型钢混凝土结构施工存在的问题与对策探讨

2022-12-26张浩

建材发展导向 2022年22期

张浩

(山西一建集团有限公司，山西太原 030000)

型钢混凝土结构有着高强度、高刚度等优势，而且可以使建筑更加稳定，防火性能和防腐性能都较强。并且在框架柱中使用许多型钢，能够扩大使用面积，缩小柱截面尺寸，所以型钢混凝土构件的承载力相当高，构件截面积很小，也没有较高的工程造价，在我国建筑领域有着巨大的应用空间。在建筑物结构施工中型钢混凝土结构发挥着重要的作用，所以施工单位必须要对其施工存在的问题引起重视，而且有针对性采取有效的措施，否则就难以保证其整体结构施工质量。

1 型钢混凝土(SRC)结构简述

型钢混凝土(SRC)结构又称劲性混凝土结构是指在型钢周围布置钢筋，并浇筑混凝土的结构。型钢分为实腹式和空腹式。实腹式型钢有轧制或焊接工字钢、H型钢等，空腹式型钢则主要由角钢构成的空间桁架式骨架所组成。实腹式SRC构件具有较好的抗震性能，SRC构件的内部型钢与外包混凝士形成整体、共同受力，其受力性能优于这两种结构的简单叠加。与钢结构相比，它节省钢材，增加构件及建筑物的刚度；与混凝土结构相比，它减少截面，减轻重量，增加构件的延性，并具有更高的强度，以解决大跨度重荷问题。此外，外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性，尤其是采用实腹型钢的SRC构件，其抗剪承载力有很大提高，大大改善了受剪破坏时的脆性性质，提高了结构的抗震性能。尤其在大型公共建筑、地下空间结构、超高层建筑中得到快速发展。

型钢混凝土结构的施工流程主要分为以下几个步骤：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→装置首节型钢柱→柱脚灌浆→装置型钢梁→绑扎柱子钢筋→装置柱模板→浇筑柱子混凝土至梁底→撤除柱模→装置水平结构模板→绑扎梁、板钢筋→浇筑梁、板混凝土→装置第二节型钢柱→顺次进行工作。

2 型钢混凝土结构施工的要点

2.1 预埋件安装固定

在设计标高的承台面预埋面板，平整度和相邻标高误差要控制在2mm以内，在准确调平后，进行点焊加固。在承台基础混凝土浇筑过程中应该将后浇的微膨胀无收缩灌浆料的高度预留出来。浇筑结束后再次对预埋件的标高和轴线位置进行复核，保证混凝土浇筑中埋件不会出现位移的情况。

2.2 钢柱安装

第一，在预埋钢板上标注出钢桩定位线，而且根据外形尺寸将临时定位板焊出来，将构件每个方向的中心线以及柱底轴线的标志都认真做好。在钢柱吊装就位后，让其和埋件钢板上面十字线的外形线进行闭合，而且将临时定位板用力顶紧。使用2台经纬仪在互为90度的两个方向垂直度调正，在确保钢柱底部轴线对位以及垂直度都与有关要求相符后，及时将刚楔板打到在钢柱附件，以起到固定的作用，而且必须要施焊临时定位，然后运用两人分层对称施焊，进而避免出现焊接变形以及由于残余应力而导致的钢柱垂直度偏差。第二，质量标准。针对焊材以及焊工质量根据规范要求：型钢柱吊装控制每个方向轴线位移偏差要小于等于5mm；垂直度偏差要小于等于H/1000。

