昌化路地下室H型钢劲性柱施工技术

昌化路地下室H型钢劲性柱施工技术

陈云

上海竖河建设工程有限公司

摘要：H型钢劲性柱在高层建筑中得到广泛应用，已成为高层和超高层建筑的主要承载构件，劲性柱的施工一直是工程施工中的难点。本文结合昌化路地下室工程实例，主要分析了H型钢劲性柱施工技术，可供类似工程施工参考。

关键词：地下室；H型钢劲性柱；钢结构安装；施工技术

1工程概况

本工程有三层地下室；地下室共有劲性柱23根；均为“H”型柱，劲性柱标高为-15.3m至-0.07m。由于“H”型柱的重量比较大（最大为1.3T），塔吊现场塔吊起吊能力有限，故考虑用汽车吊在栈桥边吊装和手拉葫芦吊装施工。

2劲性钢筋混凝土柱施工难点

⑴H型钢劲性柱的制作、变形控制与焊缝质量控制；⑵H型钢劲性柱安装的垂直度控制与对接焊缝质量控制；⑶H型钢劲性柱与梁之间的连接过程，尤其是与结构大梁钢筋穿插操作工艺问题。

3施工部署

3.1深化图纸

在施工前项目部技术人员与设计院积极配合进一步深化施工图，主要有：“型钢梁钢筋型钢柱交接处托板连接”“型钢梁内主筋排布”“型钢柱内主筋排布”“型钢梁上柱主筋排布与连接”“型钢柱上悬挑梁钢筋布置与连接”“型钢主梁与次梁交接处钢筋排布与连接”及“型钢柱主筋遇型钢梁时排布与连接”对主要节点进行处理。

3.2钢结构制作

钢结构的制作详图设计，由专业钢构公司专业设计人员完成，设计详图送报设计院审定认可。本工程钢结构的制作，在与我公司长期合作的专业钢结构厂家制作完成。钢结构在加工过程中，除遵循专门为本工程编制的焊接工艺报告的要求外，另外，还要符合施工图的要求以及国家相关规范和标准。所有测量仪器均应以二级以上计量单位进行检测。工厂用尺应与现场安装尺应核对一致，在对钢结构进行加工处理前，适用于工程各构件的工装设施、机械设备、场地布置、人员配置等均已准备就绪。

3.3钢构件运输、堆放、二次倒运

3.3.1运输

根据结构设计图，从制作、安装、运输方案考虑，并经考查加工厂到工地的运输路线和测算工程运输成本后，决定所有构件由2台30T半挂运输车运输。考虑现场场地情况，一切构件的运输必须听从现场总调度协调安排，按构件型号、顺序一次运输到位，尽量避免二次倒运。运输前进行稳固和用倒链封车，并排专人押车。构件运输要采取有效的安全防护措施，对于超长构件运输过程中要求于车体及构件尾部。挂设明显标示，如有需要，应办理相关许可证。

3.3.2构件堆放

构件堆放按照安装顺序，下面垫上木方，堆放地面平整、坚实、无积水。卸车时小心稳放，对有高强螺栓的部位进行保护，避免碰伤。考虑到施工场地狭小，构件根据安装区域堆放齐整。

3.3.3二次倒运措施

塔吊无法整体吊装的钢柱，土建单位预留好运送通道，对障碍物进行拆除。用25吨吊车吊入基坑内，放置与拖轮上（拖轮需根据现场尺寸制作），用卷扬机拖至安装位置，手拉葫芦和塔吊或25吨吊车配合安装。

4钢结构安装方案

地下劲性钢结构仅有H型钢劲性柱。根据现场实际情况，结合土建施工，为减少吊装连接时间，根据构件重量，及起重机性能，我们拟将地下室钢柱分一层一节吊装，单节最重重量为1.26t。

4.1劲性柱分段

地下三层至地下一层共分三节（一层一节）每层都有6节钢柱（13b*2节，17a*4节）

地下室钢结构施工分段

4.2塔楼竖向吊装流水段划分

表1塔楼钢结构施工流水段参数

4.3钢结构安装

4.3.1钢柱吊装

此阶段地下室钢柱利用25吨汽车吊卸载至堆场点，然后进行安装。为便于钢柱的标高校正，我们对招标图纸中的钢柱地脚螺栓进行了深化，在柱底板下增加了标高调节螺母（见图1）。为确保地下室无梁联系的钢柱的稳定及平面校正，当钢柱吊装到位后，设置可调支撑临时固定（见图2）。可调临时支撑的另一用途是确保独立钢柱在外包混凝土施工时的稳定，保证钢柱的施工精度。

