钢管叠合柱方案

中国华西企业有限公司 隆兴中心项目China Huashi Enterprises Company Limited 钢管混凝土叠合柱施工方案 钢管混凝土叠合柱施工方案1、 编制依据 1.1编制依据（1）重庆隆鑫中心工程施工合同、现有施工图、工期、质量、安全、文明施工等要求。（2）重庆隆鑫中心工程现场实地情况。（3）国家、行业及地方行业的有关建筑安装工程的法律、法规及文件。 （4）现行建筑安装工程施工验收规范、操作规程及质量验收统一标准。（5）钢管混凝土叠合柱结构技术规程（CECS188-2005）建筑钢结构焊接规程（JG81-2002）（6）建筑工程施工质量验收统一标准（GB503002001） 施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2012）2、工程概况2.1 建筑概况项目概况工程名称隆鑫中心工程位置重庆市江北区观音桥商圈建设单位重庆华诚投资有限公司设计单位重庆市设计院监理单位重庆亚太工程建设监理有限公司施工单位中国华西企业有限公司技术经济指标总用地面积25136容积率8.97总建筑面积386217建筑密度46%地上建筑面积225585地下建筑面积160631避难层避难区建筑面积其中：地上/地下建筑特征层数（地上/地下）1#54/7建筑高度1#2782#33/72#1503#33/73#150设计使用年限50结构类型框架核心筒建筑类别高层民用公共建筑抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度值0.05g建筑耐火等级一级防水等级（屋面/地下室）二级/二级2.2 结构设计概况工程概况设计年限50年黄海高程273.15米结构类型框架核心筒结构地理位置重庆市设计参数结构安全等级二地基基础设计等级甲基本雪压0.50KN/抗震设防类别丙基本风压0.55地面粗糙程度C抗震设防烈度6地震加速度0.05g场地土类别二类桩基持力层中风化砂质泥岩入岩深度2d承载力特征值7.14 MPa本工程主体部分钢结构主要为钢管叠合柱：地下七层地上十八层核心筒周边框架叠合柱12根1400；筒体四周剪力墙内钢管柱共计24根600。2.3 水文地质概况场区位于剥蚀浅丘宽缓斜坡地段，地形略呈北高南低，场地附近无地表水体分布。场地内广泛分布的泥岩、砂质泥岩及砂岩，属隔水较好岩石，在裂隙发育地段和地形低洼处，有少量基岩裂隙水。地下水主要为土层中的孔隙水和基岩裂隙水。建筑场地为类环境类型，地下水对混凝土结构有微腐蚀性。场地地段未发现断层、构造破碎带及滑坡、崩塌、地下洞室等不良地质现象，场地现状整体稳定。2.4 气象概况重庆市属中亚热带季风气候，主要特点是冬暖夏热，降雨充沛，分配不均。多年平均气温17.8，月平均气温最高32.8（8月），最低6.3（12月）。日极端最高温43.5。历年平均降雨量1141.8mm，降雨多集中在49月，雨量约占全年降水量的76%。年平均风速1.2m/s。2.5 施工现场条件钢管叠合柱主要分布在1#塔楼核心筒周边及核心筒剪力墙内，现场东面有一条坡道（不能通入场内），在现场7区安装一台JCD6059塔吊，在现场9区安装一台JP7525A塔吊，进场的钢构件运至现场东面斜道卸货区，通过JCD6059塔吊将斜道卸货区的钢构等材料转运至钢构转运堆场区，通过JP7525A塔吊将钢构转运堆场区域的钢构进行安装。