型钢混凝土柱施工工艺研究
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摘 要：根据型钢混凝土的施工工艺进行研究，得到型钢混凝土柱的施工工艺流程和施工操作要点，并得到其施工质量控制的方法，为以后类似工程项目提供一定技术参考。
关键词：型钢混凝土;施工;焊接;钢筋
1 引言
由于型钢混凝土具有良好的力学性能和抗震性能，因此被广泛应用于大跨结构的梁、柱中。混凝土具有良好的抗压性能，型钢钢管也具有较好的抗压性能，将混凝土浇入至型钢钢管中，由于型钢的约束作用，混凝土受到超过其极限荷载的压力时也不会出现失稳破坏，两者的结合可极大提高型钢与混凝土单方面的力学性能[1-2]。型钢混凝土在施工过程中由于其对施工工艺要求较为严格，尤其是型钢混凝土柱，其内部构造较为复杂，浇筑和振捣时模内空间较小，因此本文仅对型钢混凝土柱的施工工艺进行研究，以达到结构设计要求。
2 施工工艺流程及施工操作要点
2.1 施工工艺流程
型钢混凝土柱施工时首先对其进行放线定位，统一定位后再对所放线的型钢混凝土柱轴线及柱底标高进行复核，复核通过后再将型钢混凝土柱下方预埋件预埋处理，并用螺栓进行固定，之后再进行吊装型钢、安装型钢柱，安装完毕后对其垂直度进行测量，以免型钢柱倾斜，测量完成后将型钢柱与下方预埋件进行焊接，之后再进行绑扎钢筋、支模板和浇筑混凝土施工工作。
2.2 施工操作要点
2.2.1 型钢柱制作和尺寸复核
型钢柱在工厂直接焊接好，在型钢柱制作前首先根据型钢柱的尺寸和质量要求，提前选择好运输车、吊装机、钢筋在型钢柱内打穿位置等运输和安装工作。由于一般型钢柱的截面尺寸较大，在安装模板时需采用对拉螺栓进行加固固定。工厂内的型钢柱焊接完毕后需验收合格后方可运输至施工场地内。
型钢柱运送至施工现场后，施工人员首先对型钢柱数量和各类型型钢柱尺寸进行复核，并对其变形情况进行检测，如对型钢柱的弯曲度和扭转度进行检测，弯曲度不得高于H/1200，并且不得大于12mm，型钢柱扭转度不得大于3mm。
2.2.2 放线和柱底标高复核
型钢柱安装完成后再次对型钢柱中心位置进行放线复核，确定其中心位于设计坐标处;并对柱脚标高进行复核，确定型钢柱柱脚标高安装误差在3mm以内，若有一项或两项不满足设计要求和相关规范要求，则应根据经纬仪和水准仪进行调整。放线和柱底标高复核完成后，需对标高控制点及定位控制线在型钢柱身进行标记。
2.2.3 柱脚板和地脚螺栓的预埋
当上一层混凝土浇筑完毕后即预埋柱脚板和地脚螺栓，安装完成后对柱脚板和地脚螺栓的位置和标高进行复核，确认无误后采用塑料布将地脚螺栓进行包裹，以免柱脚板和地脚螺栓遇水而锈蚀或遇混凝土而影响螺栓丝扣的顺滑性。安装柱脚板时若遇到梁主筋，应采用机械方式将梁主筋移位。
2.2.4 钢柱吊装和焊接施工
待上层混凝土强度达到设计要求时，则开始进行吊装施工。吊装前施工单位应组织施工人员对预埋件进行重新复核，确认无误后再进行吊装施工。吊装时，施工人员应根据所吊装型钢柱的尺寸及翼缘板方向等设计要求进行吊装，以免在吊装时对型钢柱造成损伤。
在钢柱吊装完成后，通过螺栓将钢柱固定于预埋板上，初步安装完成后采用经纬仪对钢柱垂直度进行观测，若垂直度偏差超过规范规定值，则根据地脚螺栓进行调整，调整至规范规定值。
2.2.5 绑扎钢筋和模板施工
對型钢柱钢筋进行绑扎时，梁柱节点处钢筋是梁柱施工中的难点和重点。梁柱节点处钢筋较密，在绑扎钢筋时需提前在型钢柱和梁上打孔以方便钢筋可穿过型钢柱和梁腹板以达到紧固效果。具体施工时，根据设计图纸对穿钢处的钢筋走向及锚固位置和锚固长度等进行准确操作，确保所绑扎钢筋的位置及数量满足设计要求。目前大多数型钢柱设计图纸中，其内部箍筋大多数均设计为复合箍筋，型钢柱内许多箍筋并未穿过型钢部分，而是在型钢外侧环绕，因此施工时可将此类箍筋焊接于型钢上，进一步提高箍筋的稳定性。
