型钢混凝土施工难点及施工措施分析

型钢混凝土施工难点及施工措施分析

吴剑

云南磷化集团有限公司 云南 昆明 650600

摘 要：本文通过工程实例,简单地介绍了型钢混凝土的结构特点,施工难点及其施工措施；目前,由于型钢混凝土结构具有得天独厚的优势,从而被广泛应用；但由于自身结构和施工措施有一定的难度,因此我们应该充分重视,制定更加合理的施工方案以保证施工安全及其施工质量。

关键词：型钢混凝土；施工难点；施工措施

1 型钢混凝土概述

型钢混凝土结构是以型钢为骨架并在型钢周围配置钢筋与混凝土的埋入型复合构造系统,此构造也叫做包钢混凝土构造或劲性钢筋混凝土构造。近年来,随着我国建筑的不断发展,各种施工技术百花齐放,而型钢混凝土凭借着其设计多样、制作简便、承载能力高的优势,在工业建筑、民用建筑和桥梁等大跨度建筑结构工程中,被广泛地采用,从而在一定程度上替代了普通钢结构和钢筋混凝土结构。

某工程为单层型钢混凝土结构,型钢柱高9m,型钢柱截面为700x800mm,型钢柱为H500x400x20x20；型钢梁净跨21m,型钢梁高1.8m,型钢为H1500x300x20x20mm,由于型钢柱高度高,型钢梁跨度较大,型钢周围钢筋密集,且受柱节点型钢梁及钢筋混凝土结构中密集钢筋的影响,用普通混凝土浇筑比较困难时,选用流动性较好的同等级的细石混凝土浇筑,能很好的保证施工质量。

2 型钢混凝土结构特点

型混凝土中型钢不受总含钢率的限制,但其承载能力却较同形式的钢筋混凝土结构承载能力较高；因此,常用于高层或超高层建筑,其优势在于能节省建筑用料,降低成本,缩短工期，增加使用面积,提高建筑质量,从而带来巨大的经济效益。

2.1 型钢混凝土结构优点

型钢混凝土结构的强度较高、结构强度大、截面较小,更能满足大跨度结构的施工要求。

型钢混凝土结构施工速度较快、工期较短。

型钢混凝土构件的热延性很好,和一般钢结构与钢筋混凝土构件相比,其综合抗震能力更加优越。

型钢混凝土构件的耐蚀和耐久性高于钢结构。

上述优越性能均与型钢混凝土含钢率高有关,因为其总体的型钢比分散的钢筋截面大；所以,在型钢混凝土结构与钢筋混凝土结构比较下,其总体承载能力和强度都明显增加,且型钢混凝土结构还具备了优异的热延性和耗能性能^[1]。

3 型钢混凝土结构施工难点及其施工措施

由于社会市场经济的蓬勃发展,中国建设领域出现了变革和提高,各类重大建设项目与日俱增,因此,型钢混凝土结构的使用已成为大势所趋,但在施工过程中也存在一些困难。

3.1 施工难点

型钢混凝土复合梁是新材料,施工经验相对不足,较一般的钢筋混凝土结构复杂,其主要施工难度包括:

型钢柱截面尺寸较大,铆钉密集,与模板间隙相对较小,混凝土浇筑困难。

型钢混凝土柱、横梁等节点处钢筋设置较多,且由于钢梁、柱铆钉结构密集,箍筋的设置较繁琐,穿筋捆扎很难。

型钢混凝土梁腹板较宽,腹板底部抗拉钢筋设置较多,规格较大,且腹板下部混凝土较薄,混凝土浇筑时密实度难以保证。

3.2 施工措施

3.2.1 型钢混凝土柱施工措施

由于钢柱内有“工”字的支撑结构,将柱截面分为四个区域;其目的是为防止在一个区域连续下料,使另一侧的模板受压过高发生胀坏^[2],从而导致模板移位；其次是为防止不均匀施工,出现梁、柱蜂窝麻面、空隙、密实程度不符合设计要求等工程质量通病；所以,在钢筋施工中分别从四个分区均匀间隔下料。

由于型钢混凝土梁、柱中型钢占比较大,使用普通混凝土恐难提高浇筑效率；因此选择同等强度的细石混凝土进行浇筑,其浇筑速度不易过快,每次浇筑混凝土的高度应控制在1m以下,对称均匀下料,并且在每两次下料中间有相应的间隙时间,时间间隔宜掌握在十分钟以内,如此可以避免因模板侧压应力过大而造成的变形涨坏^[3]。如图3.1:

图3.1:型钢柱图

其次是型钢柱钢筋较密集,在混凝土浇筑时必须采用振捣棒来振捣密实,同时采用手提式平板振动器对柱脚、梁柱节点等进行辅助振捣。在手提式平板振捣设备不能充分振捣时,可以使用小锤敲打模板的最外侧,尤其是在立柱根部四角处应多次敲打,如此能更有效地提高混凝土浇筑的密实程度,以提高浇筑质量^[3]。

3.2.2 型钢混凝土柱、梁节点施工措施

型钢混凝土柱的内置箍筋必须穿过L型钢结构,纵向的直径必须通过结构层钢梁, 因此必须保证钢柱、钢梁预制过程中开孔精度，细化开孔、穿筋方案^[4]。

梁、柱钢筋与通过型钢梁、柱时互相交错,在穿筋时应全面考虑梁、柱钢筋在穿越钢梁时的不同穿筋顺序,以便更好更快的施工；但在施工过程中要尽量减少对型钢梁截面的影响以及对型钢梁腹板的破坏^[5]。

