鋼結(jié)構(gòu)的二次澆注與柱腳包裹施工流程及操作要點

　　本文主要介紹唐山北方瓷都陶瓷集團有限責(zé)任公司成品庫工程鋼結(jié)構(gòu)二次澆筑與柱腳包裹施工方法, 為其他地腳螺栓式鋼結(jié)構(gòu)施工提供可借鑒的經(jīng)驗。

　　《鋼結(jié)構(gòu)》(月刊)創(chuàng)刊于1986年，是由中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會主管、中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會和中治集團建筑研究總院聯(lián)合主辦的鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域綜合性科技期刊，國內(nèi)外公開發(fā)行。一直以導(dǎo)向性、針對性、實用性、創(chuàng)新性為辦刊宗旨，刊載論文全方位展示鋼結(jié)構(gòu)在我國現(xiàn)代建筑技術(shù)發(fā)展中的重要地位和作用;注重理論與實際并重，先進性與實用性共舉;體現(xiàn)國家建筑技術(shù)政策，引導(dǎo)國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展。

　　0 引言

　　傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)的二次澆注與柱腳包裹都是分開施工。一般的設(shè)計要求是二次澆注為5cm的C35細(xì)石混凝土, 柱腳包裹為15-55cm的C15混凝土。傳統(tǒng)施工工藝中, 兩種混凝土要分部位、分時間、分層次的分別澆注。從多次實際施工經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn), 這種設(shè)計施工方式, 既延長了施工周期, 同時又加大設(shè)施料的投入, 最重要的是施工質(zhì)量難以達到設(shè)計及規(guī)范要求, 如由于混凝土施工厚度及施工部位的制約影響, 在完成混凝土振搗后, 往往會出現(xiàn)麻面、漏漿等質(zhì)量問題, 且局部混凝土的回彈強度值也出現(xiàn)了達不到設(shè)計要求的情況。為了改變這一傳統(tǒng)施工方法中存在的諸多問題, 結(jié)合本工程特點, 將二次澆注與柱腳包裹的混凝土進行一次性統(tǒng)一澆筑施工。工藝進行改變后, 施工成本、施工周期、施工質(zhì)量等較以前都有較大提高。

　　1 施工工藝特點

　　本施工工藝主要特點是大大縮短了施工周期, 與傳統(tǒng)施工時間相比, 效率提高了2/3, 提高了施工質(zhì)量, 降低了施工成本, 特別對實體工程的質(zhì)量有較大提高, 如混凝土外觀, 強度等。

　　2 試用范圍

　　本施工方法適用于地腳螺栓式鋼結(jié)構(gòu)柱腳混凝土的施工。

　　3 工藝原理

　　將二次澆注與柱腳包裹混凝土統(tǒng)一進行施工, 采用高強度的混凝土, 也提高了柱腳的抗剪能力;結(jié)合工程特點, 設(shè)計成統(tǒng)一的定型模板進行加固, 統(tǒng)一采用C35細(xì)石混凝土進行澆筑。

　　4 施工工藝流程及操作要點

　　4.1 二次澆注與柱腳包裹混凝土一次性施工工藝流程

　　鋼柱垂直度矯正、驗收→鋼柱法蘭的墊板焊接、螺母擰緊檢查、驗收→承臺短柱混凝土表面浮土清除及刷素水泥漿→支設(shè)定型模板、涂刷脫模劑→模板平面位置、尺寸、及標(biāo)高驗收→混凝土分層澆筑→拆模、養(yǎng)護→下一工作面施工。 (圖1)

　　4.2 主要施工方法和要點

　　4.2.1 工程特點分析

　　本工程案例為唐山北方瓷都陶瓷集團有限責(zé)任公司1#成品庫工程, 需要施工的柱腳包裹為220個。原設(shè)計的二次澆筑的施工尺寸為5cm*61cm*74cm, 所需C35細(xì)石混凝土為4.97m3;柱腳包裹的施工尺寸為55cm*61cm*74cm, 所需C15混凝土54.62m3。統(tǒng)一改為一次性澆筑C35細(xì)石混凝土后的尺寸為60cm*61cm*74cm, 所需C35細(xì)石混凝土59.59m3。其中將C15混凝土54.62m3變?yōu)榱薈35細(xì)石, 使成本增加了 (330-270) *54.62=3277.2元。

　　采購2cm*122cm*244cm竹膠板30張, 制作30套定型模板, 增加成本30*120=3600元。總計增加成本3600+3277.2=6877.2元。每天施工15個柱腳包裹, 另外支設(shè)15套模板, 交替使用, 15天完成。

　　4.2.2 各工序施工要點

　　(1) 一定要在鋼柱的垂直度及法蘭的墊板焊接、螺母擰緊等驗收合格的情況下再進行混凝土施工, 這是進行下一道工序施工的前提。

　　(2) 對短柱混凝土表面的浮土先用鐵锨初步清理, 再用鋼絲刷及掃把細(xì)除;清理干凈后, 用1:3素水泥漿刷在短柱混凝土表面, 作為結(jié)合層, 能夠加強新老混凝土的結(jié)合效果;特別強調(diào)的是抗剪槽處的雜物一定要清理干凈, 因為抗剪槽處是鋼柱受力最大處, 這里的清理可以采用氣泵與澆水相互結(jié)合的方法來清理抗剪槽。

