型钢混凝土结构施工方案

天津万达中心项目 劲性混凝土结构施工方案目 录第一章 工程概况11.1工程概况11.2劲性混凝土结构施工的重点及难点21.3施工方案编制依据2第二章 劲性柱施工流程3第三章 型钢柱的深化设计33.1 应用钢结构安装施工仿真技术，优化加工图设计。33.2 设计过程中与土建施工的衔接非常重要，要重点考虑以下问题：4第四章 型钢柱制作与验收4第五章 型钢柱安装55.1钢柱柱脚锚栓设置55.2安装基础节65.3 上部结构钢柱安装65.3.1 分节吊装65.3.2临时固定65.3.3钢柱校正65.3.4焊接7第六章 劲性混凝土柱钢筋施工76.1 框架柱及暗柱主筋穿插76.2框架柱及暗柱箍筋绑扎76.3梁主筋绑扎86.4墙体水平筋绑扎10第七章 劲性柱模板施工11第八章 劲性柱混凝土施工13第九章 施工质量保证措施139.1质量保证体系139.2质量控制要点149.3施工准备阶段质量控制15第十章 施工安全消防文明施工1510.1现场消防措施1510.2安全文明施工16第一章 工程概况1.1工程概况本工程为天津万达中心写字楼项目，位于天津市河东区六纬路与大直沽八号路交口，框架筒体结构，地下二层，地上四十二层，主体建筑总高度176.450米。-2层17层20根边柱均为劲性混凝土柱，中间核心筒结构部分-2层1层18根钢柱，2层5层12根钢柱，6层7层4根钢柱，8层9层2根钢柱。所有钢柱焊接栓钉，钢板材质为Q345B。由于塔吊末端吊重及环梁支撑高度限制，钢柱分段制作，现场对接安装，对接采用全熔透等强焊接。劲性混凝土柱技术指标、截面及分布概况见表1.1、表1.2、图1.1表1.1 劲性混凝土框架柱技术指标框架柱柱编号柱截面尺寸（mm）数量（根）钢柱形式钢柱截面尺寸（mm）备 注-2层1层KZ1（a）160016004十字型11003004040角柱KZ21600140016十字型11003004040边柱2层7层KZ1（2）1400140020十字型11003002828角柱、边柱8层17层KZ1（2）（2a）1300130020十字型10003002626角柱、边柱表1.2劲性混凝土暗柱技术指标核心筒暗柱数量（根）钢柱形式截面类型-2层1层6型钢16型钢24型钢32型钢42层5层7型钢25型钢36层7层2型钢22型钢38层9层1型钢21型钢3图1.1劲性混凝土柱平面分布示意1.2劲性混凝土结构施工的重点及难点1、劲性混凝土柱中，型钢柱与钢筋的相交点多，钢柱与柱周主筋、箍筋的关系，钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋、墙体水平筋的关系成为处理的重点。2、混凝土框架柱及混凝土剪力墙暗柱中加入型钢柱，比常规钢筋绑扎、模板支设等施工工艺增加很大的施工难度，施工中要求确保型钢柱的施工精确度，否则，会造成诸如：钢柱偏位、梁筋墙筋无法通过等问题，导致返工，严重影响施工质量和进度。因此，施工中应重点控制型钢轴线位置、垂直度、对接焊接质量、钢筋绑扎质量及模板安装质量和混凝土浇筑质量。1.3施工方案编制依据1、钢结构深化设计图纸和施工说明2、钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-20013、钢结构工程施工技术标准 ZJQ08-SGJB205-20054、建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-20025、高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-986、气体保护焊用钢丝 GB/T149587、钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析 