浅议劲性柱施工质量控制要点.doc

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浅议劲性柱施工质量控制要点

杨新宇1 吕干2 李国红3
（1.浙江工程建设监理公司；2.浙江三丰建设有限公司）
（3.浙江中南建设集团有限公司，浙江，杭州，310012）
【摘 要】采用劲性钢筋混凝土组合柱，是结合型钢与钢筋混凝土二者的优点，来代替钢筋混凝土柱，从而缩小柱的截面。现介绍浙江财富金融中心工程中劲性柱施工过程。
【关键词】劲性柱；施工；质量控制

1、工程概况
浙江财富·金融中心工程由东、西两幢超高层商务写字楼与下沉广场（地下3层，地面无裙楼）组成，东楼为37层，屋面高度148m，顶高188m；西楼为55层，屋面高度212m，顶高258m。两幢主楼呈对称分布，单幢建筑物平面形状呈椭圆形，椭圆长轴57.054m，短轴42.144m。该工程主体为现浇钢筋混凝土框架—核心筒结构，地下室底板面设计标高-12.250m，地下二层楼板面标高-8.000m，地下一层楼板面标高-4.500m，地上一层层高8m，其余标准层层高均为4m。
其中西塔楼自地下3层至地上1层沿椭圆圆周布置25根型钢筋混凝土圆柱，直径1400㎜；地上2层至22层为24根型钢筋混凝土圆柱，直径1200㎜。每根圆柱内包劲性十字钢柱，材质为Q345B低合金高强度结构钢。劲性十字钢柱在3.2m厚混凝土底板内采用埋入式柱脚设计，埋深2m，其下有1.2m高4根Φ30地脚螺栓锚筋用以固定型钢底座。劲性十字钢柱腹板为650㎜，翼缘为325㎜，板厚25㎜，地下3层至地上2层以及21、22层钢柱柱身翼缘板上焊有栓钉，劲性钢柱与钢筋混凝土梁构成了无钢梁劲性混凝土结构体系，混凝土梁的主筋有部分穿过钢柱腹板。
2、施工特点
2.1 为配合混凝土结构施工进度，劲性十字钢柱的吊装、校正、焊接要在圆柱钢筋绑扎安装之前完成，楼面混凝土浇完并达到一定强度后方可进行上一层劲性十字钢柱的吊装、焊接，吊装、校正和焊接时间不能影响其他工序施工。根据塔吊与劲性柱的位置关系，在LT7030型塔吊作业半径内，8m长型钢柱重量满足该塔吊起重量负荷的前提下，达到第一个标准层后12根型钢柱加工长度为4m，其余12根型钢柱长度改为8m，两层一节，此后标准层型钢柱的加工长度全部为8m，这样错开施工，每一标准层只有12根型钢柱吊装、校正、焊接的工作量，加快了混凝土结构的施工进度。
2.2 焊接工作量大，劲性十字钢柱腹板为650㎜，翼缘为325㎜，板厚为25㎜，每根劲性十字钢柱对接坡口焊缝长度约为3.9m。圆柱内劲性十字钢柱对接焊接质量要求高，柱翼缘拼接焊缝采用全熔透坡口对接焊缝，焊缝等级为一级；柱腹板拼接焊缝采用全熔透双面坡口对接焊缝，焊缝等级为一级。
2.3 劲性十字钢柱与环梁、径向放射梁交点多，圆柱主筋密集，箍筋肢数多、间距小，钢筋安装复杂，绑扎不便。特别是局部楼层型钢柱翼缘板上焊有栓钉的，大直径箍筋施工相当费力。箍筋肢数、形式几经更改，以便于施工，只有设计、施工、监理等密切配合，及时发现施工中隐藏的问题，并通过回馈信息来优化设计。
3、施工质量控制要点
3.1 吊装前的准备工作
3.1.1 测量人员根据总包单位提供的测量控制网，对基础轴线及预埋件标高进行复测，复核结果必须符合设计及规范要求。
3.1.2 检查进场型钢柱制作资料、制作质量、几何尺寸以及工厂制作焊缝超声波探伤自检报告，钢板原材料报验单及复试报告，焊条、焊丝、焊剂的质保资料。
3.1.3 检查电焊工特种作业操作资格证书，以及进场施工前的安全技术交底资料。
3.1.4 根据型钢柱工厂制作进度，在进场前，安排第三方检测机构到工厂进行焊缝质量超声波探伤检测。
3.2 劲性柱的起吊安装
