《逆作法条件下的劲性钢柱施工工法》适用在逆作法条件下采用劲性钢柱作为永久结构柱的地下构(建)筑物施工。
《逆作法条件下的劲性钢柱施工工法》的工艺原理叙述如下:
通过自上而下随永久结构逆作施工劲性钢柱的工艺,利用预埋套管、定位钢板、螺栓紧固等方法将混凝土结构与钢结构有机结合。对逆作工艺带来的劲性钢柱与混凝土结构之间顶紧面可能产生的微小缝隙用流淌性强的高强材料补强与填实,保证结构受力。
工艺流程
《逆作法条件下的劲性钢柱施工工法》的工艺流程:上段钢柱就位→校正垂直度、轴线偏差、标高→B0板浇捣→B1板预埋定位钢板与螺栓套筒→B1板混凝土浇捣→下段钢柱就位→垂直度标高复核调整→螺栓固定→点焊固定→焊接腹板侧边→焊接翼缘抗剪连接件→焊缝处理→焊接外观检验→超声波探伤检验→合格后交土建作业→钢柱底脚与混凝土缝隙灌浆→结构柱外包混凝土。
操作要点
《逆作法条件下的劲性钢柱施工工法》的操作要点如下:
一、技术准备
1.劲性钢柱分段合理,分段不宜过多,长度不宜过长,便于工厂的加工、中途的运输以及现场的土建施工。
2.到现场的劲性钢柱仔细核对设计图纸,尤其是下段劲性钢柱底脚钢板上预设孔洞的大小与轴线精度。
二、上段劲性钢柱埋设
1.劲性钢柱所在的基础必须采取加固措施,所支设的模板支架必须满足劲性钢柱的荷载要求,确保其放置的稳定性。
2.劲性钢柱的长度以超过板面与梁底0.6米为宜(参见图1,上段劲性钢柱预埋)。
3.放置于模板上的劲性钢柱轴线位置与垂直度应基本准确,此时的偏差就不宜过大。
4.B0板扎铁完毕后,复测劲性钢柱轴线位置与垂直度,达到设计要求后及时焊接钢限位。
5.按50%交错的原则放置结构柱的主筋,为减少主筋下端的搭接长度,可采用钢筋接驳器。
6.劲性钢柱部位的混凝土振捣应到位,尽量避免振捣棒直接接触劲性钢柱。
7.机械布料应将混凝土倾斜至钢柱附近区域,而后由将混凝土人工运至劲性钢柱内,禁止混凝土直接倾倒在劲性钢柱上。
三、定位钢板埋设
1.B1板混凝土施工时,在板面预埋柱底定位钢板,用于下段劲性钢柱定位及地脚螺栓固定(参见图2,定位钢板示意图)。
2.地脚螺栓锚于B1-B2层间柱内,锚固长度从B1板板面向下1225毫米,而且该工程为逆作法,铺设定位钢板时B1-B2层间柱子还未施工,在B1板地脚螺栓位置留孔埋设钢管(参见图3,地脚螺栓示意图)。
3.待下层结构开始施工时从下往上通过预埋钢管孔倒装地脚螺栓与劲性劲性钢柱连接。预留孔埋设钢管管径为Φ108,壁厚4毫米(参见图4,柱底螺栓孔)。
4.地脚螺栓的套筒与定位钢板焊接固定。
5.地脚螺栓的套筒上端封口,放置混凝土进入管内。
6.B1板钢筋绑扎时同一层内结构柱三侧的主筋只允许一个接头,并50%错开连接,留一侧主筋不绑扎,在根部留钢筋接驳器(参见图5,钢筋绑扎)。
四、下段劲性钢柱安装
1.B1板混凝土强度达到设计强度要求后,方可开始下段劲性钢柱的安装。
2.利用塔吊进行垂直运输,以小型设备配合人力进行水平运输。
3.在B1板处利用牵引设备(卷扬机)将劲性钢柱牵引到安装位置,卷扬机机座埋筋随B1板施工时种根牢靠。
4.劲性钢柱水平移动时,除卷扬机水平牵引外,下部放置脚手钢管。
5.牵引至安装位置,利用神仙葫芦将劲性钢柱慢慢扶直。
6.用砂浆或垫铁制做标高控制块,先期安置于定位钢板上。
7.复测劲性钢柱标高、水平度及垂直度发现误差时利用小钢锲进行调整。
8.轴线偏差与垂直偏差调整结束后,插入螺栓,临时固定下段进行钢柱。
五、安装控制
在影响型劲性钢柱安装精度的因素中,既有加工误差、仪器误差,也有吊装误差。为保证劲性钢柱安装准确,型劲性钢柱初步吊装就位后,需进行反复检测,纠正其安装误差,施焊过程中若发现焊接变形影响垂直精度,应及时调整。
1.标高控制
根据设计要求,确定拟安装劲性钢柱标高误差控制在±3毫米以内,测定以安装型劲性钢柱标高及偏差,根据拟安装劲性钢柱长度来进行标高调整柱头间出现缝隙,用钢垫片调整。
