百強商貿中心北區ⅰ期零公尺以下工程
型鋼混凝土施工技術總結(謝夫海)
1. 工程概況
1.1. 設計概況
1.1.1. 建築概況
百強商貿中心北區ⅰ期位於朝陽門立交橋西南角，設計功能為商業及辦公用房，結構型式為框架加核心剪力牆中筒結構，由b、c、e三個相連的樓座組成，地下三層、地上十九層，工程設計總建築面積為121688m2，地下24988 m2，地上96700 m2。單層建築面積較大，每層近5000 m2，建築構造複雜。
1.1.2. 結構概況
結構設計型式為框架結構，中心另有作為豎向交通使用的剪力牆中筒。結構設計具有兩個特點：
1.1.2.
1. 結構設計中大量採用型鋼混凝土技術。在豎向結構設計中，為增加使用面積，減少柱截面尺寸，在框架柱中大量使用了型鋼作為骨架，在零公尺以上73顆柱網中，共有44顆採用型鋼鋼蕊，且型鋼尺寸較大，截面尺寸為700×700（600×600），鋼板厚度為40mm（30mm），由於層高較高，最高層高為6.
05m（首層），單根型鋼重量近50kn,給安裝及連線造成了較大的困難。框架柱箍筋較密，由於型鋼鋼蕊的存在使箍筋就位極為困難。框架梁均為鋼筋混凝土構造，梁縱向受力筋與框架柱型鋼鋼蕊的連線成為了施工中的難點。
因此，如何解決框架柱箍筋的就位及梁受力筋與型鋼鋼蕊的連線是型鋼混凝土施工的兩大技術難點。
1.1.2.
2. 結構設計中大量採用高標號砼。在豎向結構中，除地下室外牆及汽車坡道牆外，框架柱和核心筒均為c60高強砼，由於柱含筋量較大（每立方公尺砼中含鋼量約為450kg）,致使鋼筋淨距較大，加之型鋼鋼蕊的存在，使得高標號砼的澆築及振搗極為困難，因此混凝土工程的最大難點在於型鋼鋼蕊的框架柱高標號砼的澆築及振搗。
1.2. 施工條件概況
工程東側緊臨二環路，南側緊臨朝內大街，西側緊臨正建設中的森豪大廈，南側為待拆遷居民區。其工程特點是施工場地異常狹小。無施工迴圈道路，僅在場地東側及北側布置了兩台塔吊。
場地及塔吊的制約給型鋼的安裝造成了較大的困難。
2. 主要施工方法
根據設計情況及施工場地情況，型鋼混凝土施工的原則在於減少型鋼鋼蕊與鋼筋施工的交叉影響並根據分項工程難點逐一解決。根據此原則，在各分項工程施工中，我們採取了如下的措施。
2.1. 型鋼底座施工
設計中，型鋼底座均位於基礎地梁之中以滿足錨固要求，地梁上鐵均需在縱橫兩個方向穿過型鋼，由於地梁受力筋均為φ36hrb400（**鋼筋）且根數較多（上鐵多達4排，40餘根），如採用穿型鋼腹板方法，將給鋼筋綁紮造成極大的困難。經與設計協商，改為預埋地腳螺栓加定位錨板的方式，此方法可在地梁綁紮完畢後，插入預埋地腳螺栓及定位錨板，可保證型鋼錨固及準確定位的要求。安裝方式如下圖所示，加快了施工進度，減少了鋼筋與型鋼的交叉影響。
地腳螺栓錨板定位
地腳螺栓預埋
2.2. 型鋼鋼蕊吊裝
由於施工場地的侷限，僅在擬建建築物東側及北側立塔，建築物外輪廓尺寸為92.6m×92.6m，且由於型鋼鋼蕊較重，單節型鋼鋼蕊重達5噸，現有塔吊不能滿足型鋼吊裝的要求，在型鋼較集中的e區槽內立一台重型塔以解決多數型鋼吊裝的要求，根據新布置的三颱塔吊的起重效能嚴格界定吊裝範圍，在三颱塔吊吊裝能力均不能滿足的情況下，採用重型汽車吊（160噸汽車吊）吊裝。
按此施工方法，順利地解決了全部型鋼的吊裝工作。零公尺以上施工中，對於單層單節無法採用塔吊吊裝的型鋼柱，經與設計協商，擬採用分段安裝的方式，即每層型鋼再進行分節安裝，以確保全部使用塔吊吊裝。
就位型鋼柱
2.3. 型鋼連線
型鋼板材設計為q345-b，連線方式為腹板採用高強螺栓連線幅（摩擦高強螺栓，效能10.9級），翼緣板為坡口熔透焊接連線。為滿足摩擦型高強螺栓的施工效果，增加了安裝耳板，即先用連線耳板進行連線，待準確定位，再進行高強摩擦螺栓安裝的初擰和終擰工序。
翼緣板為坡口熔透焊接連線，原設計焊縫等級為二級，經與設計協商，將焊縫等級提高到一級，以增大探傷面積，確保隱蔽後的施工效果。且在安裝過程中，始終在縱橫兩個方向用經緯儀進行定位，保證了安裝和連線效果。
型鋼柱接頭節點
型鋼柱接頭焊接
型鋼柱高強螺栓接頭
2.4. 箍筋施工
2.4.1. 型鋼箍筋施工
型鋼框架截面尺寸為1200×1200mm，型鋼鋼蕊截面尺寸為700×700mm，故約有半數箍筋均與型鋼相遇，為解決箍筋安裝，經與設計協商，凡與型鋼腹板相遇的對稱箍筋改為插口箍筋，凡與翼緣板相遇的箍筋均與翼緣板的耳板相焊，採取此二項技術措施減少了交叉作業解決了型鋼鋼蕊處箍筋的施工問題，加快了施工進度。
2.4.2. 梁柱節點處箍筋施工
設計中由於抗震要求，柱箍筋沿全高加密。梁柱節點處由於型鋼鋼蕊牛腿的存在使得按正常方式箍筋無法施工，為此，在節點處將箍筋設計為異型箍筋，最外側箍筋改為兩個半八角形箍筋進行焊接作業，內部箍筋與型鋼腹板焊接。
2.5. 梁柱節點處施工
梁柱節點處，梁為鋼筋混凝土梁，框架內含型鋼鋼蕊，因此此處梁縱向受力筋的安裝成為施工的又一大難點。設計中在梁柱節點處增加焊接牛腿，即部分梁筋可與牛腿相焊，其餘梁筋均需與相連。為此施工中，採取了如下三項技術措施安裝梁筋：
2.5.1. 型鋼鋼蕊之外的梁筋：由於型鋼鋼蕊截面尺寸為700×700mm，如梁寬大於700mm，則鋼蕊截面之外的梁受力筋可正常穿過，不受型鋼鋼蕊影響。
2.5.2.
