建筑工程大梁混凝土的施工实践

【摘要】本文结合工程实例，介绍了建筑工程大梁的支撑系统设计及施工中的要点控制，为其他类似工程的施工提供借鉴。

【关键词】大梁混凝土；支撑系统；钢筋工程；混凝土工程

1 工程概况

某建筑工程大楼主体结构采用混凝土柱支承屋面钢结构桁架，主要由两大部分组成，东主体楼和东连接楼，呈“7”形布置，东主体楼和连接楼连接处的钢桁架采用钢筋混凝土梁（WYKL6）支承。WYKL6截面为3000 mm×3000 mm，梁底标高为12.9m，净跨为32.5m，混凝土体积为270m3，属于高大截面、大跨度、大体积混凝土。梁东侧与指廊小屋面相连，屋面板为双面坡，坡向沿大梁跨度方向，位于大梁梁底以上1.25～1.75m。大梁支撑为两根变截面大柱，柱底部尺寸为3100 mm×2500 mm，到梁底后变为2500 mm×6800 mm，大梁的施工是本工程施工的难点和重点，在施工过程中须采取循环水降低混凝土内外温差、增大梁底起拱高度减小梁的挠度等措施控制混凝土裂缝。

2 支撑系统

东主体楼部分梁板结构悬挑5m，最大梁截面尺寸为800 mm×1150 mm，梁底支撑高度为7.2m，板厚120mm，板底支撑高度为7.8m，东连接楼梁多为宽梁，最大梁截面为4000×1000，跨度为14.5m，梁底支撑高度最大为7.4m，板厚为120mm，板底支撑高度最高为8.2m，全部采用扣件式钢管脚手架支撑。另外东主体楼与东连接楼处三层屋面大梁WYKL6支承钢屋架，截面和跨度都很大，截面为3000 mm×3000 mm，跨度为32.5m，梁底支撑高度为5.05m，因屋面板在梁的中间，距梁底1.25m，其混凝土考虑分两次浇筑，第一次浇筑到板面，梁底支撑的荷载按1250KN计算，其支撑也采用扣件式钢管脚手架。

由于该大梁体量大，支撑高度达5.05m ，且混凝土采用泵送施工，浇注速度快，施工时对支撑系统施加的垂直方向以及水平方向的承压力较大，为保证施工安全，根据大梁的实际情况对该支撑系统进行设计，选择可靠的施工方案，保证支撑体系有足够的强度，刚度和稳定性。

2.1 支撑搭设材料：用外径φ48 mm、壁厚3.5 mm 的钢管、直角扣件、对接扣件、旋转扣件、可调支撑头。

2.2 搭设方式：主支撑架采用φ48 ×3. 5 钢管排架体系，立杆间距600 mm×600 mm ，大横杆间距为600 mm ，梁底小横杆间距为300 mm ，步距为1.5 m ，立杆下垫通长槽钢支垫，剪刀撑沿梁长纵向设两道，横向间距1.5 m 设一道。为防止横向倾覆和方便施工操作，该钢管排架搭设宽度考虑为梁边各三跨，长度为梁长，并与四周已形成的结构柱进行可靠连结。

2.3 搭设要求：对所用的搭设材料应进行认真检查，发现有裂缝、锈蚀严重、弯曲变形等缺陷的材料不得使用。除顶层立杆为方便支设梁模板外，保证搭接接头的搭接长度不小于1 m ，接头沿高度方向错开至少50 cm ，且不少于二个旋转扣件连接的前提下可进行搭接连接，其余均采用对接连接。

3 钢筋工程

由于该大梁的含钢量大、主筋长、布置密，特别是在柱梁结合处钢筋分布非常密，并且还必须确保预埋在该处的屋面网架支座的锚杆的相对位置准确固定。众筋“抢位”现象很突出，任何一根主筋的就位不当，都有可能造成后续工作的无法进行。对此，事先按1∶1 比例在平整的地面上将该节点区域的钢筋排列方式准确地放出大样图，在处理好钢筋的相对位置和排列方式后再根据该大样图准确翻制钢筋实样。合理安排好钢筋就位次序是钢筋施工的关键。

3.1 钢筋翻样前还应弄清设计意图，熟悉现行规范，并结合实际和考虑方便施工。下料时，梁上部的主筋接头要求设置在跨中1/ 3 跨长内，下部主筋接头要求设在支座或靠近支座1/ 3 跨长内。并应考虑每根钢筋的接头位置相互错开，符合现行规范要求。