2.垂直度,偏扭控制
在型劲性钢柱相互垂直两翼缘板划出柱身中心线,根据楼层轴线,用两台经纬仪从不同方面进行观测,控制其垂直及偏扭,同时测量已安装型劲性钢柱的垂偏直,进行适当调整,稍微预留倾斜量,在安装焊接过程中依靠变形将其抵消。
3.复核型劲性钢柱安装精度直接牵扯到框架梁施工,必须严格控制,逐层复核调整防止误差积累。
4.为消除仪器和操作等因素造成的误差,应依次把经纬仪旋转90°,并在靶标上测出四个光点,连接四点得出它的交点,该交点即为消除误差后得测点,把经纬仪光束调整到消除误差得测点位置。
六、焊接控制
型劲性钢柱对接焊缝施工,是型劲性钢柱安装的关键工序之一,直接关系到结构安全,且由于所有焊缝均为立焊,焊接难度较大,采用手工电弧焊。
1.上、下两段钢柱间的连接按照设计和规范要求均需采用焊接。Q345钢材间的手工焊采用E50型焊条,自动和半自动埋弧焊采用H08Mn,H08MnA型焊丝配合高锰型焊剂;Q235和Q345钢材间的手工焊采用E43型焊条。
2.型劲性钢柱安装调整就位,先安装联结板校核调整后,采用点焊固定,所用焊接材料型号与正式焊接材料相同。
3.预先在型钢上放大样,画线操作,采用气割坡口,柱翼缘及腹板焊接完成后,将耳板用火焰割除。
4.采取两个焊工同时对称、分段、反向施焊的工艺,并保证焊接参数、焊接速度一致,严格控制焊道平直,分层连续施焊,保证焊缝质量。每层焊道焊完后及时清理,如发现有影响焊接质量的缺陷,必须清除后再焊。
5.施焊时在焊接处设立挡板,以消除施焊中热影响产生较大的焊段残余变形而导致垂直度发生偏差。
6.所有焊条焊丝、焊剂必须有合格证。焊条进场应严格把关,杜绝使用劣质产品。焊条使用前进行烘培1小时以上,以免焊条受潮、药皮剥落、钢芯偏心。
7.所有焊缝表面不得有裂缝、焊瘤夹渣、弧坑裂纹电弧擦伤等缺陷。焊缝外形要求均匀,成型较好,焊件与焊件、焊件与基础金属之间过渡平滑。
8.所有焊接透焊缝两端必须加引落弧板。
9.对焊时采用两个焊工双面同时对称施焊工艺,做到焊接速度一致,焊接参数相同,保证焊缝表面质量。焊透焊缝背面气泡清除,保证焊透。
10.焊接完毕后,打磨焊缝质量,作焊缝探伤试验。
11.空气湿度大及阴雨天停止焊接施工。
七、钢、混凝土缝隙连接
劲性钢柱与永久结构采用高强材料进行连接的,通过劲性柱底板上的浇灌孔对劲性钢柱与混凝土结构的缝隙进行灌浆处理(参见图6,灌浆处理)。
1.混凝土表面应清理干净,不得有浮浆、浮灰、油污、脱模剂等杂物,松动部位应剔除至实处,并用界面剂进行拉毛处理。
2.按设计要求配制箍筋。
3.钢柱焊接和固定完成后,利用吸尘器和水冲的方式将柱座与B1板间空隙内的垃圾清理干净,在空隙四周设置模板支撑。模板应支设严密,达到不漏水的程度。灌浆中如出现跑浆现象,应及时处理。
4.灌浆前24小时浇水,充分湿润混凝土表面,灌浆前1小时吸千积水。
5.严格按使用说明书规定的比例配胶,搅拌均匀,一般在40~60分钟时间内使用完毕。如气温较低,胶液黏度太大,可采用水浴将胶适当升温使其黏度降低。同样,当气温较低时,孔壁和钢筋可在栽筋前用热空气适当加热。水平孔堵孔用胶应有较高的稠度,可在已配好的胶中加入适量水泥或其他规定填料(按使用要求配料)。
6.通过柱底座钢板上预留的灌浆孔向空隙内灌浆,灌浆必须连续进行,不能间断,并应尽可能缩短灌浆时灌浆料间。应当从一侧灌浆,至另一侧溢出为止,不得从四周同时进行灌浆,以防止由于窝往空气而产生空洞。
7.灌浆完毕后,应立即覆盖塑料薄膜并加盖湿草袋,或者喷洒混凝土养护剂。
8.如有要剔除部分,可在灌浆完毕2~4小时左右即灌浆层硬化前,用抹刀或铁铲等工具轻轻铲除。脱模前避免未结硬的灌浆层受到振动影响。
9.灌浆同时按要求制做试块作抗压强度试验。