李心杰

(福建建工集團(tuán)總公司 福建福州 350007)

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招銀大廈勁性鋼筋混凝土吊柱施工技術(shù)

李心杰

(福建建工集團(tuán)總公司 福建福州 350007)

隨著我國高檔辦公樓數(shù)量不斷增加，大跨度、大空間、高凈空對高檔辦公樓是十分重要的需求。文章以招銀大廈工程實(shí)例，結(jié)合了懸挑結(jié)構(gòu)中勁性鋼筋混凝土吊柱的特點(diǎn)，從技術(shù)方面設(shè)計與優(yōu)化，施工組織和具體安排等各個環(huán)節(jié)都加強(qiáng)了控制，避免了施工中可能造成的質(zhì)量隱患，取得了較好的效果，并真正從功能上實(shí)現(xiàn)了辦公樓對大跨度、大空間、高凈空的需求。

勁性鋼柱；吊柱；施工

1 工程概況

本工程為現(xiàn)澆框剪結(jié)構(gòu)，總建筑面積55 365.81m2，兩層連體地下室，地上3棟塔樓通過空中連廊進(jìn)行聯(lián)通，其中南塔樓19層，高度93.0m,中塔樓7層，高度41.5m，北塔樓5層，高度32.5m。該工程在南塔樓十九層有一部分懸挑結(jié)構(gòu)并設(shè)有吊柱，吊柱斷面尺寸為600mm×600mm。懸挑結(jié)構(gòu)和吊柱結(jié)構(gòu)見以下剖面圖及平面圖(圖1～圖3)。

2 施工特點(diǎn)

勁性鋼筋混凝土吊柱在公共建筑結(jié)構(gòu)中比較少見，本工程建筑頂層局部結(jié)構(gòu)，下層形成“無柱”的大空間，可供參考的案例較少。

(1)荷載傳遞路線相反

從荷載傳遞上分析，屋面層型鋼梁懸掛吊柱，吊柱又連接屋面層和十九層挑板，柱是受拉桿，傳力方式與先有柱后設(shè)置梁，柱為受壓構(gòu)件的常規(guī)概念不同，吊柱在該處的作用是將荷載由下方傳向上方，因此施工順序起著十分重要的作用。

(2)施工順序區(qū)別

因其荷載傳遞路線相反，施工順序也與常規(guī)工藝有所區(qū)別。本工程型鋼吊柱應(yīng)分三段施工，先施工下段基礎(chǔ)節(jié)(下段與十九層型鋼梁固接)，再施工上段柱頂(上段與屋面層型鋼梁固接)，最后中段通過連接板與上、下段栓接。

(3)施工縫設(shè)置應(yīng)合理

因其分三段施工，故型鋼混凝土吊柱必有兩處混凝土施工縫。下部施工縫位于吊柱根部，與吊柱層混凝土梁板面齊平。上部施工縫位于屋面梁底以下40cm左右(按設(shè)計圖紙要求，避開結(jié)構(gòu)受力薄弱處)，且不得超過型鋼吊柱上段連接栓孔處。

(4)吊柱結(jié)構(gòu)的臨時支撐

由于臨時支撐作為受力轉(zhuǎn)換層，在型鋼混凝土吊柱未形成強(qiáng)度前，承受吊柱層以及屋面的樓面荷載，其強(qiáng)度穩(wěn)定性至關(guān)重要。

3 施工順序

南塔樓十九層梁板以下均按正常施工，十九層吊柱施工應(yīng)在屋面層梁板砼強(qiáng)度達(dá)到100%并拆除梁板模板支撐體系后進(jìn)行，并且十九層梁板支撐體系應(yīng)在吊柱砼強(qiáng)度達(dá)到100%拆除。具體施工順序如下：