GB11345-898、圆柱头栓钉 GB/T 10433 9、栓钉焊接技术规程 CECS 226:2007）10、型钢混凝土组合结构技术规程 JGJ 138-200111、多、高层民用建筑钢结构节点构造详图 01SG51912、型钢混凝土组合结构构造 04SG52313、高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程 CECS230:2008第二章 劲性柱施工流程柱主筋接长柱箍筋绑扎梁底模铺设承重架搭设梁筋绑扎、梁侧模与板底模安装板筋绑扎、安装预埋混凝土浇筑、养护加工图深化设计钢柱吊装、耳板临时固定钢柱接头施焊、探伤耳板割除型钢柱制作第三章 型钢柱的深化设计型钢柱的深化设计既要体现结构设计意图，又要为制作和吊装提供依据。对于每根钢柱，应逐个梁柱节点出翻样图，确定钢筋连接套筒标高、穿筋孔洞数量、直径与位置。型钢柱的加工图设计质量是保证劲性混凝土柱的顺利施工关键第一步。深化设计过程中制订的有效措施和重点注意的问题如下： 3.1 应用钢结构安装施工仿真技术，优化加工图设计。采用Tekla Structure（钢结构详图设计软件）对每根型钢柱进行建模，认真分析框架梁柱钢筋与型钢柱的位置关系，下料尺寸、穿孔钢筋数量等，保证梁柱接头部位钢筋能顺利找到自己位置，相互之间不发生冲突。在模型中优化设计方案，深化设计图纸，并在建立的模型基础上利用此软件导出正式的CAD图纸，指导施工。三维模拟图形如图3.1 图3.1 三维模拟图形3.2 设计过程中与土建施工的衔接非常重要，要重点考虑以下问题： 1、钢柱每段的制作长度问题在车间制作条件和现场吊装能力满足的前提下进行加工。2、钢柱制作长度和标高、现场钢柱安装标高、梁筋标高等会产生一定允许偏差。当多种允许偏差叠加在一起时，会造成梁截面与钢柱穿孔标高偏差，梁钢筋无法穿过钢柱预先留设的孔洞。施工中加强控制外，另深化设计时应考虑纵向、横向钢筋穿孔标高应错开，避免两个方向钢筋相碰。3、节点设计时，尽量将梁钢筋和墙钢筋避开型钢，无法避开时，采用腹板穿孔。当必须在腹板上预留贯穿孔时，型钢腹板截面损失率宜小于腹板面积的25%。当钢筋穿孔造成型钢截面损失不能满足承载力要求时，刻采取型钢截面局部加厚的办法补强。在型钢上穿孔应兼顾减少型钢截面损失与便于施工两个方面，常用钢筋穿孔的孔径如下表3.2。表3.2 常用钢筋穿孔的孔径（mm）钢筋直径101214161820穿孔直径151820-2220-2422-2625-28钢筋直径222528323640穿孔直径26-3030-3236404448第四章 型钢柱制作与验收钢柱用厚板拼焊，加工制作要求十分严格，应委托专业加工厂制作。构件验收分出厂前检验和现场验收两步进行；对构件要重点检查其型号、编号、长度、孔位和孔径以及附设耳板的位置和尺寸，对构件外观检查其挠曲变形、焊缝外观质量、焊缝坡口几何尺寸等。第五章 型钢柱安装5.1钢柱柱脚锚栓设置柱脚底板与钢柱基础节连为一体，钢柱生根于钢筋混凝土底板内。劲性钢柱采用预埋M30和M24锚栓，锚入底板混凝土内。钢柱由预埋M30、M24柱脚锚栓固定，柱脚螺栓的预埋质量直接关系到首节劲性柱的安装。柱脚螺栓主要是通过套板控制螺栓相互之间距离，利用固定支架控制螺栓不变形、位置准确。固定架在基础绑扎钢筋时就应事先埋入，然后同基础钢筋连成一体，同时保证套板面标高符合设计要求。浇混凝土时将支架、套板、螺栓一次固定、浇成一体。柱脚板底预留50mm缝隙采用C60无收缩细石混凝土压力灌浆灌实。型钢柱柱脚做法如图5.1-1、图5.1-2所示。图5.1-1 框架柱型钢柱脚做法图5.1-2 剪力墙暗柱型钢柱脚做法5.2安装基础节安装前将每根锚杆的调整螺母上标高调至设计的柱脚板底标高。