高层建筑施工总结
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2.1塔楼1层至11层的柱和核心筒剪力墙内采用了型钢混凝土组合结构,混凝土内为十字形、工字型钢骨,钢骨总用钢量1500T,现场连接焊缝要求为等强对接全熔透抗拉一级焊缝,钢柱现场焊接、垂直度的控制、钢柱箍的安装、混凝土梁与钢柱的连接是施工中的一大难题。
2.2 B栋裙房五层30米跨度型钢砼结构对混凝土裂缝控制、梁下支撑稳定性以及型钢梁的制作、运输和吊装提出了很高的要求。
2.3 A栋首层层高为10m,局部16m,二层层高为6m,七、十七、三十层避难层层高均为6m,均属高支模。如何保证模板支撑架搭设的强度、刚度、稳定性是本工程的重点之一。
2.4结构采用高强度和抗渗的商品砼,其制备技术要求高,泵送施工高度达191.8m,运输和浇筑过程中的施工组织与管理要求高。
3施工技术措施
3.1型钢混凝土组合结构施工
本工程在塔楼1层至11层的柱和墙配置了钢骨,在屋面停机坪四周设置了钢梁,钢骨采用H型和十字型,本工程钢结构总用量为1500吨,通过采用钢-混凝土结构,保证了结构安全,极大地减少了钢筋用量,减小了构件截面,增加了使用面积,取得了良好的经济效益。另外,钢-混凝土结构具有良好的耐久性和防火性能。
3.1.1钢结构制作与安装
十字型钢柱加工工艺结构特殊,加工制作难度较高,为保证产品质量,特制定加工工艺,十字柱加工流程图如下:放样、下料(工艺隔板铣端)→组装H型钢、T形钢→焊接H型钢、T 形钢→校正→H型钢、T形钢铣端、钻孔→组装十字柱→焊接十字柱→校正→十字柱铣端→组装柱上零件板→焊接零件板→清理。
钢结构的安装:标准柱竖向投点控制网闭合,测量,排尺,放线→柱顶标高测量,定相对标高控制值→确定柱顶位移值→超偏处理→抄平结果与下节柱预检数据综合处理→安装钢柱,确定借位值进行粗校→分析测量数据→钢柱垂直度重校正→会审安装测量记录,指定施焊顺序,确定特殊部位处理方案→施焊,测量跟踪观测柱→焊接检验→验收→标准柱竖向投点控制的闭合→提供下节钢柱预控数据图。
所有的全熔透对接焊缝在完成外观检查之后进行100%超声波无损检测,标准执行GB 11345-89《钢结构焊缝手工超声波探伤方法和结果分级》焊缝质量不低于B级的一级。超声波检查有缺陷的焊缝,应从缺陷两端上加50mm作为清除部分,并以与正式焊缝相同的焊接工艺进行补焊、同样的标准和方法进行复检。
3.1.2异型箍筋施工
结构最大柱截面为2200×2100,最小柱截面为650×400。柱纵筋直径主要为Ф32和Ф28,箍筋直径为Ф16和Ф18,间距100,每组由3-5道不同形式的箍筋叠合组成,主要形式为矩形、菱形、六边形、八边形和拉钩(见图2)。
图2异型箍筋型式图
型钢混凝土结构中箍筋的型式少有常规的方形、矩形,多为多边形的异型箍筋,箍筋型式复杂。每组箍筋都由几道不同型式的箍筋叠合而成,箍筋繁密。箍筋直径大,大量为Ф18,弯曲半径达到45mm,且异型箍筋弯折角度变化多,加工的准确性有相当难度。弯钩平直段长度达到180mm,极易碰到钢骨,甚至卡住钢骨。这些都增加了套箍的难度。钢柱截面型式为H型、十字型,翼缘表面满布90mm长的Φ22栓钉,栓钉间距100~200mm,耳板伸出腹板135mm,联接长度为645mm,套箍时不能水平放置,只能斜向套筋。钢柱保护层厚度120mm,柱筋保护层厚度25mm,纵筋与钢柱的净间距大于30mm,箍筋保护层厚度15mm,而箍筋直径达到18mm,弯角处很难满足保护层要求。楼层高度高,最高楼层为7m,钢柱
