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1圖紙的深化設計
1.1基礎部分柱
根據設計規范和國家標準設計圖集04SG523中的規定。為了確保型鋼柱與筏板連接的整體性,特別是型鋼柱在筏板基礎中連接的可靠性,對筏板中直徑28mm鋼筋遇型鋼柱時,進行合理性布置,深化結構方案:在型鋼柱滿足埋置深度時,筏板底排鋼筋全部貫穿通過型鋼柱下部,遇型鋼柱無法貫通時,型鋼柱腹板在加工廠預先開孔,綁扎鋼筋時鋼筋貫通穿過,遇型鋼柱翼緣板部位,設置鋼牛腿,在加工廠焊接好,布設筏板筋時擱置鋼牛腿上,然后現場焊接。焊縫和焊接長度必須滿足規范要求。深化后的基腳圖,節約型鋼牛腿用鋼,節省焊接人工,而且比較經濟合理,安全可靠。從圖1和圖2的比較來看,筏板底排鋼筋在型鋼柱底下穿過,上部鋼筋在型鋼廠加工時,按設計圖示尺寸位置預先開好孔,鋼筋安裝綁扎時直接貫穿通過,這樣才能起到上部結構荷載傳遞型鋼混凝土框架柱至筏板基礎受力。本工程主樓筏板基礎厚度為1800mm,型鋼混凝土組合柱是“十”字形式。分別為400mm×600mm,400mm×500mm,500mm×800mm,600mm×700mm和600mm×800mm。根據國家建筑標準設計圖集04SG523的規定:“十字”形鋼柱應按長邊計算埋置深度,最少不能低于長邊的2.5倍。因此,600mm×800mm十字形鋼柱,長邊是800mm×2.5倍=2m,而我們筏板基礎厚度只有1.8m,埋置深度差20cm,經研究討論決定,向下延伸來滿足埋置深度。
1.2樓層部分柱
根據國家建筑設計標準圖集04SG523,結合本工程實際情況和特點,并考慮使用型鋼混凝土組合結構的實際用途,本工程主要解決1-3層超市空間利用率的需要而設置這個結構構造,并且把上部住宅的轉換層設置在3層頂,結構轉換層采用型鋼混凝土組合梁進行轉換。故對下部3層型鋼混凝土組合柱必須進行深化和優化,確保型鋼混凝土構件節點受力性能可靠性和施工的可行性。國家建筑設計標準圖集04SG523中,栓在釘設置梁以下2倍柱型鋼截面高度,通俗講如果“十”字型鋼柱長邊800mm,那栓釘設置就是1600mm。因這個工程比較特殊,主要考慮型鋼混凝土組合柱是支撐上部轉換層梁的傳遞荷載,故在深化設計時,把所有型鋼柱全部采取全長設置栓釘,栓釘采用Φ19,長度80mm,間距@160,比規范標準要提高設置,這樣設置能提高和增加型鋼和外部混凝土,柱主筋、箍筋的粘結性。H型鋼柱在遇樓層框架梁位置時,根據設計圖紙標高尺寸及梁主筋分布數量對每根型鋼柱進行單獨繪制圖紙,并提供給型鋼制作廠進行開孔。因為根據型鋼混凝土組合結構構造標準圖集04SG523中的規定,框架梁遇型鋼柱時,梁的主筋除遇翼緣板時設置鋼牛腿進行雙面焊接外,遇型鋼腹板時必須開孔,梁主筋貫通穿過腹板,形成框架柱、梁的整體性,來確保結構的穩定性和安全性,因此,本工程1、2、3層平面型鋼混凝土組合柱與框架連接節點全部按上述方案進行連接施工。
1.3轉換層部分節點
本工程C#和D#樓轉換層設置在3層頂,轉換形式采用型鋼混凝土組合梁,型鋼梁規格比較大。型鋼梁采取工廠化加工生產,現場拼裝焊接,轉換層型鋼梁的關鍵在于梁的拼裝,要實現拼接時正確無誤,首先要對每個節點進行深化工作,工作量比較大,2幢樓型鋼柱有96根,也就是說有96個節點,因為每根柱與梁交接處規格尺寸不同,其中包括型鋼柱設置位置,因柱長、短邊方向不一致,梁的高度不一致,梁的寬度有大小,還有柱設置有邊柱、轉角柱、中間柱,型鋼柱布置位置不同,節點也就不同,必須分類繪制圖紙。
2施工方案選擇
對于此類轉換層結構的施工方案主要有3種:選疊合梁方案,附加支撐系統方案和荷載傳遞方案。選合梁方案是將1根梁分2次澆筑,下部梁按承擔全部施工荷載計算配筋,待先澆筑的下部分梁混凝土強度達到100%后,再澆筑上部梁,以下部梁承擔施工荷載,完成轉換層結構施工。選合梁施工方法簡單,但工期較長;另外,由于轉換中的框架梁高度變化較大,無法統一澆筑,因此該方案對本工程不可行。附加支撐系統方案是先施工轉換層框架柱及剪力墻至框架支梁底標高,待框架柱混凝土強度達到100%后,再安裝焊接型鋼梁,形成附加支撐系統,承擔轉換層大梁部分施工荷載,完成轉換層結構施工。如按此方案施工,施工工藝復雜,精度要求高,工期也較長。因此,綜合比較后,本工程未采用此方案。荷載傳遞方案是以轉換層下部樓層面已施工完的框架梁為主要承載構件,在已施工完成的樓層面設置滿堂腳手架,在大梁位置立桿下面鋪設統長14#槽鋼作為輔助卸載構件,形成支撐系統完成轉換層框架梁的施工方便,操作簡捷,有利于保證工期和施工質量。因此,本工程選用了荷載傳遞的施工方案。