型鋼鋼蕊翼之外的梁筋：此部位梁筋需在腹板上打眼通過，在型鋼鋼蕊加工過程中，即預先繪出打眼的眼位圖，加工廠根據此打眼圖工廠成孔，現場型鋼鋼蕊安裝完畢後，再穿眼安裝此部位梁筋。
2.5.3.
與翼緣板相遇的梁筋：此部位梁受力筋應與牛腿相焊，實際施工中，根據縱橫向梁筋的排布位置，確定牛腿的標高及高度方向的尺寸，進而確定梁筋的平焊或仰焊位置。焊接中，為確保焊接效果，與實驗室商定鋼板與鋼筋工藝焊接的試件尺寸進行工藝焊接試驗後，方大面積施焊。
取得了較好的施工效果。
梁柱節點出處受力筋與牛腿相焊
2.6. 混凝土施工
型鋼混凝土框架柱混凝土施工中，由於箍筋過密，採用了以下兩種混凝土施工方法。
2.6.1. 自密實混凝土施工
由於箍筋過密，箍筋直徑為φ16，且按設計抗震要求，其箍筋彎後平直段長度為10d，設計箍筋多為單肢箍，按此方式綁紮的鋼筋，給混凝土的澆築帶來了極大的困難，無法進行振搗，普通配比（主要指石子粒徑為5~25mm級配）的高強c60砼無法施工，特採用了免振自密實c60混凝土進行澆築，此混凝土配比中摻加了大量的矽粉，且石子粒徑均在10mm以下，和易效能好，無需振搗，在負三層型鋼框架柱混凝土工程使用了此種混凝土，經同條件和標養試塊檢驗，此混凝土強度達到設計要求，且表面觀感較好，表面無汽泡。
2.6.2. 普通混凝土施工
在負二層及以上的型框架柱施工中，針對箍筋過密的特點，經設計同意，對箍筋形式進行了改造，即單肢箍相焊接成封閉箍，避免了箍筋彎後平直段的產生，使用箍筋形成了網格狀，同時對圓形封閉箍的架立筋進行了改造，取消了部分架立筋，在網格內均可方便澆築砼及振搗，按此種方式安裝箍筋後，均可進行普通高強c60混凝土的施工。在負二層及以上的部位，採用了此種箍筋安裝方式，進行了普通混凝土的澆築及振搗，拆模後砼觀感良好，與自密實砼相比，降低了造價。
更改後型鋼柱箍筋及架立筋如下圖：
3. 小結
通過對百強商貿中心北區ⅰ期零公尺以下型鋼混凝土結構的施工，總結了以下幾點經驗：
3.1. 施工中應儘量減少型鋼與鋼筋分項工序的交叉影響，主要指結構構造筋及受力筋與型鋼的衝突，施工前提前解決此類技術問題是保證質量、加快進度的保證。
3.2. 型鋼混凝土梁柱節點處的施工，是施工中的最大難點，新頒設計技術規程中主要推薦的構造措施為牛腿與梁筋焊接方式，實際操作中，牛腿與梁筋的焊接造成施工進度慢，且質量控制較難操作（由於存在大量的仰焊作業）。
百強商貿中心北區ⅰ期零公尺以上的節點施工中，擬採取翼緣與腹板均打眼穿樑受力筋的施工方法（控制開孔率，如開孔率過大，則採取加強措施），採用此種方法的優點在於施工進度快，質量控制效果好。此方法經設計人同意，並準備列入設計規程中。
3.3. 由於型鋼混凝土是一門最近幾年開始大量應用的技術，設計和施工方面均有許多改進之處，因此施工方加強與設計人的溝通尤為重要，把技術措施和改進意見提前做好，對加快施工進度，保證施工質量將起到重要的作用。
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