固定后,必须搭设高排架来套装箍筋,人员操作极不方便,对安全、进度、质量等方面都有不利影响。
通过对传统工艺的研究、改进,采用半装配式箍筋安装方式。施工工艺流程为:套装1.5m 柱高的箍筋→在加工场预先套装一半箍筋在钢骨上→吊装已套箍筋的钢骨→钢骨焊接、探伤→连接竖向钢筋→1.5m柱高堆积箍筋上提绑扎→钢骨预装箍筋套装绑扎→剩余少量箍筋套装绑扎。操作要点如下:
3.1.2.1套装1.5m柱高的箍筋。在上下层柱主筋进行直螺纹连接之前,先将部分箍筋套入,堆积到1.5m高度,待钢骨柱安装完成、柱主筋连接好后,把堆积的箍筋上提绑扎。这样能解决柱下部箍筋套箍困难的问题。
3.1.2.2钢骨预套箍筋。在加工场地先将钢骨柱水平放置,并用木方垫高,将一半的箍筋套装在钢骨上半段,利用钢骨的穿筋孔,设置Φ32的插销临时固定箍筋,将箍筋和钢骨同时吊装(见图3),由于部分箍筋在加工场地套箍容易,吊装后不受钢骨焊接、主筋连接的影响,操作简便,质量可靠。
3.1.2.3钢骨吊装焊接。钢柱吊装可利用连接板上的螺栓孔,为了便于吊装和防止起吊时连接板变形,应采用专用吊具,吊具用高强度螺栓与连接板连接。安装时应采取临时固定措施,并进行垂直度观测,防止钢骨偏位。图3半装配式箍筋吊装
3.1.2.4柱主筋连接。直螺纹连接过程中随时调整柱筋,防止钢筋安装偏斜或骨架扭曲。
3.1.2.5 1.5m柱高堆积箍筋上提绑扎。将此部分箍筋按规定间距逐根上提到位进行绑扎,注意控制钢筋骨架的垂直度。
3.1.2.6钢骨预装箍筋套装绑扎。将钢骨上预套的箍筋按规定间距逐根下套绑扎。
3.1.2.7补充套装余下的箍筋,检查箍筋间距、水平度、保护层,并调较钢筋骨架。
3.1.3混凝土浇筑
由于劲性柱中钢骨将柱身分成几个部分,因此在浇筑混凝土时必须分层下料,同时振捣时必须对称振捣,以防钢柱受扭。由于劲性柱身中有隔板,特别是梁柱节点处钢筋很密,因此,要求混凝土坍落度较大。坍落度16~18cm为宜。
3.2三层~六层劲性斜柱施工
由于使用功能的变化,A座周边的框架柱(型钢砼结构)从三层开始逐步向外倾斜,到六层倾斜完成,斜柱角度为7度。平面变化如图4。
(a)3层柱定位图(b)6层柱定位图
图4 框架柱定位平面变化图
斜柱就位安装施工如下:
3.2.1H钢柱与已安装完成的十字钢柱对接用经纬仪加排尺定位,标高使用水准仪控制。
3.2.2第一节钢柱安装时柱底板四角用水准仪抄平。柱底板下的垫铁每叠不能超过三块。安装柱后校正完毕后螺丝充分拧紧。
3.2.3钢柱的吊装采用两个吊点(见图5)。分别设在钢柱翼缘上的耳板罗孔,卡环采用两个5t即可。吊装采用等长的2根φ24mm钢丝绳。吊装前柱顶部安装好松钩用的钢梯,待吊装到位后钢柱拉好缆风绳后,在确认钢柱固定好后,从吊装前设置在柱身的钢梯上人到柱顶松钩。钢梯采用φ60的钢管制作,每节6m即可。
图5 钢柱吊装示意图图6 钢柱校正示意图