项目管理

简述如何加强对劲性砼梁柱施工的质量控制

点击量:131     时间:2017/9/22 15:56:31

吴和平 杨海荣

(苏州和信建设咨询有限公司)

  摘 要:结合工程实例,针对劲性砼梁柱施工中存在的难点、重点,就如何加强 对施工过程中事前、事中、事后的质量控制进行了阐述,为类似工程的监理工作提供可借鉴的经验。

  关键词:劲性砼梁柱;监理质量控制

  0 引言

  劲性砼结构,是结合型钢与钢筋混凝土二者的优点,来代替钢筋混凝土结构,从而缩小梁、柱的截面,且构件的延性得到很大改善,具有变形能力强、抗震性能好、承载力高等特点。随着理论研究的深入及施工技术的日益完善,它被广泛适用于跨度及荷载较大的框架结构体系中。

  1 劲性梁柱分部项工程概况

  1.1某工程综合楼中的报告厅采用劲性砼结构,劲性柱分别位于4/H轴线、5/H轴线、4/D轴线、5/D轴线,劲性柱断面为600mm×900mm,其中柱内型钢柱断面为300mm×550mm。

  1.2型钢柱的安装标高:4/H、4/D轴为6.00m~21.031m,5/H、5/D轴为6.00m~21.638m;型钢柱翼缘板、腹板厚度分别为30mm、28mm;南H-D轴柱距为20.2m,4-5轴柱距为 8.1 m。

  1.3屋面砼劲性梁断面为400mm×1400mm,其中型钢梁断面为200mm×1100mm,翼缘板、腹板厚度分别为20mm、28mm;砼劲性梁顶标高:H-D/4轴为21.181m、H-D/5轴为21.788m。

  1.4本工程抗震设防等级为二级,劲性梁柱砼强度等级为C30,所用型钢、栓钉均采用Q235B,栓钉的直径19mm,焊后长度不小于80mm。

  2 劲性梁柱施工事前控制

  为保证施工质量,项目监理机构在监理工作中主要做好以下7个方面的事前控制工作:

  2.1认真熟悉图纸,收集相关的技术规程、验收规范,做好项目监理机构内部对专业图纸的审查工作,对发现须由设计人员解答的问题,形成书面文件;会同施工单位对专业图纸的审查意见,一并通过建设单位转交至设计单位,积极协助建设单位做好专业图纸会审工作。

  2.2根据本项目专业工程的特点,结合以往类似项目的监理工作经验,找出本项目专业工程施工中的难点、要点,作为监理工作中的控制重点。

  2.3审查施工单位钢结构专业承包单位资质、专业管理人员及特殊工种等证件是否齐全、有效;审核施工单位报送的专项施工方案。

  2.4根据专项施工方案、相关质量验收规范、技术规程,编制有针对性的监理工作细则,并就监理细则内容向施工单位进行交底,明确质量控制目标,强调监理工作中质量控制要点。

  2.5对所涉及到的原材料及时进行见证取样送检;钢结构在工厂制作前,要求项目部按制作工艺要求做好焊缝的工艺性检测评定,合格后方可批量制作。

  2.6在型钢梁柱构件制作前,要求施工单位认真做好梁柱钢筋的翻样工作,经项目技术负责人审查合格后,报专业监理工程师进行复核,复核无误后再报送至钢结构工厂,要求厂家在制作时结合钢筋翻样资料予以加工。复核的主要内容有:

  2.6.1梁柱钢筋预开孔的位置、数量、直径(一般比钢筋直径大5mm,事先采用书面形式请设计人员予以确认)是否注明;

  2.6.2钢牛腿下部翼缘板可焊接直螺纹套筒位置标注是否正确;

  2.7为确保钢构件安装质量,工厂加工完成后,监督施工单位对型钢梁柱构件在工厂进行预拼装,检查预拼装的尺寸是否与设计文件相符,其偏差值是否在规范允许范围之内,确保后期现场安装工作能够顺利进行。

  3 施工过程中监理质量控制的要点及措施

  3.1型钢柱地脚螺栓及其安装质量控制:

  3.1.1检查:型钢柱的专用螺栓预埋固定架是否牢固,固定架中心线是否与柱轴线相吻合,固定架及预埋螺栓的位置、标高是否准确,预埋螺栓在固定架上部的丝杆保护措施是否到位,螺杆的垂直度偏差是否符合要求,及控制其垂直度的措施是否可靠。

  3.1.2在二层楼面至型钢柱柱脚(标高为4.12—6.00m)砼短柱的浇筑过程中,专业监理工程师用经伟仪和水准仪随时检查预埋螺栓的偏差程度,确保预埋螺栓安装精度满足型钢柱的安装要求。

