钢筋混凝土斜柱施工工艺研究

钢筋混凝土斜柱施工工艺研究

邴文广,马士龙,刘毅,张玉伟,杨金发

德州文化科技中心施工总承包二标段项目，山东省德州市，253300

摘要：在建筑业日益发展、社会不断进步的今天，人们对于建筑的预期已经不限于舒适性、实用性等方面了，快速的变化也在左右着我们的评判。有些高层建筑为了实现功能性或者戏剧性效果，将带框的柱设置为斜柱。斜柱无论从结构荷载传递方式还是施工工艺都与常规框架柱存在一定差异，而施工难度及施工精度要求较高。针对这种情况，文章就对倾斜钢筋混凝土柱施工技术进行了简单的分析。

关键词：斜柱；测量定位；钢筋绑扎；模板安装；混凝土浇筑；

1工程概况

某建筑工程形式新颖别致，建筑物呈上小下大的倒锥形椭圆结构，项目占地面积51000m2、建筑面积72000m2；外层楼板30.6m，地上五层，两层结构单元，一层长轴135m，短轴90m，五层长轴。长轴156米、短轴104米；建筑物使用钢筋混凝土框架高的建筑物。该建筑由钢筋混凝土框架隔墙和两边的工业框架单元组成；132根异形斜柱从隔墙的底端开始，分为独立斜柱、等径斜交的子柱和斜柱；该建筑由钢筋混凝土框架隔墙和两边的工业框架单元组成。

2工程难点

（1）每层框架柱倾斜度不同，对斜柱之间连接及斜柱和斜柱断面钢筋连接提出了更高要求。斜柱钢筋管径较大，配筋率较高，对保护层制作，绑扎，定位及控制造成了一定难度。

（2）各斜柱高度大，柱身变形及剪切力不易控制。一旦出现变形就会对框架柱继续施工及幕墙施工产生直接的影响。

（3）当梁体和斜柱交接处截面比较大时，梁体底部要增设斜柱以防斜柱向柱侧坍塌，并且要有独立结构支撑，为了确保梁，斜柱模板支撑架强度，刚度，稳定性及抗剪要求。

（4）斜柱内灌注混凝土，骨料拌合物易受斜柱圆圈阻挡，振捣过程中振捣棒不易插入柱底而卡死，不能再插振捣棒使得斜柱蜂窝状面较易根腐。

3施工流程

3.1测量定位

为了确保斜柱结构质量，对其倾斜度及轴向位置进行精确测量至关重要。由于测点大而复杂，为提高测量精度，以施工图纸上标注的斜柱轴线距离为控制基准，采用宽度和长度测量仪和测速仪（RTS632B）对现场进行实时监测。倾斜的斜柱作为加固后的框架因倾斜度大、重量大等原因而发生变形、弯曲等现象，使支撑模板难以支撑。所以，钢筋绑扎时要实时监控轴向位置数据变化情况，并利用花篮螺栓及钢丝绳临时调整斜柱临时支撑钢架，以保证斜柱钢架轴向位置及倾斜度精度。支撑斜柱模板时，要用花篮螺栓及钢丝绳、可调式支撑架等对模板进行定位，以保证轴向定位精确。斜柱混凝土施工过程中，要注意观测斜柱两端沉降及模板变形，若出现偏差立即停止混凝土施工，并且即时修正混凝土施工时，因荷载增大导致构件轴向位置偏离。

3.2钢筋绑扎

⑴钢筋加工：钢筋生产前要对预制纵筋实际外露长度进行现场实测，根据样板图，按实际生产情况对斜柱纵筋长度进行调整。钢筋做好以后，要对钢筋进行分类标注，清楚地注明与主筋同部位若干钢筋段编号及排序。斜柱中拱形钢筋要分内外拱形钢筋进行处理，由小到大。

⑵钢筋绑扎：斜柱钢筋绑扎过程中，先将斜柱主钢筋根部位置调至定位后斜柱端线处，再利用所提供斜柱角度工具对每根斜柱主钢筋进行角度调节。调整斜柱钢筋时，斜柱边缘钢筋绑扎于对角柱节点下方。蜂巢钢筋要根据大小装一内一外，连接处要相对交错。在对角柱的四个角处，每隔1米在纵向钢筋上做一次标记，逐渐将控制圈绑在标记上，其余的圈绑在控制圈上，以控制对角柱中圈的平整度。钢筋装好后将箍筋绑于柱顶预埋高。密封前，应在外主钢筋四周每1米安处安装保护层垫。由于钢筋笼受倾斜、自重等因素影响会发生变形、弯曲等现象，绑扎时需要对钢筋笼进行检测，保证钢筋笼轴向位置及弯曲精确，弯曲不会对后续模板安装造成影响。