①十九層梁板支架搭設(shè)(吊柱下支架加固)；

②十九層梁板模板安裝；

③十九層梁板鋼筋綁扎安裝(吊柱底部型鋼與型鋼梁焊接、吊柱下部鋼筋預(yù)埋)；

④十九層梁板砼、十八層鋼管柱砼澆搗；

⑤屋面梁板支架搭設(shè)(吊柱上部型鋼焊接、安裝)；

⑥屋面梁板模板安裝；

⑦屋面梁板鋼筋綁扎安裝(吊柱上部插筋預(yù)埋)；

⑧屋面層梁板砼、十九層鋼管砼柱澆搗；

⑨屋面層梁板砼強(qiáng)度達(dá)到100%后，拆除屋面層梁板支架；

⑩吊柱鋼筋焊接、型鋼螺栓緊固、封模、澆搗砼；

4 施工方法

4根吊柱懸掛于屋面650mm×1 000mm型鋼梁，由于型鋼梁存在下?lián)?，吊柱施工分三段進(jìn)行施工：先施工下段基礎(chǔ)節(jié)(下段與吊柱層懸挑型鋼梁固接)；再施工上段柱頂(上段與上層型鋼梁固接)，待型鋼混凝土梁下?lián)戏€(wěn)定后再施工中段，中間段通過連接板與上、下段栓接以及鋼筋焊接；最后澆筑混凝土完成型鋼混凝土吊柱施工。

4.1 支撐體系

由于施工順序的特點(diǎn)，吊柱所對應(yīng)的下部型鋼梁支撐體系在施工過程中承受十九層懸挑結(jié)構(gòu)以及對應(yīng)屋面梁結(jié)構(gòu)承載力，因此保證架體的穩(wěn)定性至關(guān)重要。通過對專門的格構(gòu)式支撐和扣件鋼管腳手架的安全性、經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用性比較，我們最終采用扣件鋼管腳手架，對吊柱對應(yīng)的型鋼梁底支撐加以保守計算[1]，施工過程嚴(yán)格執(zhí)行加固方案，吊柱底主梁橫距方向設(shè)4根立桿間距為0.367 m，縱距方向間距為0.5m，步距為1.5m；吊柱底次梁橫距方向設(shè)兩根立桿間距為0.6m，縱距方向間距為0.5m，步距為1.5m。另外，將吊柱支撐體系與同層支撐架體連成整體，從而保證懸挑板和吊柱施工時支撐體系的穩(wěn)定性。特別注意吊柱在施工前吊柱支撐體系以及十九層梁板模板支撐體系不作拆除，待吊柱全部完成，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求方可拆除。

4.2 型鋼施工要點(diǎn)

4.2.1 型鋼的基礎(chǔ)節(jié)安裝

(1)型鋼柱、型鋼梁運(yùn)至施工現(xiàn)場進(jìn)行質(zhì)量檢查驗(yàn)收合格后方能進(jìn)場。

(2)確保型鋼吊柱基礎(chǔ)節(jié)在型鋼梁上的平面位置，定位務(wù)必準(zhǔn)確。

(3)型鋼的焊接質(zhì)量至關(guān)重要，很小的缺陷都會影響節(jié)點(diǎn)的傳力性能，因此采用CO2氣體保護(hù)焊(焊絲直徑1.2mm)，填充金屬量多，熔滴過渡均勻，焊縫飽滿，成形美觀。

(4)吊柱下部∪型鋼筋預(yù)埋，“吊住”型鋼梁，插筋長度、接頭位置、平面位置應(yīng)符合設(shè)計圖紙大樣及相關(guān)規(guī)范要求。

4.2.2 吊柱頂安裝

(1)確保吊柱上段型鋼在型鋼梁上的平面位置(工廠預(yù)焊接)，定位務(wù)必準(zhǔn)確。

(2)吊柱上部∩型鋼筋預(yù)埋，“包住”屋面型鋼梁，插筋長度、接頭位置、平面位置應(yīng)符合設(shè)計圖紙大樣及相關(guān)規(guī)范要求。