3施工部署3.1 项目部组织机构项 目 经 理项目技术负责人项目生产副经理 质量组现场施工组材料供应组后勤保卫组商务预算组机械设备组综合技术组安全组专 业 班 组3.2人力、材料、设备准备工作劳动力计划表序号人员及工种计划数量（人）操作内容1专职安全管理员2施工过程中专职安全检查2施工管理人员14施工过程中测量、施工、质量、技术、材料、后勤、机械管理3架子工40支撑架体搭设4木工70模板安装及拆除5钢筋工90钢筋制作安装6塔吊指挥12现场材料吊运7电工5现场施工临时用电管理8砼工30砼浇筑9焊工3现场钢柱焊接材料及设备计划钢管叠合柱及钢筋、模板工程施工所用主要材料有1400、500钢管柱，连接钢板，15厚胶合板、木枋、钢筋、（Q235）483.0钢管、可调托撑、立杆可调座、14高强螺杆；主要施工设备有JCD6059、JP7525A塔吊各一台，电焊机，钢管切割机、木工机械等。具体数量及进场计划见下表：主要材料及设备计划表材料及设备名称计划数量计划进场时间备注1400钢柱随施工进度需求量2013.8.1已进场500钢柱随施工进度需求量2013.8.1已进场架体钢管随施工进度需求量2013.8.1已进场15厚胶合板随施工进度需求量2013.8.1已进场4090木枋随施工进度需求量2013.8.1已进场电焊机2台随施工进度需求量2013.8.1已进场切割机2台已进场使用切割钢柱耳板木工机械4套已进场使用用于模板安装塔吊2台已进场使用用于材料吊运3. 3钢管柱加工制作所有钢管构件及配件均在专业工厂加工制作，再运输至现场安装。3.4钢管结构安装施工根据塔吊起重性能、塔吊布置位置及与钢柱的位置关系，对钢柱进行分段安装。1#塔楼塔吊在25米处的起重能力为12吨，核心筒最远钢柱距离塔吊不超过25米。构件堆场最近距离为30米，塔吊此距离的起吊重量为10.9吨。核心筒最大钢骨柱米重为0.3t/m,钢骨柱所在最大层高为6.7米，所以核心筒钢骨柱可分为两层一节。3.5施工顺序（1）钢管混凝土叠合柱：埋设预埋件钢管进场验收起吊钢管就位螺栓初拧垂直度校核螺栓终拧、垂直度复核柱、剪力墙钢筋安装楼层模板支架搭设楼层模板安装 内柱混凝土浇筑至楼面标高以上600mm。楼层钢筋安装墙柱模板安装墙、柱、梁板砼浇筑。4 钢管砼叠合柱结构施工方案4.1 钢管柱与基础底板的连接连接方式：在基础施工过程中预埋M30（双螺母）地脚螺栓，基础混凝土浇筑完毕后再安装钢管柱，即预埋板式（图4.1a），此种形式应预先制作钢筋支架，用精密水准仪调整标高后，按垫层平面控制线摆放预埋板，复核校正后将地脚螺栓与基础梁的主筋焊接固定，基础混凝土浇筑完毕后再安装钢管柱。在浇筑基础混凝土时均应对称浇筑，防止钢管柱或预埋钢板位移。 4.1a柱与基础连接4.2 钢管柱现场安装本工程钢结构主要包括1400/500钢管混凝土叠合柱。材料及各种要求如下：钢管柱、钢骨、加劲板、连接板及其他无特殊说明的钢材均为Q345B；钢管、钢骨连接均采用全熔透坡口焊，焊缝质量等级为一级，节点区加劲板、连接板全熔透质量等级为二级 ，环箍与钢管壁，补强板与钢管壁的角焊缝质量等级为三级。焊接质量除特殊注明外，一般为三级焊缝。