　　(3) 支設(shè)定型模板前, 對每一片模板表面的粘結(jié)物進行清理, 再涂刷模板專用脫模劑, 這樣能夠保證混凝土外觀的美觀性, 便于模板拆除, 增加模板的周轉(zhuǎn)次數(shù);嚴(yán)格按照模板設(shè)計的要求進行模板支設(shè), 首先在短柱混凝土表面用墨線彈出模板支設(shè)的輪廓線, 保證混凝土在施工完成后不會出現(xiàn)位置偏移的情況;之后拼裝模板, 主要是控制節(jié)點處的對拉絲桿是否擰緊, 防止出現(xiàn)跑模、漲模等情況出現(xiàn);模板拼裝完成后, 對每一套模板的標(biāo)高及模板的四個角用水準(zhǔn)儀進行檢測, 并在鋼柱上用醒目標(biāo)記標(biāo)示出混凝土的頂面標(biāo)高, 以便更有效地控制混凝土施工完成后的標(biāo)高, 避免邊角高低差的情況出現(xiàn)。

　　圖1 二次澆筑與柱腳包裹混凝土一次性施工定性模板設(shè)計圖

　　圖1 二次澆筑與柱腳包裹混凝土一次性施工定性模板設(shè)計圖 下載原圖

　　(4) 模板驗收合格后, 進行混凝土澆筑時, 要分兩步進行。首先, 將混凝土放到30cm高度的位置進行振搗, 待混凝土不再下沉, 說明法蘭盤下部及抗剪槽處的混凝土已經(jīng)填實, 再澆筑下一步混凝土;在一步混凝土澆筑完成前, 頂在鋼柱與模板上口之間的方木不能拆除, 原因是如果拆除過早, 會出現(xiàn)模板偏移的情況;混凝土振搗過程中, 振搗設(shè)備要沿著鋼柱四周移動振搗, 避免出現(xiàn)集中振搗, 使混凝土對模板造成局部側(cè)壓力過大, 也會造成模板偏移情況;在澆筑過程中, 安排專人用1kg小錘對模板的拼縫處進行敲打, 降低混凝土在模板拼縫處出現(xiàn)紗線的幾率;待混凝土澆筑完成后, 在混凝土初凝前對混凝土面層用木抹子收面2-3遍, 避免面層開裂。

　　(5) 采用隔天拆除模板的時間控制, 避免出現(xiàn)拆除過早或過晚造成的一些質(zhì)量問題, 如粘皮、邊角磕碰等。拆除模板后, 第一時間對混凝土表面可能存在缺陷進行修補, 因為此時修補是最佳時間, 從而保證修補后混凝土的外觀質(zhì)量。另外, 拆除模板后, 對模板表面的雜物要及時清理, 避免時間過長增加清理難度。

　　(6) 一般采用澆水養(yǎng)護, 用塑料薄膜完全包裹并用土壓的方法對構(gòu)件進行養(yǎng)護, 使構(gòu)件長時間處于濕潤狀態(tài)。

　　(7) 振搗混凝土采用30振搗棒, 原因是模板邊緣距離鋼柱的腹板及翼板的距離分別是25cm和15cm, 限制了振搗棒的作用范圍。

　　4.2.3 工藝改進前后對比

　　(1) 施工周期對比。在唐山北方瓷都陶瓷集團有限責(zé)任公司包裝物庫二次澆注與柱腳包裹按照原施工工藝施工, 施工時間為26天;工藝改變后, 成品庫二次澆注與柱腳包裹施工時間為14天, 節(jié)省了12個日歷天的工作日。

　　(2) 施工成本對比。原包裝物庫雖然采用原有設(shè)施料進行模板加固, 沒有采購新的模板, 但由于原有模板的剛度較差 (大部分為周轉(zhuǎn)多次的木模板) , 特別是模板剛度及模板加固方式都不理想, 造成混凝土完成后, 出現(xiàn)許多漲模、跑模等外觀質(zhì)量較差的情況出現(xiàn), 花費了大量人工去修理。二次澆注與柱腳包裹施工完成后, 總計使用人工為26天*8人工 (每日正常施工人數(shù)) /日+11天*3人工 (每日修補人數(shù)) /日=241人工, 人工費為241人工*150元/人工=36150元;改變施工工藝后, 沒有出現(xiàn)修補的情況, 都是正常的人工使用, 總計使用人工為14天*6人工/日=84人工, 人工費為84人工*150元/人工=12600元, 節(jié)省人工費為36150元-12600元=23550元, 減去新購置的模板及變更混凝土的費用, 實際節(jié)省費用為23550元-6877.2元=16672.8元。

　　(3) 施工質(zhì)量對比。按照原施工工藝, 要先進行5cm厚的細(xì)石混凝土施工, 對混凝土施工質(zhì)量造成一定的不確定性, 因為5cm厚的混凝土無法用振搗棒振搗, 使混凝土無法完全密實, 而且也無法保證抗剪槽處的混凝土是否已填充密實, 造成質(zhì)量隱患;由于沒有使用定型模板, 工人在模板支設(shè)與加固過程中, 存在很大的隨意性, 在模板拆除后, 混凝土外觀質(zhì)量較差。通過改變施工工藝, 以前出現(xiàn)的質(zhì)量問題基本上消失。

　　5 結(jié)束語

　　通過施工工藝的改進, 不但有效解決了地腳螺栓式鋼結(jié)構(gòu)二次澆筑與柱腳包裹施工存在的質(zhì)量、成本、進度等方面的問題, 而且工程的內(nèi)在質(zhì)量也有顯著提高。

　　參考文獻

　　[1]GB50205-2001, 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

　　[2]GB50204-2015, 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

　　[3]王志剛.談鋼結(jié)構(gòu)廠房地腳螺栓預(yù)埋的施工要點[J].山西建筑, 2013 (18) .