2.3 钢梁安装

第一，型钢柱吊装结束后，必须要进行固定，才能吊装型钢梁，对钢梁进行吊装前必须要在柱子的牛腿外面仔细检查标高和柱子之间的距离，对主梁进行安装前也必须要将轻便走道安装在梁上，进而确保施工人员的生命安全不会受到威胁。第二，通常在钢梁上翼缘将耳板进行焊接，当做吊点。吊点位置的选择必须要考虑到钢梁的跨度。要想加快吊装速度，在吊装型钢梁结束后需要作出总体的一次性校正，而校正内容涉及到多个方面，比如：标高以及垂直线等等。第三，钢梁的连接方法通常有两种，一种是焊接，另一种是高强螺栓连接。运用半自动二氧化碳气体保护焊的单V形坡口焊道和柱牛腿进行焊接，而且探伤焊缝。高强螺栓必须要进行初拧，而且使用扭矩扳手验收达标。

2.4 钢筋绑扎

施工工艺主要包括放线、安装钢柱以及预先套柱箍筋等等。通常，在钢筋绑扎过程中必须要注意以下几个方面：第一，对钢梁进行吊装时必须要事先在钢筋里面套上外箍筋[1]。第二，柱主筋的安装在上下部碰到钢梁时应该事先深化设计，尽量将柱主筋和钢梁不要放在一起。第三，就柱箍筋来讲，是型钢混凝土组合中制约混凝土的主要钢筋构件，需要确保其全部闭合，而且与主筋进行有效的牢固连接。第四，梁柱节点施工必须要事先深化设计，箍筋使用开口箍筋后进行焊接，箍筋和梁柱发生碰撞时与钢梁柱附近焊。第五，在钢骨上面焊接一些梁筋，必定会直接影响成型之后的钢构件安装精度，在该道施工过程中必须要严格监控；对于梁筋必须要使用对称交叉的方法进行焊接，以保证钢构件的安装精度符合有关标准要求。

2.5 模板施工

在钢筋安装结束，做好安装专业预留预埋，隐蔽验收结束后将竖向结构模板进行安装，型钢混凝土结构模板施工和常规钢筋混凝土结构模板施工大体一样，然而必须要注意以下几个方面：第一，配板尺寸。对于方柱使用四片木模板进行组拼，圆柱使用定型钢模。第二，对拉螺栓。柱箍使用槽钢起到加固作用，如果柱截面不到800mm，就无需进行对拉螺栓，反之，如果柱截面超过800mm，就必须要运用对拉螺栓，根据焊接程度在型钢柱上面焊接对拉螺栓。第三，模板配制高度必须要满足层高要求，不需要很高，不然就会与柱顶部的型钢梁出现不必要的冲突。

2.6 混凝土浇筑

型钢混凝土结构中存在钢结构，而且附近钢筋围绕，混凝土浇筑和振捣过程中存在很多死角，很有可能导致混凝土密实度不足。第一，柱混凝土浇筑中从型钢柱周围均匀下料，而且分层投料高度约50cm。第二，梁混凝土浇筑是工字钢梁下翼缘板下面从钢梁一侧进行下料，使用振捣器在工字钢梁一侧进行振捣，从钢梁底部将混凝土向另外一侧挤，在混凝土高度大于钢梁下翼缘板100mm时，变成两侧两人对称振捣，进而保证钢梁底部混凝土完全密实。第三，钢梁腹板两边的混凝土由两侧一起对称下料，进行对称振捣，在浇到上翼缘板100mm时，然后从梁跨中进行下料浇筑。从梁的中部进行振捣，慢慢向两端进行延伸，一直到上翼缘板下面的所有气泡都从钢梁两端和梁柱节点部位穿钢筋的孔内及时排出来。型钢混凝土结构混凝土浇筑及振捣时漏振区域多，易造成混凝土不密实，混凝土浇筑应从型钢柱四周均布下料，分层投料，宜采用4根振捣捧振捣。

2.7 模板拆除和养护

结合型钢梁柱的高度以及跨度，结合设计文件中的有关规定：在侧模浇筑后第四天将固定梁外侧的螺栓拆卸下来，再使用撬棍轻轻撬动，这样就可以脱离混凝土。浇水养护连续十四天，每天三次[2]。并且外侧模板发挥着保温保湿的重要作用，以免混凝土由于收缩温差而出现裂缝。