当钢柱吊至距其位置上方200 mm左右时，使其稳定，将柱脚底板的栓孔与锚杆对直，缓慢下落，下落过程中避免磕碰地脚螺栓丝扣。钢柱就位后在锚杆上加设锚杆垫板，即用单螺栓对连接板进行临时固定。用经纬仪在两个相互垂直的方向进行垂直度校正，微动四角锚杆的调整螺母可完成钢柱基础节的垂直度和标高的校正及轴线的调整，将基础节的底板与预埋螺栓采用双螺帽拧紧，并将锚杆垫板与柱底板四周进行围焊。5.3 上部结构钢柱安装5.3.1 分节吊装钢柱运到现场进行检查验收合格后，直接卸到现场钢柱吊装区内待安装。吊装前在柱头位置划出柱翼缘中心标记线，以便于上层钢柱的安装就位及与下层柱对中使用。型钢柱安装按照编号顺序依次进行。5.3.2临时固定钢柱就位后，对齐安装定位线，利用耳板及螺栓作为临时固定。每节柱翼板的接头端设置了连接耳板，柱就位时，使上下柱接头处两个方向的安装线对齐，用安装螺栓把连接板和上下耳板连接起来，稍加拧紧，即可脱钩 ，详见图5.3.2钢柱临时固定节点图。 图5.3.2钢柱临时固定节点图5.3.3钢柱校正钢柱调整采用千斤顶调节。调整前在下层钢柱上的相应位置焊接千斤顶支座，在上层钢柱相应位置上焊接耳板。在钢柱相互垂直的两个方向设2台经纬仪，观测钢柱垂直控制线校正结果，使钢柱的垂直度、标高、错边误差符合规范要求。5.3.4焊接钢柱之间采用完全熔透的坡口对接焊缝连接，焊缝间隙10mm，坡角45。坡口全熔透焊缝均为二级焊缝，贴角焊缝为三级焊缝，但其外观质量需符合二级焊缝的要求。（1）焊接采用CO2气体保护焊，焊丝直径1.2mm。（2）钢柱焊接时必须按“先翼板后腹板，同时对称逆向施焊”的原则进行，每根柱派2名焊工同时焊接，焊接速度应保持一致，焊速350-450mm/min。（3）施焊时，第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每焊完一道焊缝均应清理铲磨。每道焊接层间温度控制在50-80OC，温度太低时重新预热，太高时应暂停焊接。一个接口必须连续焊完，若必须中途停焊时，再焊前应重新预热。（4）当风速超过6m/s时，应在型钢柱周边搭设临时防风棚，施焊前应检查焊件表面是否潮湿，必要时应加热去湿。（5）焊接完成后，及时敲除焊渣，检查焊缝质量，并请专业检测单位到现场随机抽查20%焊缝进行无损探伤，无损探伤合格后方可开始下一道工序施工。第六章 劲性混凝土柱钢筋施工劲性混凝土柱中型钢柱与钢筋的交叉点多，钢柱与柱周主筋、箍筋；钢柱与通过钢柱的水平梁钢筋关系较为复杂，处理难度相对较大。施工过程中，通过钢结构安装施工仿真技术的应用，能直观的反映出钢柱和钢筋之间复杂的空间关系，可事先理顺钢筋的施工顺序，解决可能存在的各种矛盾，明确有效的施工方法，使劲性柱的钢筋施工得到简化。6.1 框架柱及暗柱主筋穿插框架柱及剪力墙暗柱主筋位置必须准确，否则将影响梁筋、墙体水平筋、及柱箍筋穿过腹板预留孔。为保证主筋位置准确，特采取以下方法：在框架柱柱、剪力墙暗柱钢筋绑扎完成后，放置专用定位筋对主筋位置进行定位保护，防止钢筋偏位。6.2框架柱及暗柱箍筋绑扎柱内箍筋受钢柱影响，需穿过型钢柱腹板的箍筋，按照常规做法无法施工，采用制作“U”型箍筋，穿过预先在型钢柱的留孔，再将 “U”型箍筋围绕主筋打弯900后焊接闭合；或采用制作“L”型箍筋，穿过预先在型钢柱的留空，再将“L”型箍筋首尾相连焊接闭合。焊接长度满足规范要求，单面焊应不小于10d，双面焊5d。如图6.2-1。12图6.2-1 框柱箍筋绑扎示意剪力墙暗柱中的型钢柱预留了箍筋穿孔，箍筋可以采用U型箍筋穿过型钢后单面焊接10d，但是未设置墙体水平筋的穿孔，故使用部分墙体水平筋计入暗柱构件体积配箍率的构造做法。如下图6.2-2。