超高层建筑型钢砼柱施工技术探讨

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　　摘要：中宇国际大厦超高层结构为型钢柱框架一核心筒结构。外围柱为型钢砼柱，柱高187.8 m．垂直度控制要求高，为了满足标准层6天一层的工期要求．介绍型钢柱吊装、钢筋绑扎、梁板支模、砼浇筑等工序交叉同步施工和采取的质量控制措施，满足了工期和质量要求。
　　关键词：超高层；型钢砼柱；交叉施工
　　
　　超高层建筑结构超高、规模庞大、功能繁多、系统复杂、建设标准高，其施工具有十分鲜明的特点。如：规模庞大，工期成本高；基础埋置深，施工难度大，施工技术含量高；作业空间狭小，冬雨季施工难以避免；功能繁多，系统复杂，安全隐患大，本文就某超高层建筑型钢砼柱施工技术进行探讨
　　一、工程概况
　　中宇国际大厦超高层高档办公楼，地上48层，其中裙楼4层，地下2层，总建筑面积139478.8m2，建筑高度187.8m，是昆山第一高层建筑及花桥国际商务城标志性建筑。外墙应用全玻璃幕墙。工程为型钢框架-核心筒砼结构，外围柱应用20根1400 mm、内部为￠1000mm壁厚34mm 翼板、25mm腹板“十“字形的的型钢柱，外侧是20￠25钢筋骨架，柱身采用C60高强度砼，核心筒应用600 mm厚的钢筋砼剪力墙结构。工程结构抗震等级为一级，耐火等级一级，安全等级一级。
　　二、型钢砼柱的结构设计特点
　　型钢砼结构是指由型钢和其外包钢筋混凝土共同承受荷载的结构。型钢砼柱同时具备了砼和型钢两种材料的性质，型钢砼在轴向压力作用下，型钢的轴向和径向受压而环向受拉，砼则3向皆受压，型钢和砼都处于3向应力状态。3向受压的砼抗压强度大大提高，同时塑性增大，其物理性能上发生了质的变化。型钢砼结构柱的主要优点为：
　　构件截面中型钢的配置, 使结构具有构件 截面小、承载力大、抗震性能好、方便施工的优点; 截面中钢筋混凝土的配置, 克服了型钢防腐、防锈、防火性能差, 易发生局部和整体失稳的缺点, 抗侧移刚度大, 节约钢材, 降低了造价。梁柱节点是框架传力的枢纽, 是保证结构承载力和刚度的重要部位。
　　三、型钢柱砼施工特点
　　48层中，标准层41层，标准层施工要求6 天一层，工期紧，型钢柱吊装、柱筋绑扎、梁筋与型钢柱的锚固连接和标准层梁板模板结构施工交叉配合进行，其主要的施工特点有：
　　1．型钢柱总高达187.8 m，垂直度控制要求高。
　　2．标准层施工工期短，型钢柱的吊装、梁钢筋与柱的搭接、型钢柱内砼浇筑等多道工序的交叉施工，施工难度较大。
　　3．型钢柱砼浇筑、型钢柱与梁交接处节点处理的质量控制要求高。
　　4．型钢柱的焊接质量控制和一级焊缝探伤检测，均应满足设计要求。
　　四、型钢柱的施工方法
　　（一）型钢柱制作加工
　　本工程的型钢柱委托专业厂家加工厂成型，焊接完成提前一天运至现场。
　　1．钢柱加工单位施工前按设计要求绘制了深化设计图，对型钢柱腹板部位梁筋的穿透部位留孔及梁筋锚固焊接的牛腿的留设位置进行了详细的分析和预排，并经设计审核确认。
　　2．钢柱的焊接严格遵守《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）所规定要求，钢结构的焊接全过程在焊接专业技术人员的指导下进行，从事钢结构焊接的焊工均经焊工考试规则进行考试合格的持证焊工。
　　3．焊接完成后有业主、监理、总包三方见证在加工场委托第三方检测机构进行检测合格标识后运至现场。
　　（二）型钢柱施工工艺
　　型钢柱吊装-型钢柱焊接-焊缝检测-型钢柱外侧钢筋绑扎-型钢柱外侧模板支设-型钢柱内砼浇筑-下一层型钢柱吊装