3 型钢混凝土施工中存在的问题及解决对策

3.1 型钢混凝土施工前的准备工作问题及解决对策

不管什么工作，是否做好充分的准备工作直接关乎到工作过程是否正常进行，除了是对工作人员心理以及行为上的安慰保障，也对对工作质量的保证，所以在型钢混凝土施工前应该将各项准备工作落实到位。在施工前通常会出现一些问题，这些问题是很多工作人员容易忽视的细节问题。第一，在进行型钢混凝土施工前有关人员没有及时联系与协作，造成施工中出现结构损失和结构构件问题，对于工作人员来说，必须要迅速与钢结构专业人员交流协商，进而保证将混凝土施工落实到位。第二，施工中最为需要参考的是施工计划，计划书除了可以在施工中发挥出引领作用，也可以规范施工中存在的技术问题，所以在施工前必须要提前准备一份完整的施工计划数，统一记录型钢混凝土的各项数据，比如：重量以及规格等等。第三，在钢筋施工前也必须要由钢筋专业人员认真审核统计的数据，必须要再按照规范要求做好审核工作后，才可以施工；在实际施工中有些工作人员没有根据施工图纸来施工，也有些工作人员随便对施工图纸进行更改，这些都无法确保施工准备工作正常开展。

3.2 型钢混凝土施工过程中的人为技术问题及解决对策

众所周知，对于型钢混凝土结构施工来说，施工人员起到重要的作用，是核心载体，施工人员最容易出现错误的环节往往是明确钢筋穿越型钢柱孔位部位。有关型钢柱孔位控制确定，通常可以分成两种，一是孔位的竖向位置确定，二是孔位的水平位置确定[3]。首先，就孔位的竖向位置确定来讲，通常孔位属相为之是在南北向和东西向标高保证下，必须要在混凝土中部设置型钢梁，否则就不能加大型钢混凝土强度，但是在实际施工中工作人员往往会由于许多原因而导致孔位竖向位置的确定不正确，导致型钢混凝土的强度下降，所以必须要确定孔位，这是非常重要的。对于竖向孔位确定，可以制定这样的解决对策，首先必须要对孔位的中心标高进行确定，这是最为重要的步骤，必须要确认标高，才可以确定哪些方向适宜将钢筋放置，哪些地方不适宜加受力构建，由于孔位安装在型钢上，随意针对孔位的竖向确定若工作人员得出的答案错误，就必须要及时求助钢筋施工人员，迅速交流，对孔位位置和孔位深浅都应该有准确的概念，否则就不能显著提升型钢混凝土的承重能力以及强度。其次，就型钢混凝土的水平孔位确定来讲，也是非常重要的，水平与竖直是彼此影响和彼此作用的，这些环节中不管哪个环节出现错失，都容易导致型钢混凝土的性能降低，所以施工人员在施工过程中必须要不断学习知识，而且针对水平孔位的确定，事实上，在操作过程中并不复杂，相当容易，由于工作人员必须要先对孔位的竖向位置进行确定，再结合竖向孔位位置对孔位的水平位置进行确定，往往是在确定部位上均匀平分打孔，进而保证孔位的水平位置不会出现错误，同时为了可以将型钢柱打孔明显减少，工作人员也要型钢柱焊接牛腿，利用焊接可以在确保承重能力和结构都符合要求的基础上，显著改善打孔偏多导致的强度下降以及结构失去稳固的情况。