3.2 钢筋连接。该大梁纵向受力钢筋大部分采有HRB400级φ32 的热轧带肋钢筋。按设计要求钢筋连接采用钢套筒连接。

3.2.1 连接套筒材料：采用45 号钢的锥螺纹套筒，主要技术参数如热处理状态、螺距、牙型高度、牙型角、公称直径、强度、延伸率等均应符合有关规定，且经配套的量规检测合格。连接钢筋前应检查每个螺纹的质量，清除杂物、锈迹及泥浆。

3.2.2 钢筋丝头现场加工：现场设剥肋滚轧锥螺纹套丝机两台，电动砂轮切割机一台。先将钢筋调直，切去端头变曲严重部分，上机剥肋滚轧丝头一次完成。经自检合格后，再进行随机抽样检验，检查螺纹圈数、丝头长度，符合要求后安装塑料保护帽。

3.2.3 现场连接加工：连接钢筋时，检查钢筋规格与套筒的规格是否一致，钢筋和套筒的丝扣干净，完好无损，再用管钳和力矩扳手先拧紧一端，然后拧紧另一端，拧紧程度以拧紧力矩为标准。对于有些钢筋密集处且带有弯锚的钢筋，无法用管钳直接将其转动的可采用能双向调节自拧紧型的螺纹套筒。

3.3 钢筋的安装就位。钢筋安装工艺流程：搭钢管托架―――分层铺设下部纵筋―――分层挂吊上部纵筋―――画箍筋间距、放箍筋―――拆去托架下横杆、调整好下纵筋与箍筋位置后绑扎固定―――调整好上筋与可箍筋并绑扎固定―――垫保护层―――骨架就位―――穿腰筋等。

3.3.1 大梁底横模铺设结束后即可进行大梁钢筋的铺放，先在梁底上方搭设间距为1.5 m的临时钢管托架，托架下横杆高出梁底20 cm左右，上横杆高出梁面10 cm 左右。在托架下横杆上铺设梁的最下排纵筋后，按照搭设一排横杆（横杆与托架立杆扣接并贴紧下层纵筋） 铺放一排纵筋的原则，铺设完梁下部的全部主筋；在托架的上横杆上铺设梁最上排面筋，用φ6 钢筋制成的“S”钩在上排面盘上挂起上部的第二排纵筋，用同样的方法逐层挂完上部所有纵筋；主筋铺设完后，套箍筋；由下而上逐根拆除托架下横杆，同时调整好纵筋与箍筋的相对位置并绑扎固定；同样由下而上把上部挂起的纵筋与箍筋相对位置调整好并绑扎固定；设置梁底的保护层垫块；松动扣件，放下托架的上横杆使骨架就位；最后，穿腰筋和拉筋等。

3.3.2 为确保钢筋的准确就位，对所有梁主筋应按事先确定的就位顺序进行编号，安装时主筋排列按次序对号入座。

3.3.3 安装柱节点箍筋时，必须按事先确定的位置和数量，在主筋铺设的同时将柱箍放置在各层主筋之间，待大梁钢筋骨架就位后，按由上至下的顺序将柱箍同柱主筋绑扎固定。柱节点箍筋不得少放、漏放。

3.4 工程施工方法

3.4.1 大柱KZ6、KZ6a西侧呈弧形，由下至上截面逐渐扩大，柱侧主筋也随之呈放射状扩散，柱西侧应按照3°/m起弧，箍筋变径尺寸由施工员用电脑按比例下料。

3.4.2 由于大柱起弧后重心偏移，钢筋易偏向起弧方向，应分两次绑扎，第一次绑扎至3m高位置，用葫芦链校正后，再继续绑扎上段钢筋再校正。

3.4.3 大柱柱顶钢筋按照规范弯锚，接头采用正反丝直螺纹。大梁宽度范围内柱外侧纵筋伸入梁内与梁上排纵筋搭接长度≥1.5LaE。

3.4.4 大柱部分箍筋长度长于12m，采用搭接连接，搭接长度应满足规范要求，接头位置也应按规范错开。

3.4.5 梁面和梁底主筋上下两排之间采用φ32@1000隔开，长度同梁宽。

3.4.6 颈部屋面框架梁高为2.5m，大梁高度为3m，均需在梁两侧用钢管脚手架搭设操作平台及安全防护栏杆。

3.4.7 大梁钢筋总重约为90吨，不能采用沉梁法施工，采用在原位绑扎，先绑扎梁上部钢筋，绑扎前在梁底模板上搭设钢管支架，用钢筋作中间支撑，见下图。上部钢筋绑扎约1/3后，再从梁的另一端穿插梁底钢筋，施工人员钻进梁内进行绑扎，边扎边退。