4.21 吊装工艺准备及控制要点 (1).吊装准备根据每段劲性钢柱的重量，准备不同规格的钢丝绳和卡环，并准备好3t倒链、揽风绳、工具包、榔头以及扳手等施工机具。检查钢爬梯是否安全可靠，是否已拉设防坠钢丝绳，特别是焊缝质量是否合格。(2).吊点设置直接用钢柱上端的连接板作为吊点，为穿卡环方便，在深化设计时就将连接板最上面的一个螺栓孔的孔径加大，作为吊装孔。吊点必须对称，确保钢柱吊装时为垂直状。(3).坡口打磨安装构件起钩1.2m左右时，在地面采用砂轮机打磨本节劲性钢柱的粘着的渣土和浮锈，以保证后续焊接施工质量。(4).劲性钢柱临时固定钢柱吊装后用临时连接耳板连接，作为钢柱的临时固定，待测量校正后，在焊接之前，将临时连接耳板割除。钢柱临时连接耳板尺寸如下表：下段柱连接板上段柱连接板夹板(5).测量校正解钩工通过钢爬梯上下劲性钢柱，禁止攀爬栓钉。上下爬梯时须将安全带挂在防坠绳上，到达柱顶后再将安全带转挂在连接耳板上。校正时，钢柱的中心线应与下接钢柱的中心线吻合，定位轴线应从基准线直接引上，不得从下层柱的轴线引入。安装措施示意图：安装前准备措施绑好钢爬梯吊点设计钢柱吊装技术措施圆管柱H型钢柱钢柱临时稳定措施钢柱临时连接钢柱错位调节措施4.2.2钢结构吊装顺序及流程根据塔吊布置位置和总体施工工序安排，本工程钢结构吊装以核心筒钢框架为主导施工主线，向外扩展安装。1、依照先中间后四周、先下后上、先主后次的顺序进行。2、在竖向平面内，钢结构按单元结构层来进行安装（以单节柱的高度为单元结构层的高度）。4.2.3钢柱施工工艺流程钢柱吊装工艺流程图如下：钢柱吊装工艺流程图4.2.4钢柱安装（1）第一节钢柱安装钢柱吊装前绑好爬梯，准备好缆风绳、防坠绳、千斤顶、工具包以及扳手等小型工具。安装前要对预埋件进行复测，并在混凝土面上标识出“十”字中线。对于轴线居中的钢柱，十字中线即为十字轴线，对于轴线偏心的钢柱，须根据轴线偏心的距离计算出中线位置，并投在钢柱脚附近。根据钢柱的底标高,调整好螺杆上的螺帽，放置好垫块。起吊前，钢柱应横放在枕木上，柱脚板位置垫好模板或方木，起吊时，不得使柱的底端在地面上有拖拉现象。钢柱起吊时必须边起钩、边转臂使钢柱垂直离地。当钢柱起吊到混凝土柱钢筋顶上部时，停机稳定，将钢筋掰开然后缓缓落勾，将柱脚落入钢筋笼内；当钢柱吊到就位上方200时，停机稳定，对准螺栓孔和十字线后，缓慢下落，下落中应避免磕碰地脚螺栓丝扣，当柱脚板刚与基础接触后应停止下落，检查钢柱四边中心线与基础十字轴线得对准情况（四边要兼顾），如有不符及时进行调整。经调整，钢柱的就位偏差在3以内后，再下落钢柱，使之落实。收紧四个方向缆风绳，楔紧柱脚垫铁，拧紧地脚螺栓的锁紧螺母。外围柱不能拉设缆风绳时，可采用在相应方向上以支撑方式进行临时固定和校正。当钢柱校正完毕后拧紧地脚螺栓、收紧缆风绳，并将柱脚垫铁与柱底板围焊，再将螺母与垫板围焊，然后通知土建进行下道工序施工。（2）上部钢柱安装上部钢柱的安装与首段钢柱的安装不同点在于柱脚的连接固定方式不同。钢柱吊点设置在钢柱的上部，利用四个临时连接耳板吊装。吊装前，下节钢柱顶面和本节钢柱底面的渣土和浮锈要清除干净，保证上下节钢柱对接面接触顶紧。