12注：1节点和2节点间隔布置图6.2-2剪力墙暗柱箍筋绑扎示意6.3梁主筋绑扎本工程框架梁和连梁与钢柱节点部位主筋的绑扎形式为：当纵筋的水平段锚固长度不足时,遇型钢腹板时,应在腹板上预留孔洞, 以使钢筋穿过并满足锚固要求，如图6.3-2；当遇型钢翼缘时,应采用在纵筋标高处焊钢套筒的方式进行连接，如图6.3-1。这是处理型钢柱与梁、柱钢筋关系的重点。型钢穿孔及焊接套筒效果图如图6.3-3和6.3-4。图6.3-1 梁钢筋遇型钢翼缘时绑扎做法图6.3-2 梁钢筋遇型钢腹板时绑扎做法连梁交叉暗撑或集中对角斜筋遇到型钢柱时，将暗撑的主筋和斜筋在遇到型钢柱腹板后，沿腹板打弯，总长度满足锚固构造要求。由于框架梁不能架起绑扎，为防止梁筋箍筋绑扎困难，支设模板先立底模，留下侧模不支，绑扎钢筋按如下顺序：摆放梁箍筋穿梁底筋梁底筋套筒与翼缘焊接箍筋与梁底筋绑扎穿梁面筋梁面筋套筒与翼缘焊接绑扎梁面筋支梁侧模图6.3-3 梁钢筋绑扎效果图（一）腹板穿孔翼缘上焊连接套筒图6.3-4 梁钢筋绑扎效果图（二）6.4墙体水平筋绑扎墙体水平筋与钢柱节点部位的绑扎形式为：当墙体水平筋的锚固长度不足时,遇型钢腹板时,应在腹板附近垂直向上或向下弯锚15d, 以使钢筋满足锚固要求；当遇型钢翼缘时,应在进入劲性柱后弯折绕开钢柱翼缘板后折回，如锚固长度不足时，遇型钢腹板时,应在腹板附近垂直向上或向下弯锚15d, 以使钢筋满足锚固要求。如图6.4-1所示。图6.4-1 墙体水平筋绑扎示意核心筒外围墙体厚度超过700时，为4排钢筋网片。墙内两道水平钢筋遇型钢腹板后弯折15d，如图6.4-2。图6.4-2 墙体水平筋遇型钢处理第七章 劲性柱模板施工框架柱由于受柱内型钢柱的影响，加上柱内钢筋较为密集，无法采用常规的PVC塑料管内穿对拉螺杆的方法进行柱模板的加固。采用对拉螺栓分段制作，一次性使用，对拉螺栓端部90度打弯，弯头长度不小于50mm，与钢柱腹板焊接牢固。劲性混凝土柱加固如图7.1、图7.2所示。采用模板选用15厚双面覆膜多层板，次龙骨为100mmx100mm和100mmx50mm方木，间距200mm，主龙骨采用纵横向48mm双钢管全高加固，间距：400mm600mm，对拉螺栓采用16圆钢制作。7.1 写字楼劲性柱加固示意图图7.2 写字楼劲性柱加固立面图剪力墙内型钢柱对墙体模板加固基本无甚影响，按常规做法加固。第八章 劲性柱混凝土施工由于劲性柱间钢筋及钢骨十分密集，里面空间很狭小，混凝土流动性被严重限制，型钢制作时，加劲肋中心预留r=200mm灌灰孔，浇筑砼时，施工的关键控制点是确保型钢和钢筋之间的砼的密实度。选择合适的砼施工配合比，严格控制砼坍落度，在浇筑砼时，应加强钢柱两侧对称振捣，通过振动棒在有效半径内的充分振捣，从而使型钢空隙部分的砼挤密，确保钢骨柱砼的浇筑质量。第九章 施工质量保证措施9.1质量保证体系建立健全项目质量保证体系：成立项目质量管理领导小组。项目经理任组长，项目总工、质量负责人、项目副经理任副组长，组员由项目技术、质量、材料、工程等部门人员组成。质量领导小组负责整个项目的质量管理工作，处理现场发生的质量问题。如图9.1。物资部工程部商务部专业质量员试验计量员合同预算员土建工程师材料员安装工程师测量组土建施工队项目经理：刘维兴生产经理：魏军总工办 地方及上级主管部门质量部执行经理：马保国图9.1 质量保证体系9.2质量控制要点1、钢骨各种原材质量控制要点：a、按要求对型钢原材进行送检，确保型钢的各种指标符合使用要求；b、焊条应符合现行国家标准碳素钢焊条GB5117或低合金钢焊条GB5118的规定。选用的焊条型号应与主体金属强度相适应；c、焊丝应符合现行国家标准熔化焊用钢丝GB/T14957的规定；d、构件中设置的栓钉应符合现行国家标准圆柱头焊钉GB10433的规定；e、普通螺栓应符合现行国家的标准六角头螺栓A和B级国标GB5782和六角头螺栓C级GB5780的规定。