3.3 型钢混凝土施工方法中存在的问题及解决对策

第一，施工工艺流程在型钢混凝土施工中起到重要的作用。在型钢和混凝土结合前通常会出现安装方案不够完善、工艺设计落户的情况，所以施工前必须要合理制定钢结构制作安装方案，在进行构建制作前需要选择合适的擦磁疗，而且仔细核对与普及加工技术，型钢混凝土在结合时依旧是要重视组合的形式以及结构的设计，以上提到的在施工前的准备工作是重要的环节，统计记录钢构件的尺寸、轴线高和各种数值，更为重要的是箍筋的数量和运用，还有模板的制作和安装使用，这些都会直接影响型钢混凝土的施工，混凝土浇筑和养护是在结束后提高型钢混凝土强度的措施，所以必须要对其养护作用引起重视，针对型钢混凝土的施工过程，离不离开每个技术人员的施工工艺的运用和实践经验的相结合，必须要确保技术水平很高，才可以保证型钢混凝土结构构件施工正常开展。第二，型钢混凝土在施工中的思路和工作原则。对建筑物的平面设计以及轴线位置等等、每个柱子安放部位确定后，有关人员必须要在检查和监督且确定无误的基础上，安装型钢，但是安装也有多种类型，有必要的话，应该结合具体要求来适当调节和改变安装方法，比如：就吊装钢结构来看，通常在施工中无法保证流水区段的科学性和安装偏差较大都会直接影响钢结构的安装，所以针对其采取的解决对策是在吊装过程中必须要结合建筑物的平面形状结构形式正确安装，有关人员在设计安装程序和实际安装中应该将安装程序履行到位，否则就容易导致安装偏差过大，对施工过程造成不利影响。

但是钢结构的轴线和安装问题始终是施工人员容易忽视的环节，各层柱子的定位轴线都是将地面控制线作为出发点的，无法从其他的位置引上，尽量防止出现积累误差。针对型钢的重量处理，可以对各个型钢和各个钢结构作出适当的调整，能够使用两台塔式起重机，详细统计分析机械重量提高荷载附着荷载最大工作荷载等等影响钢结构，必须要尽量降低重量来减少对钢结构强度性能造成的影响，合理制定相应的措施，以确保型钢混凝土施工正常进行和有关机械设备稳定进行[4]。除此之外，螺栓的设置也是施工中技术人员以及施工人员必须要重视的问题，地脚螺栓应该精确定位，不可以将螺栓进行错乱位置的埋设，而且对于露出的丝扣也要认真检测，前侧能否满足有关要求，要合理布置以及安装，只有这样才可以保障型钢混凝土的性能。

最后，在施工中型钢柱和梁的安装也是容易出现问题的环节，所以需要合理制定相应的解决方案。在型钢安装现场最好运用栓和焊接相结合的连接手段，在现场应该确保各个环节都是准确的，能够通过手工焊接来焊接已栓的型钢，但是这样有可能出现焊缝，所以施工人员必须要认真执行焊缝的“三检”制度和程序流程，在审核各项流程后，利用超声波检查钢结构性能是否符合标准要求，所以焊接质量是否合格直接影响直接关乎到型钢安装作业是否顺利开展。因为型钢混凝土具有较强的特殊性，才可以使型钢混凝土和常规混凝土在施工过程上有很大的差异，混凝土浇筑和模板制作都使施工进程融入全新的元素。型钢混凝土结构中存在中型钢骨架，必须要在混凝土强度达到有关部门规定的强度前，使用型钢骨架来称重以及受力，施工中让很多荷载都其侧重于型钢骨架，进而避免混凝土因受到过重的荷载而出现压裂的情况[5]。除此之外，也必须要对振捣时间以及振捣方法引起重视。在模板制作结束后，能够放进振捣棒，必须要在振捣专业位置放进振捣棒，而且对振捣时间也有一定的要求，型钢混凝土振捣时间必须要在规定时间以内，不然就容易出现过振的情况，造成混凝土稠度较低，进而出现型钢混凝土性能下降的情况，对此解决措施是真到时间必须要以混凝土表面存在浮浆且长期不会下沉而最适合的振捣时间，在这个期间必须要合理安排专人来认真看护以及观察监督，以防型钢出现错位的现象。