钢柱吊装到位后，钢柱的中心线应与下面一段钢柱的中心线吻合，并四面兼顾，活动双夹板平稳插入下节柱对应的安装耳板上，穿好连接螺栓，连接好临时连接夹板，并及时拉设缆风绳对钢柱进一步进行稳固。4.2.5钢柱的校正钢柱的校正主要有钢柱错口校正、钢柱轴线校正、垂直度校正及钢柱标高的调整。1、第一节柱柱脚的位移调整以基面中线与柱身中线对齐为标准，如有偏差，可用千斤顶往反方向调整，千斤顶的反作用受力点可作用在劲性柱脚插筋的根部。2、上下两节柱错口的校正可在下节柱耳板连接处加减垫片用千斤顶来调整。3、钢柱垂直度的校正采用经纬仪进行校正。4、钢柱轴线校正到正确位置后，进行钢柱垂直度复核，确保钢柱垂直度在规范允许范围内。5、钢柱标高的调整：对于标高偏差超规范的钢柱须对标高进行调整，对于标高偏差较大的须在加工厂进行调整，偏差较小的可以在现场调整，一般调整方法是在钢柱接头位置加垫铁。6、第一节柱校正到位后用揽风绳拉住柱顶耳板与底板固定或用角钢与柱身焊接并支撑在混凝土地面上，且将柱底板与垫块围焊，以防柱钢筋施工过程中对钢柱的垂直度的影响；上部柱校正完后应用马板在柱接头处将上段柱与下段柱相对固定，待钢柱对接焊完后将马板割掉。4.2.6钢柱吊装注意事项1、钢柱在工厂分段加工完毕，安装吊装顺序运输至工地现场后，必须按照图纸和规范进行构件验收，不合格处予以校正，并作好验收记录。2、安装前要对测量控制网进行复核，并依次检查钢柱地脚螺栓的预埋位置偏差，偏差较大者必须校正，保证偏差值不超标。3、柱起吊前，将吊索具、揽风绳、爬梯以及操作平台等固定在钢柱上。利用钢柱上端连接耳板与吊板进行起吊，由塔吊起吊就位。4、钢柱采用单机回转法吊装。吊装过程中，要尽量避免钢柱在地面拖动，不得歪拉斜吊。5、钢柱就位时首先利用埋件上的轴线确定好柱子位移，此时可令吊车将3040荷载落在地面结构上。6、钢柱就位后，采用两台经纬仪跟踪测量，校正满足要求后紧固钢柱底部连接螺栓，上端四面拉揽风绳固定。7、柱顶标高调整首层钢柱标高主要依赖于基础埋件标高的准确，安装前严格测量柱底埋件标高，提前用钢板调整其高度。钢柱安装时以水准仪复测其标高，无误后拴好揽风令吊车落钩。4.2.7钢柱吊装时的质量控制（1）第一节柱与柱脚螺栓连接钢柱底脚安装是在土建基础上进行的，混凝土基础面上的柱脚螺栓的埋设精度直接影响上部结构的安装精度，对地脚螺栓中心位置和标高要严格控制。1）安装前检查项目：基础实际坐标偏差，基础混凝土龄期及检验报告以及构件加工偏差。2）标高的控制本工程采用相对标高（自定）和设计标高相结合的办法进行钢结构的安装控制，每安装一节柱后，引测实际标高复核设计标高，将设计标高的误差控制在5毫米以内。控制的方法是通过调节柱与柱之间的焊缝间隙来控制，并考虑焊缝收缩量。具体施工操作方法如下：钢柱吊装就位至安装面，首先找正柱底轴线位移，安装钢柱耳板上的高强螺栓，用钢楔子或千斤顶通过调整柱柱之间的缝隙，按照先标高，后位移，最后垂偏的原则进行钢结构安装校正。钢柱安装时每节钢柱垂直度校正控制采用外控借线法观测，用两台经纬仪安装在外控点位上，在两个垂直方向上同时观测，配合安装校正。3）钢结构安装校正测量钢柱的校正是安装的关键工序。在钢结构吊装就位后，其校正的内容和顺序为：标高的校调、位移调整、垂直度校正、垂直度的看守观测（跟踪测量）。a.