4.2.3 吊柱中段連接、校正

(1)屋面層梁板砼強(qiáng)度達(dá)到100%后，拆除屋面層梁板支架，讓其自由沉降。

(2)充分沉降后，吊柱中段型鋼就位、對中，利用連接板及高強(qiáng)螺栓作為永久連接工具，每節(jié)柱翼板的接頭端都設(shè)置了螺栓孔，柱就位時，使上下柱接頭處兩個方向安裝對齊，通過高強(qiáng)螺栓將型鋼板兩側(cè)用連接板緊密連接起來。

(3)在鋼柱相互垂直的兩個方向設(shè)兩臺經(jīng)緯儀，觀測鋼柱垂直控制線，使鋼柱的垂直度、標(biāo)高、錯邊誤差符合規(guī)范要求。

4.3 柱鋼筋施工要點(diǎn)

(1)下料、錯開接頭

柱鋼筋嚴(yán)格按照圖紙設(shè)計的尺寸加工制作成型，柱相鄰縱向鋼筋連接接頭相互錯開，在同一個截面內(nèi)鋼筋接頭面積百分率不大于50%。由于吊柱施工方法導(dǎo)致每條縱筋都必然有一個接頭，故確保相鄰縱筋接頭不在同一個連接區(qū)內(nèi)，焊接同一個連接區(qū)長度35d且不小于500mm,并且最接近樓板的連接區(qū)應(yīng)大于500mm。

(2)錨固長度

由于吊柱屬于梁上柱形式，故錨固長度必須符合0.5lab，且平直段長度不小于12d。

(3)焊接長度

搭接焊接采用單面焊，選用CO2氣體保護(hù)焊絲，焊接搭接長度不小于10d,現(xiàn)場實(shí)際都達(dá)到12d以上。另外搭接焊時，焊接端鋼筋應(yīng)預(yù)彎，并使兩鋼筋的軸線在同一直線上。

(4)安裝、綁扎套箍筋，并按設(shè)計圖紙要求綁扎好。

4.4 模板施工要點(diǎn)

(1)施工縫設(shè)置應(yīng)合理

因其分三段施工，故型鋼混凝土吊柱必有兩處混凝土施工縫。下部施工縫位于吊柱根部，與吊柱層混凝土梁板面齊平。上部施工縫位于屋面梁底以下40cm左右(具體按設(shè)計圖紙要求，避開結(jié)構(gòu)受力薄弱處)，且不得超過型鋼吊柱上段連接栓孔處。重點(diǎn)控制施工縫處的夾渣清理及混凝土澆搗質(zhì)量。

(2)材料尺寸選擇

吊柱截面尺寸為600mm×600mm，柱模板采用厚18mm膠合板制作。為防止脹模，豎向采用50mm×50mm×3mm方鋼，間距為200mm,橫向采用Φ48.3×3.6鋼管并用對拉螺栓加固，鋼管間距為500mm。

(3)鑿毛清理

在吊柱模板安裝前，先將柱底與樓面的接縫處浮漿以及柱頂接縫處鑿毛，并用水進(jìn)行清理，以使后澆砼與前澆砼更好的結(jié)合；并將型鋼、鋼筋上掛漿清除干凈，以保證與混凝土的握裹力。

(4)模板定位

在吊柱模板安裝時，先在樓板上彈出吊柱水平投影墨線并定出校正位置。按照邊線先把底部壓腳板固定好，然后再對準(zhǔn)邊線安裝柱模板。

(5)柱頂溜槽

由于吊柱的特殊施工順序，混凝土只能由柱頭向柱內(nèi)澆搗。為了保證澆搗質(zhì)量因此需在吊柱頂兩側(cè)設(shè)溜槽，混凝土從一側(cè)導(dǎo)入并澆搗，另一側(cè)可以順利排出空氣，保證振搗密實(shí)性，并在溜槽處砼達(dá)到一定強(qiáng)度割除多余部分。

(6)模板加固

對柱模板進(jìn)行對拉螺桿加固，保證角部不開模、不漏漿，澆筑混凝土前校正并調(diào)整垂直度。

4.5 混凝土施工要點(diǎn)