混凝土柱支模时，为固定模板，避免浇筑时产生涨模和漏浆等事故，因此支模时需在模板上安装对拉螺杆。由于型钢柱内部存在大面积型钢，在安装对拉螺杆时不可避免的出现对拉螺杆穿过型钢腹板，因此安装时需在型钢柱上钻孔打眼，也可在型钢上对啦螺杆位置处焊接螺栓接头，将对拉螺杆固定于型钢上，也可达到较好的效果，并且不对型钢安全和稳定性产生影响。
2.2.6 混凝土浇筑施工
混凝土浇筑时应分层浇筑和振捣，每层混凝土高度宜为1m，浇筑完成后采用小直径振捣棒和钢管进行人工手动振捣。或在振捣时，为提高混凝土的流动性，可增加混凝土的坍落度，确保型钢柱内混凝土的密实性，避免出现混凝土内部蜂窝麻面的缺陷，影响结构施工质量。由于型钢柱构件在结构整体中属于重要构件，并且所使用的混凝土强度较高，水灰比较小、坍落度较小，导致在振捣过程中混凝土上部浮浆较多，若对浮浆不进行清理，后续施工完成后则会产生局部强度较低的现象，从而直接影响整体结构安全。
3 施工质量控制
型钢柱在施工过程中，型钢柱的原材料和施工方法等均应满足相关规范要求，尤其重点分部工程应满足以下要求：
3.1 型钢柱的运输、吊装与焊接
型钢柱截面尺寸较大，运输和吊装安装时，施工难度较大。并且在型钢柱运送至施工现场后对型钢柱的扭转度和弯曲度进行检测，各项指标满足相关规范要求时才可进行吊装施工;吊装完成后应对型钢柱的垂直度进行检测，以确保型钢柱的垂直度满足相关规范要求;焊接施工完成后，应采用超声波无损检测对焊缝进行检测，确保焊缝内部不存在裂纹及其他缺陷，确保施工质量。
3.2 绑扎钢筋
绑扎钢筋前，施工项目部应对结构设计图纸进行仔细分析，并与设计院进行联系，尽量增加型钢柱主筋直径，减少主筋数量，增加主筋间距，降低振捣施工难度;钢筋穿型钢时，根据设计大样进行施工，确保钢筋穿插顺序与设计图纸一致，避免后续发生钢筋碰撞现象;梁柱节点钢筋绑扎时，若梁、柱主筋碰撞，应采用机械移位的方法将梁主筋偏离，并对附近其他钢筋间距进行调整，满足混凝土浇筑振捣施工要求;当箍筋不能穿透型钢时，应将箍筋焊接于型钢上，提高箍筋的稳定性;当梁主筋不能穿透型钢时，需在型钢柱翼缘板上焊接牛腿板，再将梁主筋焊接于型钢柱牛腿板上，牛腿板与型钢柱翼缘板的焊缝形式宜为坡口焊或V型焊;在型钢柱上打孔后，型钢柱上的孔洞率应低于25%。
3.3 模板施工
支模时，若需在型钢柱上开孔以对模板进行固定或加固施工时，应与设计院进行联系，设计院计算审核通过后才可在型钢柱上开孔施工，并且综合开孔率不得高于25%;模板安装完成后，需有专人负责检查模板拼接和加固质量，避免混凝土浇筑时出现意外事故。
3.4 混凝土浇筑施工
混凝土浇筑时，应有专人负责检查振捣棒的直径与钢筋间距，以免出现无法振捣的现象;振捣完成后，应有专人清除混凝土上部浮浆，以免影响结构整体性，确保施工质量。
4 结束语
目前大多数新建大型公共建筑中的地下室混凝土柱均为型钢柱，且在大多数超高层建筑中采用型钢混凝土型式的数量越来越多，因此型钢混凝土柱施工质量的好坏决定了整体结构的安全性和内部人员的生命财产安全。在型钢混凝土柱施工时，宜采用上述方法进行施工，确保施工质量。
参考文献：
[1] 杜锐.“Y”字形预埋型钢柱施工质量控制[J].建筑，2010（17）：64～65+67.
[2] 许炳新，刘波，向晖，魏向科.超高层建筑巨型型钢柱施工技术[J].建筑，2010（19）：61～62.
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