3.3模板安装

⑴设置分支斜柱模板

每根分项柱都要根据连贯性原则，对称地设计2块半圆形刚性钢模板并以2根分项柱交叉中心线所构成的平面为界，通过螺栓将2块对称模板拆除。所用钢种为Q235，面板规格为6毫米厚钢板，纵筋规格为102毫米×51毫米×10毫米槽钢，中心为300毫米，横筋规格为100毫米×12毫米钢板，中心600毫米，模板连接螺栓等级为8/8M20[1]。

⑵斜柱模板安装流程

斜柱的支撑架应全高安装，以配合结构的倾斜度，采用钢架支撑，钢架由200×150×16工字钢SB1和125×125×9工字钢SB2焊接而成，采用分析软件MIDAS，最大安装高度11.9米。支架最大位移18毫米，低于设计极限位移20毫米。该流程包括为三维模型赋值模板编号、按模板编号将钢模板预先装配到地面上、使用塔吊顺序安装、使用螺栓进行固定、装配好吊线、进行调整等步骤来保证斜柱上模板满足要求。

3.4混凝土浇筑

斜柱的混凝土沉降时间比普通竖向构件的沉降时间长，因此斜柱的混凝土施工方法是先放置斜柱的混凝土，再放置梁的混凝土。同时外部斜柱以异型钢模板实现混凝土施工现浇技术，使用简单方便，架设速度快，脱离后无流淌，无堆积，无漏水现象，确保斜柱混凝土外观品质

[2]。

混凝土浇筑工艺：采用塔式起重机及沙坑在模板内逐层振捣。由于框架柱倾斜，振捣棒很难因为重量而降至柱底，混凝土浇筑时将直径15厘米刚性波纹管插入柱中央，波纹管降至柱底，波纹管表面开有10厘米宽槽，振捣棒插在槽内。选择工作半径较大的7厘米的振动棒，在混凝土浇筑前，振动棒通过波纹管均匀下降至柱底，振动棒始终插入橡胶管内，橡胶管用作横管向板底输送砂浆，向底部输送混凝土，当混凝土的表面渐渐升高时，波纹管与锤子一起渐渐提起并压实为分层致密。

4施工质量注意事项：

1、承重框架，立柱水平距离0.9米，垂直距离0.75米，踏步距离1.8米，初期脚手架排距外墙0.3米。主体完工后，立柱被装饰框架代替，垂直距离为1.5米，水平距离和步距保持不变。

2、脚手架立柱、横梁应采用外径为48毫米、壁厚为3.0毫米的钢管，横架应采用外径为48毫米、壁厚为3.5毫米的钢管，表面光滑，无空洞、剥落、凹陷、划痕或硬曲度。

3、钢管在安装架子前应保持良好状态，无锈，颜色均匀。4。用于安装架子的固定件的规格应与钢管一致，应是球墨铸铁，无裂纹、气孔、缩孔和砂眼等锻造缺陷，安装面光滑，活动部件灵活。基础部分要使用坚固木质弹簧。3、用于混凝土的水泥，水，骨料及外加剂应当符合施工规范及规定，具有出厂合格证及试验报告，证实满足质量要求。

4、混凝土原材料，拌合物，外观质量及尺寸偏差等质量控制标准要符合施工规范执行要求，混凝土强度等级要在一个视觉范围之内，避免对清水混凝土效果造成影响。

5、在斜柱混凝土浇筑过程中，应设置调查员，观察斜柱顶部的沉降情况和模板的变形情况。若发现异常立即停止浇筑和校正。混凝土应分层浇筑，厚度不超过50厘米，上一层应在下一层混凝土凝固前浇筑。

结束语：

施工完成后，斜柱表面钢筋及保护层位置及斜柱倾斜度均在可以接受范围之内，斜柱外观较好，混凝土未开裂强度达标。本工程经论证为一种一个合理可行的斜柱施工设计方案，它解决了斜柱形状引起的施工问题，并克服了传统实践中存在的某些不足，经论证具有简单易行，通用性强，效率高等特点。经过合理的荷载计算，恰当的技术措施及施工管理流程等措施，该技术理论可用于不同层高，截面及坡度系数斜柱结构的建造。

参考文献：

[1]王威,刘昕宇,杨凯,宫宝凯,寇冠英,杨倩.外筒钢筋混凝土交叉斜柱施工技术[J].施工技术,2015,44(12):21-25.

[2]许前程.型钢混凝土超大斜柱施工过程受力性能分析[D].安徽建筑大学,2014.