图1 梁底模板上搭设钢管支架

3.4.8 为充分利用塔吊，大梁应从南到北绑扎。

4 大梁混凝土工程

为降低大梁支撑的负荷，整个大梁准备在梁底以上1.75m处留设一条水平施工缝，将大梁分开上下两段，分两次浇筑混凝土。第二次混凝土在第一次混凝土浇注后7天浇注，通过分段施工可较好节省大梁支撑的使用量及提高安全性。

因大梁总长约32.5m，梁底高出地面约13m，如采用一台汽车泵，需要移位，不能满足混凝土连续浇筑要求，拟采用两台37m臂长的汽车泵，两侧同时浇筑。

混凝土采用C40 现场搅拌坍落度控制在16 cm～18 cm范围内。施工现场布置一台地泵和一台塔吊互相配合进行垂直水平输送，对于钢筋密集的节点处可采用同强度等级的细石混凝土浇筑。

4.1 混凝土浇注前应对各操作班组进行技术和安全交底，并分工明确，责任到人。现场机械搅拌用的计量器具必须准确，混凝土所用的原材料严格把关。混凝土的拌制必须严格按照试验室出具的配合比配料，并在计量器旁的黑板上注明其配合比，任何人不得随意改变，并设专人取样。事前还必须对搅拌机、塔吊、输送泵和其它相关施工机械进行检修，以防止混凝土施工过程在发生机械故障。此外，在浇注前应对大梁模板、钢筋、预埋件等进行检查验收并办好隐蔽记录，同时对模板的支撑系统进行全面检查，认真清理模板中的杂物，并洒水润湿模板。

4.2 混凝土的浇注：混凝土下料点应沿梁长分散布置，并且分层振捣密实，每层厚度不得超过500 mm ，振捣时适用的插入式振捣棒应避免直接接触钢筋，振捣棒快插慢拔，上下略抽动，布置要均匀。每次振捣时间宜为10 s～30 s ，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。特别注意的是在浇注过程中混凝土接槎时间不得超过初凝时间，除在1.75m处外，整个大梁不得留施工缝，一次浇注完成。此外，在混凝土的供应保证上还应设专人在后台进行统一指挥，密切配合浇筑现场，坚持计量制，砂、石子、水泥每车过磅，随时检查执行情况，严把各道工序质量关确保工程质量。

4.3 为保证第二次混凝土浇注与第一次浇注的混凝土紧密粘结，在梁高1.75m处设置φ25的插筋，间距500mm，长度1m，上下各0.5m。在第二次混凝土浇注前还要对施工缝处的混凝土进行凿毛及清洁，确保施工质量。

4.4 混凝土养护：混凝土的养护是保证质量的最重要措施之一，应派专人负责洒水养护，养护期不少于14 d。

5 大体积混凝土温控措施

为控制混凝土中心与表面温差，采用在混凝土内部埋设循环水管降温的措施：（温控措施时间为浇筑混凝土后持续7天）。

5.1 在大柱内埋设16根DN25镀锌管，镀锌管每根长度为4m，水平布置，间距为1m，沿与大梁垂直方向横穿过大柱，在柱外全部连通。

5.2 大梁内沿大梁长度方向在大梁的中部水平通长埋设两条DN25镀锌管，在梁外连通。

5.3 利用连接楼首层地面的水池作蓄水池，用一台QY50潜水泵作动力水泵。给水管用DN50的PVC管，回水管用DN25的PVC管。

5.4 大体积混凝土温差监测

在大梁中埋设测温管，测温管埋设在大梁中间及两端各1/4位置，埋深为梁高度的1/2，浇筑混凝土后及时测量，根据各龄期混凝土内部的中心温度计算值，混凝土浇捣后3d 内每隔2h 测温一次，以后每隔4～6h 测温一次，12d 以后每天测温一次，根据测量结果控制水管开关，必要时启用增压泵，提高水流速度，确保混凝土中内外温差小于25℃。

6 结束语

本工程在施工前针对该大梁进行了专项方案设计，重点对支撑体系进行分析验算，做到万无一失。在施工工艺上重点解决了钢筋的安装与就位难题，在混凝土工程的质量保证上强调事先计划安排好，作好人员组织、技术交底、材料保证、隐蔽检查等预备工作，对可能的突况准备了应有的预防处理措施，紧紧抓住每个分项工程的关键工艺，强化施工管理，最终较好地保证了施工的顺利进行，取得了较好的社会经济效益。