大截面现浇型钢混凝土斜柱结构施工

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[摘要]结合具体施工案例，从每一步工艺的具体施工方法作为切入点，详细介绍了每一步施工工艺以及施工过程，针对大截面混凝土现浇型钢混凝土斜柱结构的施工方案进行探索讨论。

[关键词]型钢；混凝土斜柱；临时支撑；振捣

在超高层建筑施工中，主体结构施工需要严格保证施工质量，特别是特殊结构的施工，既应当保证特殊结构的施工质量，也应当考虑其施工方法，保证施工方法操作上的可行性。本工程在大截面混凝土现浇型钢混凝土斜柱结构的施工过程中，对传统施工方法中的混凝土施工、模板排架施工以及脚手架施工等工艺进行了优化，使得更加适用特殊结构施工过程，保证施工质量，也在施工工艺上进行了创新，如增设钢骨临时支撑，使得其在施工过程中的稳定性得到保证，同时也保障了施工人员的安全。

1工程概况

张江中区单元57-01地块项目为集办公、配套商业功能为一体的核心商务区城市综合体项目。地上包括1栋超高层办公塔楼，其两侧有两栋3～4层裙楼（商业楼及交易中心）。办公塔楼及商业裙房地下设整体满铺3层地下室，局部地下一层设置夹层，用地面积17252m2，建筑面积264030m2，其中1#超高层办公塔楼地上59层，建筑高度320m，结构形式采用型钢混凝土-框架核心筒结构。如图1所示，外框含有16型钢混凝土柱，其中8根边柱为型钢混凝土斜柱，内置H型钢，斜柱尺寸为1400mm×2000mm，倾斜角度为76°，F1～F2层斜进3471mm，F3～F10均斜进1116mm，共计13140mm。斜柱F2层外框楼面挑空，即斜柱竖向无水平支撑的高度范围达14m。

2工程难点

1）由于塔楼F2层无水平结构，故斜柱F1～F2层整体长达14m，其钢骨施工、模板排架支设、混凝土施工是施工难点。2）由于F1～F2层斜柱内型钢为一整体，故型钢放置后，混凝土浇筑前及浇筑时，其稳定性难以保证。3）由于斜柱整体长度过长，需进行分段施工，导致施工工期延长，钢骨裸露时间变长，增加了施工安全的不确定性。4）斜柱不同于普通的结构柱，造成其混凝土浇筑后振捣难度大大增加，难以保证混凝土的施工质量。

3斜柱型钢施工

3.1临时支撑

本工程斜柱内型钢为双H型钢，其截面形式为H600mm×1000mm×70mm×70mm，长14m，吊装重量为23.3t。由于型钢安装后，柱体本身并未浇筑混凝土，还需进行钢筋及模板等施工工序，为保证型钢的结构稳定性，以及保证施工人员的安全，斜柱内型钢安装时采用□400mm×400mm×20mm型钢柱作为临时支撑（图2），临时支撑的上部通过两块钢板与斜柱内型钢牛腿焊接固定。临时支撑的下部需预先设置埋件固定在首层底板上，钢柱吊装到位通过临时支撑进行临时固定，边吊边校，满足精度要求后进行钢梁的吊装形成稳定结构体系。

3.2钢柱吊装

钢柱采用四点吊并通过神仙葫芦进行调整，钢柱吊装到位通过临时支撑进行临时固定。钢柱上预先设置上操作平台。待钢柱吊装到位后，及时进行柱间钢梁与临时支撑钢柱的焊接永久连接，形成稳固的结构体系，钢梁上设置有焊接吊笼和生命绳作为梁上行走和作业安全措施。具体施工流程如下。1）流程一如图3(a)所示：外框先吊角柱，再斜柱分段为两层一节，钢柱采用四点吊并通过神仙葫芦进行调整，钢柱吊装到位通过临时支撑进行临时固定。钢柱上预先设置上操作平台。2）流程二如图3(b)所示：外框斜柱吊装到位后，及时进行柱间钢梁与楼层钢梁的安装，形成稳固的结构体系，钢梁上设置有焊接吊笼和生命绳作为梁上行走和作业安全措施。3）流程三如图3(c)所示：待F1～F2钢柱和钢梁施工完成后，进行临时支撑的拆除。然后进行劲性柱钢筋绑扎、模板支设加固、排架脚手搭设及混凝土浇筑施工。