3.2.1 地下3层型钢柱吊装：本工程地下室3.2m厚底板分两次浇捣，待第一次1.6m厚浇捣完成后，应对Φ30地脚螺栓定位轴线进行复核，确认无误后，采用钢扒杆进行地下3层第一节25根劲性柱的吊装。在起吊就位后将型钢柱用缆风绳进行临时固定，利用四面翼板处设置的耳板，对柱标高和垂直度进行调整，经复测合格后，将螺栓终拧。为保证型钢柱底板与混凝土基础面之间的空隙容易浇筑，采用M60快速高强灌浆料在型钢柱底板上4Φ80灌浆透气孔处灌注，直至灌浆料溢出。
3.2.2 地下2层至22层型钢柱吊装：利用工地现有的LT7030塔吊进行吊装，为减少二次搬运，将进场的型钢柱堆放在塔吊回转半径内，起吊前将型钢柱清理干净。起吊时型钢柱必须垂直，吊点设在柱顶两侧临时固定连接板的螺栓孔上。起吊回转过程中应注意避免同其他已吊好的构件相碰撞，吊索应有一定的有效高度。吊装完毕后，即进行测量、校正、连接板螺栓初拧等工序，待测量、校正后再进行终拧。终拧结束后再进行测量，合格无误后方可焊接。
3.3 劲性柱的校正
型钢柱的安装应先调整标高，再调整位移，最后调整垂直偏差，并依次重复以上步骤，直到符合要求。
3.3.1 地下3层第一节柱校正：标高调整采用螺母调整，在型钢柱底板下的地脚螺栓上加一个调整螺母，利用螺栓调节型钢柱的标高。将型钢柱底板中心线与圆柱基础控制轴线对齐，借助地脚螺栓与型钢柱底板螺栓孔之间的微小空隙，微调轴线偏差。利用两台经纬仪在型钢柱外两个方向上，采用缆风绳、手拉葫芦等调节型钢柱垂直度，经复测合格后，将螺栓终拧。
3.3.2 地下2层以上至标准层柱校正：型钢柱标高调整可以采用两种方法：一种是按相对标高安装，一种是按设计标高安装，通常按相对标高安装。型钢柱就位后，用临时固定连接，即上下耳板不夹紧，通过塔吊起吊，撬棍微调柱间间隙来控制。每节型钢柱的轴线必须从基础控制线网引向上空，禁止使用下一节柱的轴线进行控制，以免过大的累计误差。利用两台经纬仪在型钢柱外两个方向上，采用缆风绳、手拉葫芦等调节型钢柱垂直度调整。
3.4 劲性柱现场对接焊接
3.4.1 工艺流程：坡口清理 焊条检查 焊接 焊接过程中检测 焊接调整 焊接完成 焊缝外观检查 打磨 超声波探伤自检 验收合格作记录 第三方检测机构超声波探伤检测合格 进入下道工序施工。
3.4.2 每一根柱子采用手工电弧焊焊接。要求由两名焊工对称焊接，顺序为先焊翼板，后焊腹板。采用合理的焊接顺序，可以防止产生过大的焊接变形，并尽可能减少焊接应力。首先焊接一对翼缘，再换侧焊接另一对翼缘，然后两名焊工由腹板两侧同时焊接，以避免收缩变形向一个方向累积。
3.4.3 焊工应取得操作资格证，施焊前应检查焊接表面的边缘平整、均匀，无毛刺、氧化物、裂缝等影响焊接强度和质量的缺陷。当不符合要求时，应修磨合格后才可施焊。焊工应遵守焊接工艺，不得在焊道以外的母材上引弧，应加用引弧板。
3.4.5 焊缝检测：首先对焊缝进行外观检查，要求焊缝表面平整，无裂缝，无气孔、夹渣现象。外观检查合格后，根据《钢结构工程施工质量验收规范》的要求，对一级焊缝必须进行100%探伤，二级焊缝检测总焊缝数量的20%。必要时可聘请第三方检测机构进行焊缝质量的检查。
3.4.6 不合格焊缝修整：焊缝有焊瘤时对超过规定部分必须进行打磨。焊缝出现咬边、弧坑、气孔过多、熔渣过多时，首先清除熔渣，打磨缺陷，然后重新补焊。当用超声波检测出焊缝内部质量缺陷时，如气孔过大、裂纹、夹渣时，应标明部位，用碳弧气刨机将缺陷处及周围50㎜的完好部位全部刨掉，重新补焊，然后再进行超声波探伤检测。
4、结论
4.1 尽可能减少塔吊吊运次数和安装工序，以提高施工进度，选用以两层高度作一次安装。
4.2 为减少焊接变形，按照对称原则，每节柱安排两个焊工，先焊翼缘板，再焊腹板。
4.3 只要设计时充分考虑施工的可行性，劲性柱是框架柱，环梁的钢筋须穿过柱的腹板，故加工时用按加工面所示的位置和孔径在加工厂内完成。箍筋肢数、形式结合现场实际不断优化设计，才能保证工程顺利实施。
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