劲性混凝土施工技术应用

摘要：劲性混凝土具有构件截面小，延性高，抗震性能、耐久性及耐火性能好，型钢不受配筋率限制，刚度大，承载力高，且施工工期短等特点。本文就劲性混凝土的施工技术应用进行了详细阐述。

关键词：劲性混凝土；混凝土；型钢；梁；柱

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：

劲性混凝土组合结构构件由混凝土、型钢、纵向钢筋和箍筋组成，基本构件为梁和柱。劲性混凝土组成结构分为全部结构构件采用劲性混凝土的结构和部分结构构件采用劲性混凝土的结构。劲性混凝土具有强度高、构件截面尺寸小、与混凝土握裹力强、节约混凝土、增加使用空间、降低工程造价、提高工程质量等优点。为在建筑工程中合理应用和发展劲性混凝土组合结构，做到技术先进，安全可靠，经济合理，确保施工质量。

1工程概况

某项目工程建筑面积为76102m2，框架―剪力墙（局部劲性混凝土）结构，整体筏板基础，包括主楼、辅楼、裙楼三部分，其中主楼为21层，高度97.8m；裙楼为4层，高度24m；辅楼为12层，高度59.6m，地下室2层。劲性混凝土结构存在于地下室至六层以下，分为主楼、辅楼和裙楼三个部分。辅楼部分：在①-⑨×B-K范围内有劲性混凝土柱，

劲性混凝土钢柱生根在钢筋混凝土筏板基础之上，型钢为“工”字和“十”字形，钢柱底部一层及顶部一层的翼缘板外侧设有2排抗剪栓钉，栓钉直径19mm，长度90mm，栓钉水平方向间距@100，垂直方向间距@300。所有的钢构件材质均为Q345B，焊条采用E50型，重点部位的焊接焊缝质量等级为一级，一般部位为二级。

2施工要点

2.1预埋螺栓安装施工

在基础混凝土施工时，采用定型模具将劲性混凝土柱位置固定，在模具上定位型钢柱地脚螺栓的位置，确定标高和垂直度后进行螺栓加固，采用钢筋井架固定地脚螺栓，每组螺栓采用3组井架。井架的位置尽量与结构钢筋的位置接近，以便连接。施工人员在筏板上下两层钢筋网之间加固和支撑，防止地脚螺栓移位和下沉。最后利用经纬仪、水准仪进行螺栓位置及标高的检查验收，合格后进行混凝土浇筑。待基础筏板混凝土强度达到设计强度75%时即可进行安装作业。

2.2劲性混凝土构件型钢安装

2.2.1柱内型钢的安装与固定

为确保劲性混凝土柱和柱内型钢位置准确，并保证型钢生根牢固，在型钢下部用钢板支垫，通过钢丝绳上的花篮螺栓调整型钢柱的垂直度，灌筑早强微膨胀二次灌浆料。对于“工”字型柱一次至顶，对于“十”型柱因柱较重，分段施工。安装后进行焊接及检测。（1）使用全站仪对劲性混凝土柱进行精确定位（偏差不超过±1mm），预埋固定型钢的地脚螺栓，混凝土施工完毕后，及时清理并凿毛。

（2）按劲性柱编号吊装就位。利用型钢上的加宽翼缘作型钢的起吊点，局部利用塔吊配合，使型钢底部的螺栓孔对准预埋螺栓，并用小块钢板沿型钢四周4个角垫起约30mm。吊装大致就位后即在劲性柱的中部及上部4个方向，用钢丝绳一头拴在型钢的加宽翼缘上，一头拴在地锚上，移开吊车臂。

（3）通过调节钢丝绳上的花篮螺栓调整型钢的垂直度保证型钢垂直度。

（4）劲性柱内两根型钢的相对位置关系也尤为重要。为此，于两型钢柱的负二层及负一层之间及时安装型钢梁，以校正两型钢的位置，保证整体性。

（5）使用薄钢板楔块支垫在型钢下部，使型钢的垂直度和标高符合要求后，拧紧地脚螺栓的螺母。用测量仪器全面检查型钢的标高、位置和垂直度，确认无误后重新加固，最后在劲性柱底部灌筑早强微膨胀二次灌浆料。

（6）型钢底部灌浆：早强微膨胀二次灌浆料能自流浇筑，具有不收缩，早强，高强，密实性好，使用方便等特点。为防止浪费并保证连续施工，事先根据现场实际缝隙大小和数量进行精确计算，以1根劲性柱的用量进行搅拌。在灌浆之前，各工种和工序要做好工序交接和检查，确保万无一失。

（7）待劲性混凝土施工至一定高度时，用钢管在第一节劲性混凝土柱的周围搭设施工平台，其高度低于第一节型钢顶部50cm左右。平台宽1.2m，外侧为1.5m高的护身栏杆，平台 上铺有脚手板，作为安装及焊接第二节型钢的操作平台。