　　（三）型钢柱吊装施工
　　型钢柱标准层每层高3．9 m，裙楼层高5.8 m，采用每层吊装一次，吊装焊接点预留在楼层以上1．5 m处，型钢柱标准层吊重3．37t，使用QTZl60t.m的塔吊吊装，吊装在每层砼浇筑完成后插入进行，20根型钢柱吊装分2批进行，每次吊装10根，每次吊装时间为半天。
　　（四）型钢柱的吊装定位
　　柱定位应用外侧垂线和内部轴线控制网相结合的方法进行控制，内部轴线控制网应用垂准仪投点测绘，并放出柱的周边线和型钢柱吊装定位轴线点，内部轴线网点在首层，同时在15层、30、45层处进行原始轴线网点转换。外侧每层应用垂线，每层的垂线控制点在下一层的型钢柱上，同时每隔5层进行一次外侧轴线点的复核，辅以经纬仪进行。当出现外侧轴线点与内部轴网控制偏差l mm时应进行轴线的复核，找出原因，进行纠偏。
　　（五）型钢柱的焊接
　　型钢柱的焊接应用气弧焊，焊接完成后先进行超声波检测自检，自检合格后邀请第三方检测单位进行检测。
　　（六）型钢柱高强度砼的浇筑
　　型钢柱内高强度C60砼应用塔吊吊运的方法在型钢柱焊接检测合格后进行，同时在柱内预埋检测砼密实度的超声波管。
　　1．高强度砼的原材料质量控制
　　水泥：选用强度等级为52．5的普通硅酸盐水泥。但是对砼的后期强度提高有特殊的作用。
　　掺合料：选择1级粉煤灰，1级粉煤灰的活性较硅灰小，但是对砼的后期强度提高有特殊的作用。
　　减水剂：在减水剂选择时，适合高强砼的生产。
　　碎石：选用5～31．5 mm碎石，该种碎石立方体抗压强度高，满足高强砼的使用要求。
　　河砂：选用中粗砂，该砂细度模数在2．8-3．2之间，颗粒级配好，砂源干净，砂的含泥量和泥块含量少，不含氯离子。
　　2．砼配合比设计
　　C60砼配合比设计28 天平均抗压强度应达到72 MPa，保证砼有足够的富余强度，弥补生产和施工过程中一些不确定因素对砼强度的影响。
　　3．砼的浇筑振捣
　　型钢柱用插入式振捣棒密插短振，逐层振捣。振捣棒垂直插入砼内，要快插慢拔，振捣棒应插入下一层砼中5～10 cm。振捣棒插点按梅花形均匀布置，逐点移动，按顺序进行，不得漏振，每点振捣时间不少于60s。柱外配合人工木槌敲击，按照声音判断砼是否密实，每层振捣至砼表面平齐不再明显下降，不再出现气泡，表面泛出灰浆为止。型钢柱砼超声波检测，每4层进行一次，在砼强度达到100％后进行。
　　（七）标准层型钢柱与结构梁板模板的交叉配合施工
　　第l 天：型钢柱吊装与核心筒柱墙钢筋同时进行，一天之内完成型钢柱的吊装。第2 天-3 天：型钢柱焊接与梁板模板支撑体系交叉同时进行，型钢柱的焊接和检测完成，随时跟进柱筋的绑扎，柱模板与梁板结构模板同时完成。焊接过程中在型钢柱外围应用彩条布封闭围护。第4 天-5 天：完成型钢柱内砼的浇筑，同时进行梁板钢筋的绑扎，工序交叉进行。第6 天：进行结构梁板砼的浇筑。
　　五、结语
　　中宇国际大厦超高层型钢柱全高垂直度控制在5mm，同时48层型钢柱的焊缝检测全部合格，未出现返工修补现象，型钢柱内砼超声波检测密实度全部符合要求，砼同条件养护试块强度全部合格，强度评定满足要求。同时成功解决了型钢砼柱与结构梁板的交叉配合施工问题，工期满足客户要求。
　　
　　参考文献
　　[1]建筑施工手册(第四版)．中国建筑工业出版社．北京，2003．
　　[2]江正英，赵子缙，赵范．建筑施工手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2003．
　　
　　
　　

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