栓钉施工工法

李昊洋

摘要：高层建筑的承重结构施工中，在型钢柱焊接栓钉可以极大地加强型钢柱与混凝土间的连接强度，提高劲性柱整体受力性，因此压型钢板组合楼板越来越受到建筑从业者的重视，栓钉的施工好坏也就成为其中的一个重要环节。笔者通过对淮安大剧院工程的栓钉安装方法进行总结和提高，并在此基础上形成了本工法。

关键词：高层建筑;型钢柱;栓钉;工法

1.前言

目前，在组合结构中越来越多的采用压型钢板作为建筑物楼板体系的承重单元，将砼和压型钢板两种材料的特性相组合，使其共同工作发挥作用。而在此过程中，栓钉将混凝土、压型钢板与钢梁良好的糅合在一起，以发挥其良好的受力性能及变形能力，使它具有节约钢材、降低成本、省去模板等优点，并且兼具施工速度快和抗震性能好等的特点。本工法形成于对淮安大剧院工程的栓钉安装方法进行的总结和提高，希望对本行业从业人员提供一定的指导和借鉴。

2.工法特点

本工法操作简单，施工方便。每人每天可施工2000个栓钉，施工效率高，节约劳动力。栓钉可大大提高钢结构与混凝土结构的整体性，减少钢筋、混凝土等材料的浪费。施工快捷，可在压型钢板铺设过程中进行固定，节约施工时间。

3.适用范围

本工法广泛适用于大型公共建筑及高层建筑的楼地面工程和劲性柱结构中。

4.工艺原理

施工时，使用专用栓钉焊机，配备相应的栓钉焊枪。将栓钉机同相应的交流电源接通，提前放线将栓钉位置标注清楚，把瓷环座圈放在对应位置上，用焊枪将栓钉对准瓷环座圈压紧，打开焊枪电源，栓钉引弧、拉弧产生高温融化栓钉头部和母材形成高温融化的焊接焊池，经短时间（0.8～1.2s）后栓钉焊接在母材上，然后敲掉瓷环并检查四周焊缝。

5.施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

施工工艺：栓钉检查→压型钢板铺设（劲性柱制作）→基层清理→栓钉位置放线→套瓷环→栓钉焊接→瓷环清理→质量检验

熔焊栓钉详细施工工艺流程：

焊前準备工作：放线、按批次抽检部分栓钉及瓷环，烘干瓷环。潮湿时焊件也需进行烘干。

焊前试验：每次正式施焊前做两个试件，弯45°检查合格后，方可大批次施焊。

5.2操作要点：

焊枪要与钢结构件呈90°角，瓷环就位，焊枪夹住栓钉放入瓷环压实。扳动开关，电流通过引弧剂产生电弧，使栓钉融化，下压焊枪，焊钉回弹，电流弧断，焊接完成。稍等，用锤子敲掉瓷环并清理干净。

穿透焊的几种操作方法：1）不镀锌的板可直接焊接。2）镀锌钢板用乙炔氧焰在栓钉焊接位置烘烤，敲击使双面除锌。3）使用螺旋钻提前开孔。

6.材料与设备

6.1栓钉

采用低碳合金钢制成，其化学成分可靠，强度稳S定，可焊性顶锻性能良好。因为它的大头是冷墩制成的，使用中要防止出现锻造裂纹。

6.2焊接瓷环

焊接瓷环是栓钉焊的一次性辅助材料，采用栓钉直接焊在工件上的普通栓钉焊，使用普通瓷环。栓钉在引弧后先要熔穿具有一定厚度的薄钢板（一般厚度在0.8～1.6mm），然后再与工件熔成一体，穿透焊需要的瓷环壁厚要大于普通瓷环，下部排气孔总面积亦是普通瓷环的1.3倍。瓷环的尺寸关键是控制支撑焊枪平台的高度和瓷环中心栓钉孔的直径。由于瓷环生产工艺的差异，其产品尺寸的精确度和稳定性将影响栓到钉焊接的质量。

6.3栓钉焊机

根据施工现场条件、供电能力、施焊数量来确定焊接台数。因焊接时耗用电流较大，故应专路供电，保证电量供应。正确接入初级电压后接地要牢靠。

焊机的要求：

1、放置电缆后仔细检查电缆有无破损，如有必须及时用胶布严密包扎，一次线接配电箱空开，空开不得小于150A。

2、停放好后接线，按规范调节好电流、时间等参数。 焊机内接三火一地，焊机外二次接线应扭紧。 地线接出处表面要求洁净，不应有油，油漆，锈斑。

焊枪的要求：焊枪筒的移动要平稳，定期加注硅油;焊枪拆卸时，应先关掉开关后操作，另外应谨防零件失落;检查绝缘是否良好;检查电源线和控制线是否良好;每班焊前检查，焊后收齐严禁水泡，施焊中电缆不许打圈，否则电流降低。

7.安全措施

1.高处作业时，工人必须佩带安全带。

2.在焊接时考虑加入适量的高效焊接防飞溅剂以防止焊渣飞溅;由固定在框架柱上的装配式操作平台及平台周围的钢丝防护网防止焊渣飞溅下落伤人;配置接火斗，防止发生火灾。

3.临边洞口必须设置防护栏杆、牢固的盖板、安全网或其他防坠落的防护设施。

4.使用电动工具时，应遵循操作规程，以免发生意外。

5.施工机械及设备必须做好绝缘接地工作，配电箱应装配符合规定的漏电开关、防止触电、漏电事故的发生;

6.按要求在施工现场及仓库设置灭火器，做好防火措施。施工现场禁止吸烟、明火等，对材料及边角料堆积区域做好重点防火，定时检查清除隐患。

8.环保措施

1.施工中焊渣、废弃瓷环及栓钉应及时清理，集中堆放，统一运出现场。

2.在高处电焊施工过程中进行遮挡，防止造成光污染。

3.优先使用国家、行业推荐的节能、高效、环保的施工设备和机具。对设备及时做好维护工作，使机械设备保持低耗、高效的状态。

9.应用实例

淮安大剧院位于淮安市生态新城核心地块，翔宇大道东侧、枚皋路北侧;工程主要为1236座乙级剧院及配套服务用房，总建筑面积25776平方米，地上建筑面积24853平方米，容积率0.52，建筑密度35.2%，绿地率21.7%，建筑高度33.09米。其中剧院10640平方米，影视娱乐区4965平方米，其它用房约9248平方米。开工日期为2011年8月15日，计划竣工日期为2015年12月31日。

该工法主要用于大剧院劲性柱结构和五层、屋面组合楼板施工中。屋面钢梁单根构件近30吨，主要依托于劲性柱的受力。本工法可以大量节省人力和减少原材料使用，并且增大了构件强度，缩短施工周期，得到了甲方、监理单位和住建部门的一致好评，并顺利通过了质监部门结构验收获得淮安市优质结构“翔宇杯”称号。