型钢加工前应认真、仔细熟悉图纸,精确预留出钢柱、钢梁上钢筋及对拉螺杆孔洞位置,开孔前要对孔洞进行深化,并进行放样,精确定位好纵向钢筋的位置。梁纵向钢筋开孔位置要避开柱子的纵向钢筋,型钢混凝土柱内型钢柱与型钢混凝土梁内型钢梁开孔前，都要对梁纵向钢筋穿型钢柱、柱纵向钢筋穿型钢梁进行放样，型钢柱预留穿筋孔为D=D+8mm, 型钢梁要预留穿筋孔，其孔径大小为D=d+10mm，还要在梁腹板上设置柱箍筋，箍筋预留孔径的大小为D=d+5mm，梁腹板上设置梁箍筋，箍筋预留孔，其孔径大小为D=d+5mm

^[6]。

待型钢梁柱纵向钢筋、箍筋、拉钩全部开孔完成且检查无误后,再对型钢梁柱对拉螺进行开孔,对拉螺杆孔径为D=d+5mm,对拉螺杆孔应错开型钢梁柱纵向钢筋、箍筋、拉钩的位置。

同时,型钢梁、柱纵向钢筋及箍筋开孔时要避开铆钉的位置,且型钢柱纵向钢筋及箍筋要对称开孔,其目的是防止孔洞不在同一直线、同一水平上而导致无法穿筋。如图3.2:

图3.2:梁柱开孔图

梁纵向钢筋需要穿过型钢柱并设置锚固,因此梁纵向钢筋采用由梁两端向梁中间的顺序穿筋,并在梁跨度连接区域焊接,焊接质量必须满足设计及规范要求。

为了使箍筋满足设计要求且施工简单,箍筋需制作成U型箍筋,当箍筋穿过型钢梁、柱后再采用人工将箍筋弯曲闭合后进行焊接。

3.2.3 型钢混凝土梁底混凝土施工措施

由于型钢混凝土结构中型钢梁翼板较宽,翼板底部钢筋设置较多,规格较大,且翼板下部混凝土较薄,因此浇筑混凝土时梁底混凝土是否密实成了难点。

型钢梁制作时,预先对纵向钢筋位置进行开孔,开孔前要对孔洞进行深化,并进行放样,精确定位好纵向钢筋、箍筋、对拉螺杆的位置。对纵向钢筋的位置进行合理分配,确保纵向钢筋与钢筋之间的净间距不小于25mm,上排纵向钢筋与下排纵向钢筋直径采用长度同梁宽直径25mm的钢筋作为垫铁；在纵向钢筋安装时严格按照此间距进行安装绑扎,使钢筋与钢筋之间有足够的间隙,确保浇筑混凝土时,混凝土能够充分嵌入钢筋间隙内,从而保证梁混凝土密实度达到设计要求。如图3.3:

图3.3:型钢梁配筋图

因为普通混凝土的粗骨料颗粒较大,在施工中无法充分保证型钢梁翼板底部混凝土的密实度和饱满度；所以,在混凝土浇筑时,必须按照施工现场的实际状况和设计条件^[7],对混凝土加以适当调整,在提高混凝土强度的同时型钢梁翼板下部使用细石混凝土进行浇筑,中上部使用普通混凝土进行浇筑；这样能够最大限度地保证型钢混凝土梁的密实度满足设计要求。

采用细石混凝土浇筑时，要充分考虑型钢混凝土梁、柱的特性, 因型钢混凝土梁中型钢梁的高度较大且翼板较宽；因此，型钢混凝土梁的浇筑顺序应沿横向先由一侧浇筑，把另一侧作为观察槽，在浇筑混凝土时，采用插入式振捣棒由上而下的顺序振捣，在水平方向的振捣间距要小于或等于插入式振捣棒的振捣半径^[8]，手提式平板振动器对梁底模及梁底部侧模进行振捣；当梁底出现局部手提式平板振捣器不能振捣时，可采用小锤敲击，待观察槽一侧的混凝土饱满、不产生气泡且高于型钢梁翼板50mm以后说明梁底部混凝土浇筑密实且饱满。

型钢混凝土结构中型钢梁底部混凝土浇筑完毕后，用小锤从梁的一头往另一头的顺序全面敲击检查，检查合格后，开始浇筑型钢梁中、上部剩余混凝土，型钢梁中、上部采用普通混凝土浇筑，在混凝土浇筑时应对称分布均匀下料，且分层浇筑并振捣密实。

4 结语

综上所述:在型钢混凝土构件中,钢柱和钢梁节点连接方法相对复杂,所以要保证构件的质量安全,要着力进行节点的结构设计优化。该文简单的剖析了某建筑在实际施工中涉及到的3个主要施工难题,但由于实际施工中的环境状况变化多样,因此,这就要求工程技术人员在不同的环境条件下应采用不同的施工措施、施工方式,并需要施工人员不断夯实基础知识,充实头脑,思维敏捷,并积累丰富的现场施工经验,在遇到类似问题时才能勇敢面对,敢于思考、敢于创新,才能跟上现代化工程建设的发展步伐。以此,推动现代化建设行业的发展。

参考文献

[1] 曹建胜.框架-核心筒结构的方案选型与性能分析[J].《广州大学硕士论文》，2011.

[2] 许祥.型钢混凝土柱及其关联构建施工工艺创新[J].《建筑》，2016.

[3] 董亚兴.型钢-混凝土组合结构节点中钢筋施工优化[J].《建筑施工》，2017.

[4] 黄栩.浅谈型钢混凝土结构的应用[J] .《建筑结构》，2019.

[5] 朱祖华.型钢混凝土柱施工工法[J].《建筑结构》，2016.

[6] 黄大明.型钢混凝土施工工法[J].《建筑》，2016.

[7] 张秀川.型钢混凝土梁柱节点施工技术[J].《天津建设科技》，2016.

3