  3.2型钢柱安装质量控制:

  3.2.1本项目型钢柱构件安装的最大高度为15.638m,型钢柱分两节安装,接头位置位于三层楼面结构标高以上1 m,即9.32 m;本文仅论述第一节型钢柱安装的主要控制要点,安装前专业监理工程师须对构件制作质量及其安装的相关工作内容进行复核:

  3.2.1.1构件中心线、标高控制线、编号是否标注清晰;

  3.2.1.2型钢柱原材料、焊缝检测报告是否齐全、有效;

  3.2.1.3型钢柱、钢牛腿,相应部位预设孔的孔位、数量、孔径,是否满足设计文件及验收规范的要求;

  3.2.1.4调整型钢柱垂直度的斜向丝杠撑杆,其上部末端挡板是否按专项方案要求在柱身相应位置留置;接头部位用于临时固定的“L”形锲型板是否安装到位;

  3.2.1.5三层楼面至型钢柱柱脚的砼短柱轴线、标高控制线是否标识清晰,及砼强度是否满足型钢柱安装要求;

  3.2.1.6测量仪器(经纬仪两台、水准仪一台)的标定证书是否齐全、有效;

  3.2.1.7及时掌握天气预报信息,把控好安装当天的天气状况、及周边作业条件是否满足安装要求。

  3.2.2安装过程中,专业监理工程师应及时跟踪检查、复核以下工作:

  3.2.2.1用两台呈90°布置的经纬仪观测型钢柱的安装垂直度,通过不断调节斜向丝杠撑杆校正型钢柱垂直度,并及时调整柱脚底板下部螺母,校正完毕后,及时将柱脚底板上面的2个螺母拧上;

  3.2.2.2斜向丝杠撑杆松开后,使柱身呈自由状态,再用经伟仪复核柱身垂直度,如有小偏差,微调下螺母,符合要求后将柱脚底板上部螺母拧紧;

  3.2.2.3型钢柱安装完成后,督促施工单位在12小时内用C40微膨胀细石砼(根据设计文件要求)将型钢柱柱脚浇灌密实,并及时进行养护。

  3.3屋面型钢梁安装质量控制:

  3.3.1跨度为20.2m屋面型钢梁位于H-D/4轴、H-D/5轴,安装高度分别为21.031m、21.638m;在第二节钢柱吊装完毕、报告厅部位满堂脚手架搭设完成,且验收合格后进行,以确保安装作业环境安全及安装质量。

  3.3.2屋面型钢梁安装的质量控制要点:

  3.3.2.1检查屋面型钢梁中间连接节点腹部位高强螺栓的连接质量、及上下翼缘板焊接质量是否符合设计及验收规范要求;

  3.3.2.2复核钢梁在地面拼装后整体跨度尺寸是否符合设计及安装要求,复核钢柱顶处与钢梁连接的钢牛腿标高是否满足设计要求,以便于吊装顺利进行及后期钢筋的绑扎施工;

  3.3.2.3检查钢梁的吊点位置是否按专项方案要求进行设置,及吊点处防钢丝绳抗滑移措施是否到位;

  3.3.2.4对钢柱顶钢牛腿与钢梁连接的高强螺栓施工质量,进行全过程跟踪监督检查,确保施工质量。

  3.4型钢梁柱预开孔质量控制:

  型钢梁柱在出厂前,专业监理工程师须会同施工单位项目技术负责人对型钢梁柱预开孔的质量进行检查,杜绝现场气焊开孔,主要检查、复核内容有:

  3.4.1沿柱腹板、钢牛腿腹板高范围内,穿越内肢箍、柱箍筋的孔是否按设计文件内容进行预设(按箍筋间距隔一设置开孔);

  3.4.2型钢梁柱节点处:钢柱加劲板、腹板、翼缘板三者交接处,钢牛腿上下翼缘板与钢柱翼缘板交接处,是否留置了砼浇筑时的溢气孔;

  3.4.3柱纵向主筋穿越钢牛腿上下翼缘板的孔位是否准确,其孔边距翼缘板的边是否满足验收规范要求(一般情况下为孔径+5mm);

  3.4.4梁腰筋拉钩的孔位是否按设计间距要求隔一设置,用于拼装钢梁柱的高强螺栓孔径(比高强螺栓直径大1-2mm)、孔位中心间距(设计值120mm)是否符合的要求。

  3.4.5砼次梁与型钢梁交接处,次梁下部角筋孔位标高、孔径是否正确。

  3.5高强螺栓施工质量控制:

  3.5.1专业监理工程师对摩擦面检查的主要内容有:

  3.5.1.1摩擦面应在出厂前按见证取样送检试件工艺的要求(喷砂或抛丸)处理完成,且应平直、无翘曲、变形等现象;摩擦面应紧贴,紧贴面积须在70%以上,用专用塞尺进行检查,插入深度面积之和不得大于总面积的30%,边缘最大间隙不得大于0.8mm;

  3.5.1.2摩擦面无毛刺,严禁有氧化铁皮、毛刺、焊疤、油漆和油污等,表面应呈铁色,处理好的摩擦面防护措施须到位。

  3.5.2高强度螺栓安装质量控制:

  3.5.2.1每个接头的临时螺栓和冲钉数量应根据该接头预估承担的荷载计算确定,并应符合下列规定:不得少于安装螺栓总数的1/3、不得少于两个临时螺栓、冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的30%,严禁把高强度螺栓作为临时螺栓使用;

  3.5.2.2检查高强度螺栓是否能够自由穿入螺栓孔,严禁强行穿入,如不能自由穿入时,监督施工单位对该孔用铰刀进行修整,修整后孔的最大直径应小于1.2倍螺栓直径,修孔数量不应超过该节点螺栓数量的25%,修孔前应将四周螺栓全部拧紧,使板叠紧密;严禁气割扩孔。

  3.5.2.3高强度螺栓连接副施拧:

  3.5.2.3.1为确保施拧顺序符合技术规程的要求,现场监督施拧顺序为:

  3.5.2.3.1.1工字形柱对接螺栓紧固顺序为:先翼缘后腹板。

  3.5.2.3.1.2工字形梁接头螺栓群紧固顺序为:先靠近柱侧上翼缘板→下翼缘板→梁腹板;梁跨中对接接头的紧固顺序由接头中心顺序向两端进行(图一)。



图一 螺栓群紧固顺序示意图

  3.5.2.3.2本项目型钢梁、柱接头的高强螺栓类型分别为大六角型、扭剪型,梁及柱连接接头的高强螺栓分别为M24—10.9S、M20—10.9S;依据相关规范要求,扭剪型初拧扭矩值为220N.m,终拧时直至拧掉螺母尾部的梅花头;大六角型初拧值为终拧值50%左右,终拧值按规范中计算公式或按其检测试验值确定。

  3.5.2.3.3专业监理工程师须全过程监督高强螺栓的施拧情况,初拧或复拧、终拧后的高强螺栓应用不同颜色在螺母上做好标记;安装高强螺栓时摩擦面应保持干燥,不得在雨中作业,要求高强螺栓的初拧或复拧、终拧在24小时内完成等。

  3.6劲性梁柱钢筋安装质量控制:

  3.6.1劲性砼柱钢筋安装:

  3.6.1.1为确保柱钢筋安装质量,明确其质量控制流程如下:型钢柱安装质量验收合格→按设计箍筋间距的要求,在型钢柱及钢牛腿腹板未预设孔位置,画出定位标识→90°弯头的拉筋(弯头长度为5倍钢筋直径)双面焊接于腹板标识部位,并验收合格→柱纵向钢筋连接,验收合格→柱箍筋绑扎、90°弯头的拉筋另一端用工具弯成135°→柱钢筋隐蔽验收合格→柱模板封模。

  3.6.1.2砼柱纵向主筋(设计为直径25HRB400E)接头位置控制:采用等强机械连接,接头位置按50%措开35d设置;由于型钢柱接头比三层楼面高1m,为使机械连接接头位置满足验收规范的要求,控制主筋接头错开的位置分别设在楼面以上1900mm和2800mm处。

  3.6.2砼梁钢筋安装质量控制:

  3.6.2.1梁钢筋安装质量控制流程如下:

  梁底排架支撑体系、梁底模板、型钢梁安装验收合格→在型钢梁上部翼缘板处,每隔500mm设置梁主筋保护层“∏”形撑筋、梁底钢筋保护层垫块设置→梁端上层中间主筋与钢牛腿翼缘板部位的垫板双面焊接,下层中间主筋与钢牛腿下部翼缘板底部的套筒连接,验收合格→梁中部接头机械连接、主筋架设→90°弯头的梁腰筋拉筋双面焊接于腹板标识部位→梁箍筋绑扎、90°弯头的拉筋另一端用工具弯成135°→型钢梁与砼次梁交接点钢筋安装→梁钢筋隐蔽验收合格→梁侧面模板封模。

  3.6.2.2梁钢筋安装质量控制要点:

