作者:郑晓敏
随着建筑行业的发展和建筑工程技术的不断进步,大空间、大跨度的建筑已经成为未来建筑发展的主要方向之一。为支撑大跨度的钢结构屋面,由混凝土包裹型钢构成的钢骨混凝土结构( SRC),可充分发挥钢与混凝土2种材料的特点,与钢筋混凝土结构相比,具有抗震性能好,抵抗变形能力强,整体稳定性高,相对节省钢材的优点。
依托沈阳飞机维修机库项目1号机库工程,介绍了无支撑式高大空心钢骨混凝土柱无缝施工技术的应用与效果。
1工程概况
沈阳飞机维修机库新机库项目1号机库工程位于辽宁省沈阳市桃仙国际机场,建筑面积47 501m2,网架建筑高34m。无支撑钢骨混凝土柱是支撑216m网架的主要结构,截面尺寸为3 600mm×3 000mm,高19. 2m,该柱四角为劲性型钢骨柱,±0. 000~16.700m为空心结构,16.700~19. 200m为实心混凝土结构,截面尺寸如图1所示。
2施工关键技术
2.1 无支撑式高大钢骨混凝土柱施工工艺流程
施工工艺流程为:柱支撑系统搭设->钢筋绑扎->模板安装、加固->混凝土分段浇筑->调节顶部钢板平整度->封堵柱顶与钢板缝隙->混凝土养护。
2. 2柱支撑系统
2. 2.1支撑系统选择
支撑满堂架立杆间距为1m×1m,步距为1.8m,大柱四周搭设4排脚手架且四周从底至顶搭设剪刀撑,为满足满堂架的稳定性,在四周6m以下每隔2m增加1道斜撑,斜撑与地面连接处预埋钢管,预埋深度≥500mm。
2.2.2人行爬梯
为了施工人员上下方便,采用短钢管在柱体内脚手架立杆上直接连接形成爬梯,爬梯踏步间距为50cm。
2.3钢筋绑扎
1)通过计算机三维技术对空心钢骨柱进行钢筋放样,充分考虑极度密集钢筋的穿插顺序、叠放位置,根据放样的箍筋样式及尺寸制作模具,下料的第1批钢筋待完成自检、复检、专业验收合格后方可批量生产,严格控制钢筋加工质量。
2)主筋采用剥肋直螺纹连接技术,1级套筒连接,横向构造钢筋采用焊接或绑扎连接。
3)施工洞口、钢骨柱周围、柱顶区域钢筋形状复杂、朝向各异、层层穿插,尤其预埋件锚固钢筋与箍筋及竖向钢筋发生冲突时,将顶部封闭箍筋更改为半开式,待预埋件安装完毕后将箍筋与锚筋焊接形成整体。
4)根据柱体定位放线对底部预留钢筋进行校正,保证主筋线形,控制钢筋保护层厚度达到设计要求,柱钢筋与模板之间采用塑料垫块,防止露筋。施工洞口处预留钢筋的长度要最少达到单面焊接的长度要求,以保证后期封堵洞口的钢筋焊接质量。
5)钢筋由内向外、自底拔节式施工(每层施工6m),待底部模板安装完毕后进行上节钢筋的绑扎施工,用汽车式起重机完成材料的吊运。
6)在绑扎柱帽钢筋之前用汽车式起重机在钢梁上架设4根I20,并在工字钢上表面焊接咖25的短钢筋(L=50mm),为顶部实心混凝土柱顶支撑系统做准备。
2.4模板安装、加固
2.4.1材料准备
模板全部为18mm厚双面覆膜木胶合板,板材强度高、韧性好、耐水性好、加工性能好、具有足够的刚度,模板表面覆膜要求强度高,耐磨性好,表面平整光滑、无污染、无破损、清洁干净,规格尺寸准确,所有加固材料必须验收合格后方可投入使用。
2.4.2模板结构设计
1)加固体系 采用普通加固体系,主楞为50mm×100mm木方,竖向设置,间距250mm,背楞为双钢管水平设置,竖向间距500mm(模板接缝上下各加设1道,柱底部3m范围内按照250mm布置)。钢管拉结采用ɸ16的对拉螺栓及山形卡固定通长设置,间距500mm×500mm(见图2)。
2)施工洞口及细部处理 ①施工洞口处理按设计要求在柱体高度1,14m处设有2个700mm×2 000mm的长方形施工洞口,在施工完毕后要求封闭。洞口顶部、底部模板采用预制钢板,钢板厚度为10mm,在钢板上按照竖向钢筋位置预留孔,2块钢板焊接在附加箍筋上,并且在钢板安装好后,在钢筋与钢板孔缝隙处用海绵条缠绕,防止漏浆。洞口处用定型钢管及木方支撑。洞口角部预埋4个L100 x4,封堵施工洞口时,柱体内侧采用3mm厚