钢柱标高调校钢柱安装就位后，用高强螺栓利用连接板固定上下耳板，但不夹紧，通过起落吊钩并用撬棍调整柱间间隙或通过加焊钢楔子或结合千斤顶调整柱间间隙。通过上下柱的标高控制线之间的距离与设计标高数值进行对比，符合要求后打入钢楔，点焊限制钢柱下落，并考虑其焊接收缩量和压缩变量，将其标高调整至+5毫米以内。柱子安装后，在安装面安置水准仪测设相对标高，配合钢尺进行测量换算各柱柱顶线，将其标高测量结果与下节柱预检长度对比进行综合处理。钢柱标高调整示意图b.位移调整钢柱对接时的中心线应尽量对齐，其错边量应满足规范的要求。为上下柱不出现错口，应尽量做到上下柱十字线重合，如有偏差，在柱的连接耳板的不同侧夹入垫板（垫板厚度0.51mm），拧紧高强螺栓，钢柱的位移偏差每次调整3 mm以内，如果偏差过大可以分23次调整。每一节钢柱的定位轴线绝不允许使用下面一节钢柱的定位轴线，必须从地面控制线引至高空，避免产生累计误差。c.垂直度校正对钢柱有关尺寸预检，对影响垂直的因素预先控制。对于安装误差、焊接变形、日照温度、钢结构弹性等因素引起的误差值，通过不断总结、不断积累的经验预留垂偏值。采用两台经纬仪在钢柱的两个垂直方向同时进行跟踪观测控制。4.3 钢管叠合柱钢筋、模板及砼施工4.3.1施工准备钢管叠合柱已安装完毕并通过检验,在安装柱的同时楼层梁板支模架体及模板安装按照相应的方案进行搭设。4.3.2钢筋安装本工程钢筋安装较困难，特别是钢管混凝土叠合柱外钢筋及钢管柱与梁相交处钢筋安装。（1）施工工艺：梁底筋从下至上穿钢管孔梁箍筋就位穿梁腰筋绑扎梁底筋、腰筋、面筋拆梁筋支承架体。（2）钢管混凝土叠合柱梁钢筋绑扎 梁钢筋为HRB400E、HRB500E级钢筋，直径3822，所有钢筋接头均采用滚轧直螺纹机械接头，接头质量等级为、级。接头位置宜设在受力较小处，不宜设在有抗震设防要求的框架梁端箍筋加密区。同一连接区段的接头面积率不大于50。因框架梁截面尺寸较大，梁宽通常为4001000mm，梁高6001200mm，梁底模支设后即进行梁筋连接绑扎，最后支设梁侧模。 （1）梁筋安装钢管钢管混凝土叠合柱施工过程中，梁钢筋安装是施工难点，特别是钢筋需穿过钢管柱的情况。钢筋连接一般采用机械连接，接头等级按照一级接头标准。接头部位应严格按照现行规范实施。钢筋放样时，应充分考虑钢筋安装的可行性。（2）叠合柱外钢筋安装 1）叠合柱钢筋安装是在钢管柱内混凝土浇注完毕后进行的。所以，在浇注钢管内的混凝土时，需充分考虑梁筋的锚固（留设足够的锚固空间）。2）钢管柱外主钢筋为HRB500E级钢筋，直径32，均采用滚轧直螺纹机械接头，穿梁柱筋,采用滚轧直螺纹机械接头，按工艺操作施工。柱箍筋HRB400级直径16钢筋，钢柱外侧焊有环箍，且柱弧形箍筋末端设有135弯钩，钢筋绑扎难度较大。柱纵筋连接接头以下的拉筋制作时一端弯钩为135,另一端弯钩制作为90,绑扎时交错设置，最后用长钢筋扳手将90弯钩人工弯曲至135。连接接头以上部位先将柱四个角部位及每个弧形拉筋一端的柱筋进行机械连接接长，箍筋安装时一端勾住已连接好的纵筋，另一端头绑扎定位到待安装主筋位置，拉钩筋交点用扎丝绑扎，保持后安装纵筋部位弯钩位置上下一致。将后安装的纵筋由拉钩内侧自上而下穿过每道拉钩钢筋，用扳手将丝头拧紧，将所有纵筋、箍筋位置整理后用扎丝绑扎固定。