  3.6.2.2.1梁中部机械连接接头质量控制:梁主筋在中部采用长丝套筒进行连接,即在中部主筋一端丝扣加工长度刚好等于一个套筒的长度,先将套筒全部拧入,待与之连接的另一根主筋到位后,将套筒后退拧入;由于长丝套筒处有一段主筋已加工成丝扣,考虑到是否会对连接处的强度有所影响,因此要求施工单位对长丝接头进行取样检测,检测合格后,方可使用。

  3.6.2.2.2在钢柱吊装前,监督施工单位用短筋模拟穿设梁柱节点处相交叉钢筋,特别是钢牛腿处,梁上下层两侧主筋按1:6水平弯折的角度是否准确,能否顺利锚入柱内(图二);这样将型钢柱安装完毕后,穿筋过程中存在的问题提前暴露,解决在型钢柱吊装之前。



图二 钢柱吊装前的短筋模拟穿设检查示意图

  3.6.2.2.3钢筋绑扎时须控制梁钢筋间距应大于30mm,且不少于1.5倍钢筋直径。

  3.7砼施工质量控制:

  3.7.1由于钢骨架限制砼的流动,且箍筋、拉筋密集,如型钢梁翼缘下部混凝土不易充分填满等,使得混凝土的浇筑和捣实变得比较困难。为保证砼施工质量,在砼浇筑前一个月,项目监理机构召开专题会议,要求施工单位采取以下技术措施。

  3.7.1.1与商品砼供应单位取得联系,说明砼结构的重要性、相关技术要求,并提前做好砼的试配工作,采用的原材料满足以下质量标准要求:

  3.7.1.1.1碎石的最大粒径不大于25mm,级配连续,含泥量不超过0.5%,泥块含量不超过0%,针片状颗粒含量不超过5%;

  3.7.1.1.2细集料选用石英含量较高的圆形颗粒状优质天然河砂,细度模数为2.6~3.3,且含泥量不大于1%,泥块含量不大于0%;

  3.7.1.1.3采用优质Ⅰ级粉煤灰,使用前按国家相关标准规定,进行细度、烧失量和含水率检验,合格后方可使用;

  3.7.1.1.4所用高效减水剂应符合相应标准的技术要求,并经检测合格,其掺量根据施工要求,通过试验室试配确定;

  3.7.1.1.5坍落度要求:为便于施工并保证混凝土施工质量,要求运输到现场的混凝土坍落度为180~200mm;

  3.7.1.1.6上述材料其他质量指标沿应符合现行行业标准的有关规定。

  3.7.2为确保梁柱砼浇筑质量,要求施工单位结合以下施工质量控制细节,事先做好砼浇筑的技术交底工作:

  3.7.2.1型钢柱砼浇筑时,在其四面均匀下料,采用Φ30mm振捣棒进行振捣,间隙狭小处配合钢筋钎人工插捣,确保砼的密实;

  3.7.2.2梁混凝土浇筑时,混凝土从型钢梁单侧上口灌入,下料高度高于梁下翼缘约200mm,用插入式振捣器进行内部振捣,待混凝土从钢梁下翼缘另一侧溢出后,方可从梁两侧同时下料浇筑,保证梁底混凝土浇筑密实;

  3.7.2.3砼浇筑采用插入式高频振捣器,每次浇捣高度控制在不大于500mm,上层砼在下层砼初凝前浇筑,保证型钢梁柱砼振捣密实。

  4 质量验收

  4.1及时检查每批进场材料、半成品外观质量、质保资料,认真核查施工单位报验的进场材料、检验批、分项工程资料,结合项目监理机构见证取样送检报告、巡视及平行检查记录、旁站记录等,符合要求后及时予以签批;做好进场材料、检验批、分项工程的质量控制台账。

  4.2分部项工程完成后,对质量保证资料、涉及安全及功能性检测资料等进行核查,并根据现行相关质量验收标准及监理规范的要求,及时组织分部项工程的验收。

  5 结束语

  劲性梁柱砼结构在高层及大空间结构体系中,得到了一定的应用,作为专业监理人员及时熟悉、掌握专业工程质量验收标准、技术规程等相关内容,按监理工作要求严格把控好各环节的施工质量是至关重要的,进而可不断提高监理工作水平,为企业发展及个人的执业生涯赢得更大的作为空间。

  参考文献:

  [1]《钢结构高强螺栓连接技术规程》JGJ82-2011.

  [2]《型钢砼组合结构技术规程》JGJ138-2016.

  [3]《钢结构焊接规范》GB50661-2011.

  [4]《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001.

  [5]《混凝土结构工程施工规范》GB50666-2011.

  [6]《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》16G101-1.

  [7]《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2013.

  [8]《建设工程监理规范》GB/T50319-2013.

  [9]《型钢砼组合结构构造》04SG523.

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