图1柱脚调节节点

图2地下室钢柱可调临时支撑设置

4.3.2地下室劲性柱

考虑现场施工条件的限制，结合塔吊的吊装能力，钢柱安装采用汽车吊栈桥边吊装，手拉葫芦吊装。根据图纸，安装点位均为距栈桥沿口不足3米处，分段后地下劲性柱最大重量为1.26t，25吨汽车吊全臂起重半径6m时，起重量为6t，满足起重机性能。5吨手拉葫芦垂直起吊1.26吨钢柱，满足起重要求。地下室区域的钢柱虽然有单向倾斜，但绝大部分倾斜度不大，根据以往的工程经验，直柱吊装方法完全适用。

4.4主要构件的安装措施

4.3.1安装工艺流程

施工准备→钢柱验收、校正→钢柱中心线、吊点标识→钢柱吊装就位→钢柱校正→钢柱焊接→测量、焊接记录

4.3.2钢柱安装基本技术措施

预埋件轴线标高复测：对钢柱基座的标高、轴线位置进行复核，并弹出钢柱中心线，用样冲做出标记。对钢柱基座处理完毕，确认轴线、标高后，即可吊装。钢柱吊装，见下图3。

图3钢柱吊装

钢柱吊装应严格按照施工顺序来进行，钢柱的吊装点位于柱顶附近，采用单点绑扎，吊索通过自卸夹具与钢柱进行连接，并且从钢柱的两侧引出，使钢柱处于自然垂直状态，易于垂直落入基础并对准基座轴线。采用旋转法把钢柱吊装到预埋件的最近部分时，用手拉葫芦接引过来。手拉葫芦固定在预埋件上方的混凝土梁上，把柱脚慢慢下降，人工扶正就位，四向挡板进行点焊定位，然后按照结构安全要求进行初步固定，需要时可以设置缆风绳。

4.3.3钢柱的校正

标高修正：利用水平线测量基准高程，计算钢柱标高的偏差值。钢柱的允许偏差为±3和-5mm。当钢柱的正偏差超过标准时，可预先通知生产车间减少钢柱尺寸，负偏差超过标准后，用千斤顶适当调高钢管柱，底部使用不同厚度的垫板，直到满足质量要求为止。

定位轴找正：使用角测量使柱脚板中心线和基础中心线对齐，如果出现偏差使用撬杠进行调整。

垂直度校正：利用经纬仪测量钢柱在两个垂直轴线方向，测量钢柱的垂直度，

钢柱垂直度的偏差应控制在H/1000或5mm以内。当出现偏差过大时，采用千斤顶或撬杠进行调整。必要时可以设置缆风绳。见下图4。

4.3.4钢柱的焊接、探伤检验

钢柱焊接采用直流焊机由两名焊工同时对称施焊。焊接完毕24小时后，进行超声波探伤检验。

4.3.5钢柱安装专项措施

劲性柱均不在塔吊的吊装范围内，到吊装点水平运输无法完成时，可采用在底板上铺设钢管，人力将劲性柱搬运至吊装地点。具现场实际勘察，所有劲性柱均位于支撑梁内，无法完成吊装工作。须留置施工通道采用手拉葫芦和25t汽车吊位于栈桥边进行吊装。

图4

4.3.6钢结构焊接

焊接前要搭好脚手平台，平台的高度和宽度应有利于焊工的舒适性和方便性，而且还应设有防风措施。设备平台设置在已完成的楼面钢梁上，平台的数量是按照焊接设备的情况来确定，焊接设备放置在平台上。焊工配备有：凿子、奶子榔头、砂轮机、刷子等必要的工具。焊把线应做好绝缘，当出现有损坏应用绝缘布包起来，以免拖拉焊把线时和母材打火。

焊接设备接线应正确，调试好，在正式焊接前应进行试验焊接，并将电压和电流调整到适当的范围。检查坡口装配的质量，去除坡口内的氧化皮、水份和油污等杂质，以保证影焊接质量。用氧乙炔切割过的坡口，则用砂轮机打磨床抛光露出金属光泽。

按照施工现场焊接的特点，结合工程实践，采用CO2药芯焊丝气体保护焊与焊条手工电弧焊相结合的焊接方法。采用CO2药芯焊丝气体保护焊，首先，熔敷速度高，熔敷速度是手工焊条的2-3倍，熔敷效率大于90%。其次，气渣的联合保护，电弧稳定，飞溅少，渣易去除，焊道成型美观。最后，电流和电压范围宽，焊接条件设定容易。

5结语

在建设工程施工过程中，H型钢劲性柱施工技术具有很大的优越性。它能充分发挥钢结构与混凝土结构的优点。它也是近年来出现的一种新的建筑技术，目前，在许多高层建筑中得到了广泛的应用，这种施工方法具有良好的经济性，同时也能充分保证建筑物本身的性能，因此，在今后的施工中也有很好的发展前景。

参考文献

[1]建筑工程中劲性钢筋混凝土柱施工技术分析[J].杨鹏.黑龙江科技信息.2015-03-05

[2]朱金海.有关劲性混凝土钢柱施工质量控制探讨[J].工业，2016，（8）：149-151.