（8）用塔吊或汽车吊将第二节劲性柱型钢吊装就位后，在四周用钢丝绳及花篮螺栓与楼层埋件环连接，用线坠控制劲性柱内型钢的垂直度。

（9）劲性柱内型钢的标高、位置和垂直度调整完毕，在型钢的加宽翼缘两边加钢夹板，用螺栓连接固定上下两节型钢，在四个角处点焊，再校核一遍垂直度，确认无误后正式焊接。

（10）竖向连接采用手工一级焊接。焊完后用氧气割去加宽翼缘板，打磨焊缝。焊缝采用小型超声波检定仪现场检定，合格后进行下道工序施工。

2.2.2型钢梁的安装和固定焊接

为确保型钢柱的整体稳定，及时安装负二层及负一层之间型钢梁、型钢梁与型钢柱的牛腿相焊接和高强螺栓连接。

（1）安装型钢柱时，先在型钢柱连接处进行临时连接，纠正垂直偏差后安装型钢梁。

（2）用汽车吊或塔吊将钢梁运至安装处，做临时连接，并找正位置。

（3）钢梁翼缘中心线应对正钢柱中心线，以保证钢梁轴线位置。

（4）在安装钢梁过程中，利用钢腹板两侧安装设备上的水平调节丝杆来调节钢梁的垂直度。

（5）安装钢梁时，需要反复观测并纠正其轴线、标高、垂直度偏差值，直至符合规范要求后，方可进行对接焊。

（6）连接采用手工一级焊接。钢梁焊接完毕后，并对钢梁的垂直度标高进行复验。

（7）梁的型钢安装完毕后，要再次观测和纠正因荷载增加、焊接收缩或螺栓松紧不一而产生的垂直偏差，进行焊接外观检查。

（8）标高和轴线尺寸无误后，按照设计及施工规范要求进行高强螺栓施拧和终拧作业。

（9）焊完后，打磨焊缝。焊缝采用小型超声波检定仪现场检定，合格后进行下道工序施工。

2.3劲性混凝土构件的钢筋工程

劲性混凝土中因型钢柱和型钢梁的存在，钢筋工程在劲性混凝土节点施工中尤为繁琐，钢筋制作和绑扎较普通框架剪力墙结构复杂，技术人员和施工人员要多加现场指导和交底，并及时与设计人员协商。

劲性混凝土施工前，必须进行型钢的二次详细精心设计，绘出施工图纸，以便解决型钢下料和钢筋穿过型钢的问题。设计时主要解决梁柱节点部位，对第一次设计图纸详细阅读，逐一进行混凝土梁柱编号。节点设计时必须考虑到钢筋数量、规格、位置和主次梁钢筋标高，梁上下排钢筋间距等等，以便型钢开孔和设置钢垫块等等。

为便于钢筋和型钢施工，劲性柱钢筋的绑扎施工控制在型钢施工后。

框架柱主筋采用电渣压力焊，柱主筋与型钢梁上下翼缘交叉时采用绑扎搭接，使其主筋穿过型钢梁的翼缘孔。柱主筋穿过并安装固定后，将钢筋与孔进行满焊。

梁主筋一部分在型钢柱的翼缘外侧穿过，一部分在型钢柱的腹板穿过。对于“十”字形型钢柱因翼缘不能穿过，钢筋焊接在型钢柱牛腿的钢筋垫块上。

2.4劲性混凝土构件的模板工程

采用竹胶合板模板组拼，使用对拉螺栓进行加固。柱身四周下部加斜向顶撑，防止柱身胀模及侧移。柱子根部留置清扫口，混凝土浇筑前清除残余垃圾。经计算后确定支撑方案，梁模板的支撑采用钢管扣件。当使用对拉螺栓时，遇到型钢的腹板和翼缘施工方法有两种：一种，采用周转形式的对拉螺杆，在型钢边缘设置。如柱截面为1000×1000，型钢截面为700×700，横向设置2道对拉螺杆，此法对大截面型钢柱不适合，柱截面不易保证，但能节约材料，加快施工进度；另一种，采用不周转的对拉螺杆，直接把对拉螺杆焊接在型钢翼缘上，待拆模后割除。

2.5劲性混凝土构件的混凝土工程

劲性混凝土施工与普通框架结构基本一致，存在不同的是型钢影响混凝土浇筑，在施工时尤为注意。由于高强混凝土质量易受各种微小因素的影响，故从原材料选用、配比、搅拌、振捣、养护等各环节严格控制。

混凝土搅拌严格按照施工配合比投料，计量精确，且保证拌合物均匀，搅拌过程中严禁随意加水。每批原材料进场必须具有合格证，并经现场随机抽样复验，各项技术指标合格后方可使用。型钢结构混凝土的浇捣，应严格遵守混凝土的施工规范和规程，在梁柱接头处和梁型钢翼缘下部等混凝土不易充分填满处，需要仔细浇捣。混凝土浇筑施工每次浇捣高度控制在50mm左右，防止分层，保证型钢梁柱身内外混凝土振捣密实。同时做好混凝土的早期养护，防止出现混凝土失水，影响其强度增长。

3劲性混凝土结构的质量控制措施

3.1施工前质量控制

施工前，根据有关规范及设计要求编制焊接工艺卡，并组织操作人员认真学习。所有电焊工必须进行技术培训，持证上岗，并做好焊接技术评定。钢材、焊材按相关标准验收合格后，方能使用。

3.2施工阶段质量控制

为保证型钢柱、梁加工质量，从钢材下料入手严格控制。所有型钢加工均委托专业厂家制作。组装前，连接面及沿焊缝每边50mm范围内的铁锈、油污等必须清除干净。焊接完毕后，清除熔渣和金属飞溅物。焊缝表面不允许有裂缝、气孔等缺陷，焊脚高度、宽度严格按照焊接标准检查。

型钢柱、梁安装精度严格按照技术要求控制，加强复核观测。柱梁焊缝、现场柱梁段对接焊缝全部进行超声波检测。若不合格，则分析原因，制订纠正和预防措施，对不合格产品必须返工。

4结论

随着我国改革开放步伐的加快，综合国力进一步增强，高层建筑日益增长，为满足人们的物质生活和使用空间加大等诸多要求，劲性混凝土工程可解决高层建筑的特殊问题，它可减少梁柱截面，调节轴压比，提高结构的承载力，具有广阔的应用和发展前景。