钢板与角钢焊接,对称设置的对拉螺栓焊接在钢板上完成对外侧覆膜胶合板的加固,顶部留设浇筑洞口;②模板拼缝处理 为达到清水混凝土的质量效果,模板拼缝采用斜缝连接,要求模板接口成450切割,切口平直、光滑,缝口粘贴海绵密封条;③螺栓孔眼处理模板加固采用ɸ16对拉螺栓进行,在穿对拉螺杆前先在模板孔处穿ɸ20的PVC套管,并且
在PVC套管与模板接触处在PVC上缠绕一周海绵条,把PVC套管与模板之间的缝隙封闭防止漏浆;拆模时,对拉螺栓抽出后,剔除PVC套管端部的海绵条,再用比柱混凝土高一强度等级的水泥砂浆加膨胀剂后从洞口两侧封堵,封堵密实后用光面的木胶合板压光。
3)模板安装 ①用全站仪对模板定位线、高程线进行校核、复测,核对钢筋间距,确保螺栓眼间距与钢筋不发生冲突;②将复验合格的模板根据所需要的尺寸切割板材、板缝紧密,并对缝口、孔眼进行打磨处理;③标出浇筑洞口位置,沿柱体高度方向每隔2. 5m设置1道,每层四面各1个400mm×500mm洞口,并对模板编号以便洞口模板对号封堵;在模板上画出孔眼位置,尽量控制同一根螺栓穿过的模板同时打眼,减少孔眼偏差;④自内向外安装模板、主次楞;校正模板垂直度、平整度,要求拼缝严密、孔眼对称布置、浇筑洞口符合要求;⑤根据钢筋施工进度,模板安装沿柱高度分4次完成,并且施工平台与之配合同步进行;⑥每层模板安装完毕均对下层模板垂直度、平整度进行复测,将误差控制在允许范围之内再进行上层模板施工;⑦待柱体内外模板安装定位完毕后,再进行2个施工洞口的加固;⑧复测柱体支模高度、柱体高度,调整模板垂直度、平整度,顶部钢板平整度,检查拼缝、缝眼严密性均符合设计要求,经支模专家、公司、监理单位、设计单位、建设单位验收合格具备浇筑条件。
4)模板拆除 待柱体混凝土达到强度且内外温差降低到25℃以下时方可开始拆模,自上而下拆除柱箍及横楞,分2片拆除模板,原地清理运至周转区域。柱体拆下的模板、钢管、扣件不得向地面抛掷。
2.5混凝土分段浇筑
1)自制溜槽架设于施工架上,要求溜槽宽度略小于浇筑洞口,能将溜槽紧密卡进模板内,架设角度控制在45 0。
2)架设2台汽车泵于柱体两侧,将软管伸入对称两侧的溜槽中。
3)对进场的每台罐车混凝土进行检测,色泽、坍落度等均满足要求。设置1组3块同条件混凝土试块,要求每浇筑1层(2m)设置1组。
4)两侧混凝土同时施工,分层浇筑,每层高度不得超过40cm,控制混凝土浇筑速度、泵送速度,使柱体对称受力。
5)混凝土振捣过程中,振捣棒要快插慢拔,每侧两根同时振捣,分层振捣,进行下次混凝土浇筑时,振捣棒伸入界面以下10cm重点振捣,确保混凝土整体性。
6)适当调整间隔时间,保证柱体整体性,不留设施工缝。
7)柱体最后1次混凝土浇筑完毕后及时进行顶部预埋钢板的顶面平整度、高度测量,通过调整连接螺栓使钢板的平整度、高度达到图纸设计要求。
2.6}昆凝土养护
混凝土养护在未拆模时主要靠每天浇水保持混凝土表面处于潮湿状态,在拆模后先洒水后用塑料薄膜包裹养护,始终保证薄膜内潮湿状态。养护时间≥14d。
3 结语
本工程采用无缝施工技术,在施工方法和施工工艺上采取了一些简便易行的措施,利用柱体自身稳定性采用钢管木模加固体系,取得了良好的应用效果,不仅节省了工程成本,同时也提高了工作效率,保证了工程质量,适用于高大独立空心混凝土钢骨柱的施工,同时对桥墩等工程技术施工也有很强的指导意义。
4[摘要]对无支撑高大空心钢骨混凝土柱无缝施工技术进行总结,分析了施工流程中操作要点,克服了实际施工过程中遇到的重点和难点,保证了工程的安全和质量。现场实践结果表明:该技术满足施工要求,质量效果较好。