3模板支撐系統設計與施工
針對轉換層主梁截面尺寸大,結構層自重大的特點,在模板及支撐系統上采用相應的措施保證轉換層頂板梁的結構施工安全性。梁模板采用15mm厚黑色膠合板,次龍骨采用50mm×100mm木方。主龍骨采用Φ48@600mm扣件鋼管。支撐體系采用Φ48鋼管滿堂腳手架支撐體系,立桿間距650mm×650mm;立桿下端墊通長14#槽鋼,立桿頂部緊靠橫桿下設置雙扣件作為保險,防止梁下橫桿因受荷載而下滑。另外,在梁底下中間位置采用頂絲U字形托架進行加固措施,間距以梁長方向@700mm一檔,縱橫向滿設井字式水平拉桿,上下間距不大于1500mm。掃地桿設置在離結構面250mm以內。非型鋼結構梁模板:采用15mm厚普通膠合板,次龍骨采用50mm×100mm木方,間距≥300mm。梁底主龍骨采用Φ48,鋼管@600mm,梁側主龍骨采用Φ48普通鋼管@600mm。本工程轉換層梁較高,對控制梁的脹模有很大難度,因梁中間有H型鋼,按規范規定腹板盡量少開孔和嚴禁現場開孔,穿梁螺桿無法固定,針對這一問題,經反復研究討論,設計2套方案:(1)把螺桿彎成L形焊接腹板上,焊接時間是待型鋼梁外鋼筋綁扎完,但焊接困難,如提前焊接,對綁扎鋼筋非常困難,而且這樣做工期長,工作量大,故沒有采用此方案;(2)根據梁的大小和高度,繪制圖紙,把穿梁對拉螺桿設計好,圖紙在型鋼梁腹板焊Φ14mm螺母,焊接工作由加工廠完成,現場加工好螺桿,螺桿設計2段,施工時既方便又節約工期。這樣做對支模、拆模比較方便、省時、省工。H型鋼梁模板安裝順序:梁底模板安裝H型鋼,梁側模安裝必須待梁鋼筋綁扎完才能進行。側模板安裝時,先把2段對拉螺桿的一段先安裝在腹板上擰緊在已焊好的Φ14螺母上,螺桿另一頭安裝大小頭螺母,然后安裝側模,再安裝另一段Φ14螺桿(螺桿與螺母必須充分擰緊,防止爆膜),安裝次龍骨和主龍骨,最后固定牢固校正完成。
4型鋼混凝土施工方法
4.1鋼筋綁扎
根據本工程的特點和施工難度,在征得設計單位同意下,對H型鋼梁、柱的箍筋形式進行了改變,由于本工程柱、梁中有H型鋼,H型鋼翼緣板上全長設置雙排抗剪栓釘,對封閉箍筋安裝非常困難,而且箍筋規格粗又硬Φ14三級鋼,故由封閉式箍筋改成不封閉箍筋,采用2個半箍,半箍筋彎勾按抗震要求設置,另外該彎勾比規范要求增加20mm,提前制作綁扎樣板,請設計審核確認。在H型鋼梁、柱箍筋綁扎時,對半箍筋綁扎要求嚴格按照深化圖紙節點操作,綁扎時要滿足箍筋肢數,不能漏放、漏扎,并派專人負責進行檢查。對于轉換層型鋼梁鋼筋綁扎方法做了明確布置,因型鋼梁外包鋼筋有3層和4層箍筋不等,但綁扎方法是一樣,先穿主筋,直螺紋連接擰緊再綁扎箍筋。直螺紋主筋連接后,由質檢員用力矩板進行逐個驗收后方可綁扎箍筋。對于梁與柱交接處箍筋綁扎的要求,在型鋼梁主筋穿完并連接好后,先把該處柱箍筋安裝,該處柱分布位置箍筋分有3、4段拼裝,先把鋼筋分別穿過型鋼梁、柱開好孔的位置,臨時扎絲固定,然后焊接成一個完整箍筋。
4.2型鋼梁外包混凝土施工
本工程3層頂型鋼混凝土組合梁轉換層,由于型鋼梁外包鋼筋分布密集,混凝土強度又高,墻板C50,梁板C40,混凝土灌入到梁里及梁與柱交接處非常困難。針對這個問題采取多項措施:首先在確保工程質量的前提下,調整級配用料;確定方案后,提前做試配強度試驗,確保本工程轉換層的混凝土質量;對級配中緩凝劑使用進行調整,在正?;A上延長2h,這樣可以避免由于天氣炎熱,水分流失而引起混凝土強度來得過早,而難于施工;統一混凝土強度等級,在征得設計同意后,把混凝土強度統一改成C50,這樣在施工過程中,解決了串混難題,確保了轉換層的混凝土質量;在澆筑過程中,按先澆柱,后澆梁板,特別對梁的部位更加重視,因梁較高,稍有疏忽就可能發生脹模、漏振等現象。
5結語
轉換層在施工過程中,應嚴格按設計圖紙和國家驗收規范進行施工,對復雜結構提前深化圖,編制和確定施工方案,在施工過程中應及時填寫各項施工記錄和隱蔽驗收記錄。在型鋼安裝完成后,必須按規范要求及時做好探傷檢測工作并做好驗收記錄,對鋼筋綁扎過程中和綁扎完畢后,應拍攝照片和攝像記錄。同時對預防措施是否得當等應給予確認和評估,以便在今后的施工提供可靠的經驗和總結。本工程轉換已完成至今,從施工質量實側,質量監督管理都取得較滿意的結果。
作者:王冠錢興祥單位:連云港市建設工程質量監督站南通二建集團有限公司