4斜柱支撑体系

本工程劲性斜柱主要规格为1400mm×2000mm，采用黑模+定型化卡箍进行加固，并在周边采用∅48mm×3.0mm钢管满堂设置落地钢管扣件排架体系，高度23m(图4)。待钢筋验收通过后，即可对柱体进行封模工序，封模的模板为厚15mm的优质黑模板，并采用40mm×90mm方木作为竖龙骨采，间距250mm，横向龙骨采用定型化卡箍@350，并相错随着双拼∅48mm×3.0mm钢管抱箍形式与斜撑连接，间距900mm，具体数据均依据计算书验算通过后所得。柱体模板安装施工时，需先在结构顶板板面上进行弹线施工，纵横轴线立柱边线应保证位置精确，随后柱体钢筋绑扎施工，最后再进行封模，且立柱模板与钢筋间应设置砂浆保护层垫块，以避免钢筋与模板相碰，从而导致露筋等缺陷。柱模板外侧采用∅48mm、壁厚3.0mm的钢管、40mm×90mm的方木及M16止水对拉螺栓进行拉结，各立柱模板箍间采用钢管与平台排架相互连接，以增强稳定性。在柱子模板的底部设置1个300mm×300mm的清扫孔，将柱模内清理干净，封闭清扫口，办理柱模预检。柱钢筋绑扎高处作业应设置临时脚手架，脚手架应满足相关技术及安全要求，可由周边排架体系兼顾。斜柱共计分为3段施工，第一段与第二段长4.5m，第三段长5m，斜柱砼等级为C70。

5斜柱混凝土施工

5.1斜柱钢骨内振捣

由于柱体倾斜，从而使得混凝土浇筑施工时振捣难度大大增加，故在混凝土浇捣前，需将1根直径为150mm的硬质胶提前插入斜柱柱体内，并且提前在胶管表面开设一道凹槽，凹槽的宽度应为100mm，随后将振捣棒插入凹槽内（图5）。为加强振捣效果，选用作用半径较大的R70振捣棒，待混凝土浇筑时，应当随浇随捣，振捣时应将振捣棒放在槽内，并且随着混凝土浇筑的进行，振捣棒应与胶管一同提升，从而使振捣棒始终处于胶管内。同时胶管作为串筒，向下输送座底砂浆和底部混凝土。根据以往工程经验，为保证斜柱施工质量及外表的美观，应当将混凝土拌和物的坍落度严格控制在210～230mm间，同时其扩展度也应当严格控制在370～450mm间。混凝土运输至施工现场后，应当在浇筑前对其落度和扩展度进行检测，须符合要求方可进行浇筑施工。斜柱的顶面模板应当开设高0.03m、宽0.2m、间距2m的通气槽。通气槽内衬快易收口网。当混凝土浇筑施工时，应派专人持续轻振顶面模板，同时观察通气槽排出气泡的情况。

5.2斜柱钢骨外振捣

由于受到重力的影响，插入式振捣器容易偏向内侧，而使得另一侧振捣不充分。为此可以在同一界面内插入两个振动器，从而扩大振捣面积，使混凝土受到充分振捣；或者采用拨子（图6）拨动振捣棒到另一侧使其能振捣充分。拨子可利用钢管焊接铁条，与振捣棒绑扎连接或拨动。混凝土振捣时，应当遵守“快插慢拔”的原则；振捣棒在混凝土内振捣时间，每插点约20～30s，知道混凝土不再显著下沉，不出现气泡，以及混凝土表面泛出水泥浆和外观均匀为止。振捣时应将振捣棒上下抽动50～100mm，使混凝土振实均匀。混凝土浇筑及振捣施工时，要让振捣棒自然下沉，宜垂直拔出及插入，切忌用力猛拔或猛插，也不可将振捣棒插到50～100mm尚未初凝的最下层混凝土中。

5.3斜柱养护

在混凝土浇筑施工结束后，为保证柱体混凝土在规定龄期内达到设计图纸要求的强度，同时防止由于天气、温度等因素而产生膨胀或收缩，应当在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖塑料薄膜并保湿养护。

6结语

本文结合实际工程，对大截面现浇型钢斜柱混凝土结构相应的施工技术措施进行了阐述，在原有传统施工工艺上进行了创新，增设了临时钢柱支撑，并对这种大截面型钢混凝土柱的钢筋连接及施工进行了优化，即使施工操作工艺更加便利，各施工工序直接搭接更加流畅，也使施工质量与施工过程中的结构稳定性得到提升，并且也保证了施工过程中人员的安全，使得施工现场更井然有序。此类大截面现浇型钢斜柱混凝土结构相应的施工技术，可在今后类似的大截面斜柱施工中进行推广应用。

[参考文献]

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作者:吴忠强 单位:上海建工七建集团有限公司