（5）梁筋穿越钢管柱如下图所示，本工程梁筋穿越钢管柱的情况较多。 梁筋穿钢柱对于锚固长度不足的钢筋，全部弯锚，其平直长度0.4LabE钢筋不穿入钢管柱中。4.33模板安装模板安装与普通墙柱模板安装基本相同，不得随意采用对拉螺杆的办法在钢管柱上开孔对模板进行加固。4.3.4柱模板 柱外围尺寸最大为18001800，支模高度最大6.7m。钢管叠合柱18001800，采用14#双槽钢及14450双对拉螺杆，竖向570高一道控制柱断面尺寸，最底一道距楼面150mm，围檩采用483.5双钢管，沿柱宽度布置间距150mm，钢管柱支模示意图4.3.5混凝土浇筑4.4.1钢管柱混凝土浇注钢管柱混凝土浇注分两次进行，第一次先浇注管内混凝土，浇筑至楼层标高以上600mm；第二次待梁板、柱、墙筋安装完毕，柱外侧模板支设完毕后，浇注梁板、墙及钢管柱外混凝土。钢管内外混凝土均为高强混凝土，强度等级相同，B7L19层为砼强度等级为C60。钢管混凝土浇筑采用立式浇注法，即普通混凝土柱的浇注方法。（1）管内混凝土管内混凝土需在混凝土中掺加外加剂，外加剂必须有优质的流化性能，保持拌和物的流动性、合适的终凝时间及泌水率，良好的泵送性，对硬化混凝土的力学性质、干缩和徐变无不良影响，耐久性（抗冻、抗渗、抗碳化、抗盐浸）好。同时为避免钢管与混凝土之间的微小空隙，需在混凝土中掺入ZY膨胀抗裂防水剂，其砂浆限制膨胀率0.03%。混凝土的配合比应根据试验确定。砼应连续进行，需留施工缝时，应将钢管柱管口封闭。每次浇筑混凝土前（包括施工缝），应先浇筑一层厚度100200mm与混凝土强度等级相同的水泥砂浆。除最后一节钢管柱外，每段钢管柱的混凝土，只浇筑到楼层标高以上600mm处，便于梁筋锚固及防止焊接高温影响混凝土的质量，混凝土浇筑完毕，应清除掉表面的浮浆，待混凝土初凝后浇水养护，用塑料布将管口封堵，并防止异物掉入。安装上一节钢管前应将管内的积水、浮浆、松动的石子及杂物清除干净。混凝土浇筑后，需对混凝土密实度进行检查。（2）管外混凝土采用普通混凝土，浇筑方法同普通混凝土浇筑方法。 5 安全措施5.1 机械设备、电动工具等必须有可靠的接地接零和漏电保护装置。52 机械设备采用挂牌负责制，配备维修保养人员，特殊工种应持证上岗。5.3 钢管柱吊装时由信号员专人指挥，保证联络通畅，指挥及时准确。5.4经常检查吊具吊索的安全状态，在钢管柱临时固定完成前不得松开吊钩，风速超过5级以上不得吊装。5.6 进入现场应正确佩戴好安全帽，焊工操作时应佩戴防护面具和电焊手套，高空作业应系好安全带。5.7模板搭设、拆除和混凝土浇筑期间，无关人员不得进入支模底下并由安全员在现场监护。5.8施工用的临时照明和动力线应用绝缘线和绝缘电缆线，且不得直接固定在钢筋结构上。夜间施工时，应有足够的照明。施工用临时照明和机电设备线严禁非电工乱拉乱接。同时还应经常检查线路的完好情况，严防绝缘破损漏电伤人。6 环保措施6.1 安装钢管柱时，不得大力随意敲击钢管柱，尽量减少噪音的产生。6.2 多台焊机在一起集中施焊时，应设隔光板。6.3 施焊场地周围应清除易燃易爆物品，或进行覆盖、隔离。6.4 焊接作业后应及时收集焊渣等废弃物，保持施工作业面整洁，做到工完场清。6.5 工作结束，应切断焊机电源并检查操作地点，确认无起火危险后，方可离开。 17