(1)澆搗前準(zhǔn)備

混凝土澆搗前，選用1∶3水泥砂漿將柱模板底口縫隙處密封(或用壓腳板封堵)，對柱模板的平面軸線再次檢查，確保吊柱的垂直度和鋼筋保護(hù)層厚度滿足要求。將柱內(nèi)模沖洗干凈，充分濕潤。

(2)材料選擇

選用微膨脹細(xì)石混凝土，檢查進(jìn)場混凝土的塌落度，宜控制在100mm～120mm,檢查和易性和離析程度，合格后再進(jìn)行澆筑。正式澆筑混凝土前，柱底應(yīng)墊100mm～150mm厚同強(qiáng)度水泥砂漿。柱身混凝土的振搗應(yīng)選用小直徑振動棒，并且隨澆隨振(每次澆筑高度控制在1m以內(nèi))，避免過振和漏振。

(3)澆搗過程

混凝土由柱頂預(yù)留溜槽口進(jìn)入，通過進(jìn)料口進(jìn)行振搗，振動棒插點(diǎn)應(yīng)均勻排列，分層振搗密實(shí)，遵循快插慢拔的原則，嚴(yán)防混凝土發(fā)生離析。澆筑完成后，立即重新校核柱的垂直度，如有偏差可適當(dāng)調(diào)整。

(4)養(yǎng)護(hù)、拆模

為保證吊柱混凝土強(qiáng)度，采取帶模澆水養(yǎng)護(hù)，時間≥14d。吊柱模板及支架在混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后方可拆除，拆模時應(yīng)確保混凝土棱角、表面不受損壞。

(5)割砼

切割掉柱頂溜槽多余的砼。割砼后，吊柱成品。

5 施工效果

本工程施工過程控制嚴(yán)格，關(guān)鍵工序工藝科學(xué)、先進(jìn)、合理。因此施工后整體外觀形象良好，吊柱混凝土強(qiáng)度滿足要求，表面光滑平整，無質(zhì)量通病，無變形，沉降觀測亦未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，達(dá)到預(yù)期的效果。

6 結(jié)語

作為招銀大廈工程的關(guān)鍵工序之一，吊柱施工質(zhì)量對整個項目有重大影響。本工程從技術(shù)方面設(shè)計與優(yōu)化，施工組織和安排，到施工階段各個環(huán)節(jié)都加強(qiáng)了控制，采取了嚴(yán)格措施，避免了一切可能造成的質(zhì)量隱患，取得了較好的效果。

[1] JGJ130-2011 建筑施工扣件式鋼管腳手架安全技術(shù)規(guī)范[S].2011.

[2] 11G101-1 混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖[S].2011.

[3] GB50205-2008 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].2008.

[4] JGJ138-2001 型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].2001.

[5] CECS28:90 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工規(guī)程[S].1990.

[6] GB50661-2011 鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范[S].2011.

[7] JGJ18-2012 鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程[S].2012.

The Hanging Pillar Construction Technology of Stiff Reinforced Concrete of Merchants Bank Mansion

LIXinjie

(Fujian Construction Engineering Group Corporation, Fuzhou 350007)

With the increasing number of Chinese high-grade office buildings, large span, large space, high headroom are very important demands for high-grade office buildings. The paper takes the mansion of China Merchants Bank as the engineering case to strengthen control from the aspect of technology design and optimization, organization and arrangement of construction to various linkages according to the characteristics of stiff reinforced concrete davit in cantilever structure so as to prevent the hidden defects of quality, which has made good effect. What is more, the requirements of large span, large space and high headroom of office building are actually realized.

Hanging pillar construction of stiff reinforced concrete; Hanging pillar; Construction

李心杰(1988.9- ),男，助理工程師。

E-mail:406914310@qq.com

2016-05-19

TU745.2

A

1004-6135(2016)10-0051-05