高强螺栓应符合现行国家标准钢结构高强度大六角头螺栓、大六角母，垫圈与技术条件GB/T1228-1231或钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB3632-GB3633的规定。2、钢骨加工控制要点：a、在钢骨制作前，应根据设计图纸和施工现场塔吊等起重吊装设备情况，合理分析钢骨的长度及重量，一般以起重的最大量为准，但需考虑接头位置；b、钢骨的制作必须采用机械加工，并有钢结构制作厂家承担。型钢的切割、焊接、运输、吊装、探伤检验应符和现行国家标准钢结构工程施工及验收规范GB50205、建筑钢结构焊接技术规程JGJ81、钢结构工程质量检验评定标准GB50221的规定；c、型钢钢板的制孔，应采用工厂车床制孔，严禁现场用氧气切割开孔。在钢骨制作完成后，建设单位不可随意变更，以免引起孔位改变造成施工困难；d、钢材切割前应将母材清理干净，在下料口进行划线，切割后去除切割熔渣，并将各构件按图编号。除锈应采用自动抛光机为主，局部采用手工喷砂的方法；e、组装焊接应选用合理的焊接顺序，防止产生过大的焊接变形，应尽可能减少焊接应力。焊缝完毕24h后，由具有资质的检查单位进行超声波检验。3、钢骨现场安装控制要点a、型钢骨架施工，应符合钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001）的规定；b、型钢柱进场后必须全面复查，检查构件规格尺寸、外观质量、出厂合格证及材质证明文件等；c、型钢柱的轴线位置、标高及垂直度必须符合设计和规范要求，安装方位及孔口位置应正确，安装精度应在规范允许偏差之内；d、高强螺栓安装应严格按施工工艺要求由内而外的顺序施拧，初拧、终拧扭矩应符合要求，并按时进行终拧的复查；e、焊接时应对称焊接的方法施工，焊接前应仔细检查坡口尺寸、以及坡口周围有无油、锈水、污垢，如有油、锈水、污垢则应在处理后方可施焊。并注意及时打磨清理前一道焊缝，防止出现焊缝缺陷。4、钢筋绑扎、模板安装工程控制要点a、钢筋的安装位置应准确，防止钢筋与型钢穿钢筋孔的位置出现偏差错位；b、柱的箍筋要在型钢腹板上已留好的孔中穿过，由于整根箍筋无法穿过，只能将箍筋分段，或做成“U”形，再用电弧焊焊接。如腹板开孔的大小和位置不合适时，须征得设计单位的同意后，再用电钻补孔或用铰刀扩孔，不得用气割开孔。c、因柱构件中型钢的存在，柱模板的加固无法采用正常对拉螺栓的加固，采用对拉螺栓分段焊接到型钢腹板上或采用对拉螺栓两侧对称焊接到同一根箍筋上的方式加固。d、因钢骨混凝土构件中梁柱接头部位不仅钢筋密集，而且又型钢的存在，故钢骨柱等竖向构件混凝土浇注较为困难。为便于混凝土浇注，模板安装宜设置浇捣口，以便于混凝土浇筑；e、在梁柱接头处等混凝土不易充分填满处，要仔细进行浇筑和捣实。9.3施工准备阶段质量控制1、进入现场的施工人员必须经过专业培训，技术工人必须持证上岗。2、钢结构深化设计时，充分考虑到现场施工难度，梁筋过腹板穿孔及遇翼缘焊接套筒，考虑双向梁节点处纵筋错开，避免纵筋穿过困难。2、构件加工运至现场后，要对构件进行外观和尺寸检查。重点检查构件的型号、编号、长度、螺栓孔数和孔径。第十章 施工安全消防文明施工10.1现场消防措施1、认真贯彻中华人民共和国消防条例，坚持预防为主、防消结合的方针，加强施工人员的消防意识教育。2、施工现场设专人负责防火工作，配备消防器材和消防设备，做到经常检查，发现隐患及时上报处理，现场施工作业，设备、材料堆放不得占用或堵塞消防通道。3、严格执行现场用火制度，电气焊用火前必须办理动火证，并设专人看货，筹备消防器材。电、气焊工作业前，清除作业范围内易燃物品或采取有效隔离措施。氧气、乙炔瓶严禁放在动火地点下方，并有专用的铁笼盛装顶部有防晒遮盖，严禁用明火检查漏气情况。电焊机不得接在建筑物、机械设备及金属架上，不得使用无柄的焊、割工具。遇五级以上