继续浇筑2m高度。通过以上循环，直至完成本组框架柱内全部浇筑任务，必须保证在前次混凝土初凝前进行下次混凝土浇筑。

单根柱浇筑基本顺序：钢骨外侧下泵，再对内侧进行补充浇筑。浇筑过程中应保证各向对称浇筑，侧压力平衡。每浇筑2m高度即按循环顺序转入相邻柱浇筑施工。

5结束语

劲性混凝土结构作为一种常用的建筑形式，加入钢结构后可以有效提高构件承载能力，减小构件轴压比，进而减少构件截面，而且比全钢结构更好的防火性能。本文相关成果在宜昌市房投商务大厦工程裙楼钢结构施工过程中得到良好应用，取得了一定经济和社会效益，值得推广。

参考文献

[1] 黄沛成，侯永钊，李臻.劲性混凝土柱施工技术[J].建筑技术，2004（2）：105-107.

[2] 刘汉朝，王勇，祁乐，等.大截面钢管劲性柱梁柱节点施工技术[J].建筑技术，2014，45（6）：551-553.

[3] 银宏飞，薛梦实，张凯，等.BIM辅助劲性柱与预应力梁复杂节点施工技术[J].施工技术，2016（S2）：597-600.