型钢混凝土组合结构施工技术难点分析

柴守志

0 引言

20 世纪90 年代开始，型钢混凝土组合结构在高层建筑工程中得到不断应用，通常把型钢埋入钢筋混凝土梁柱中，通过对型钢、钢筋和混凝土的优势结构进行组合，形成比传统钢筋混凝土性能更为优良的型钢混凝土组合结构，与其他建筑结构形式相比，在应用过程中展现了较为突出的优势，有效地提升了施工进度，提高了结构构件的刚度、抗震性和延展性。另外，由于型钢混凝土组合结构是型钢、钢筋和混凝土组合而成，有效地节省了钢材料，从而降低了施工成本。因此，如何精准把握型钢混凝土组合施工的难点和技术要点，充分发挥型钢、钢筋以及混凝土的结构优势，保证结构构件的突出性能，成为型钢混凝土组合结构应用中的重要问题。

1 我国型钢混凝土组合结构现状

1.1 型钢混凝土组合结构的类型

现阶段，我国型钢混凝土组合结构的主要形式有两种：一种是全型钢混凝土组合结构，另一种是应用较为广泛的局部型钢混凝土组合结构。另外，由于组合过程中配钢型的不同，型钢混凝土组合结构又可分为空腹式型钢混凝土组合结构和实腹式型钢混凝土组合结构，这两种组合结构在实际应用中呈现的特点也不尽相同，如表1 所示。在工程施工中，要根据工程设计的具体要求，结合不同组合结构的特点，进行科学合理的设计和选择，从而使得型钢混凝土组合结构性能得到最大限度地发挥。

表1 构件抗震性能设计目标

1.2 型钢混凝土组合结构的优点及特点

与传统的钢筋混凝土相比，型钢混凝土组合的优点表现在：（1）自重较轻，型钢混凝土含钢率高，在建设相同强度的建筑时所需要的建筑材料更少，可以用于增加层高和使用面积，可广泛应用于高层建筑。（2）承载能力强，型钢混凝土具有更好的伸展性、承载能力以及抗震效果，其力学表现优于传统钢筋混凝土。（3）减少施工成本，型钢混凝土承载力强，可以节省50%以上的钢材或更多，施工过程中不需要支撑设施，因此可以简化施工过程，缩短施工工期，降低施工成本。

2 型钢混凝土组合结构的施工技术难点

2.1 型钢的设计与加工

型钢梁和型钢柱的设计和安装是整个施工的关键。为了确保施工管理，需要加强型钢设计管理，加工前需要对型钢柱分节和连接节点进行深化设计，确保设计符合施工要求。相比于一般的钢筋混凝土结构，型钢钢筋绑扎难度更高，而且施工难度更大。因此需要在型钢深化设计时，对钢筋进行深化设计，确定钢筋排布、穿孔、连接和锚固形式，对梁柱节点进行钢筋排布深化设计。

2.2 型钢柱的定位与标高控制

型钢是在工厂加工后运输到施工现场进行安装，对于型钢混凝土而言，型钢的运输、定位和标高控制难度较大。固定型钢梁需要选择牛角焊接方式，选择高强螺栓连接。安装阶段需要定准位置，采用临时连线的方式，确保钢柱中心线与翼缘中心线对齐。安装后需要对轴线、标高等进行严格控制，但是安装、预埋过程容易造成预埋螺栓移位，给型钢柱的定位和标高控制带来困难，所以在此过程中需要反复检查，确保位置的准确。

2.3 地脚螺栓预埋与型钢柱吊装

短柱钢筋绑扎完成后，按照设计图纸布设轴线控制网和在钢筋上标出预埋板标高，确保轴线偏差≤2mm，用提前准备好的定位板焊接固定在钢筋中间，短柱混凝土浇筑后用两台经纬仪进行复测。型钢柱吊装和安装前，需要对型钢柱进行编号，通过吊装就位。起吊型钢时需要将型钢加宽翼缘作为起吊点，防止预埋螺栓被猛烈撞击的前提下对准安装，吊装时需要对型钢柱四角垫起。吊装就位完成后，开始对型钢临时进行固定施工，在型钢固定时，需要对型钢垂直度进行控制，为了防止型钢骨架垂直度偏差超过允许值，需要校正型钢柱的位置。当型钢位置确定后，对结构进行再加固。上层型钢柱吊装完成后，固定四周钢丝绳，安装耳板。在型钢柱安装并且对垂直度、标高进行控制后，需要确认位置后再进行焊接。

2.4 钢筋施工

型钢混凝土组合结构施工中钢筋安装与传统钢筋混凝土结构中的钢筋安装相比，梁柱节点处的主筋、箍筋更为复杂，故工艺流程上有所不同，型钢梁不能架空绑扎所以模板支设应先铺底模，留下侧模不支，在型钢梁吊装前需提前安装梁底部钢筋，型钢钢梁安装合格后在上部加设横担钢筋间距2m 与梁同宽，在横担钢筋布设上部钢筋，然后将箍筋弯钩处掰开套在主梁后复原，箍筋与梁主筋交点处进行绑扎，其余钢筋绑扎与普通钢筋混凝土安装相同。

2.5 混凝土浇筑

在混凝土施工前，要做好柱模板和梁模板的安装，然后依据施工标准对型钢混凝土结构柱安装进行检查验收，在验收合格后，再开始混凝土浇筑施工。在对柱混凝土浇筑作业时，根据施工方案，对柱底部进行砂浆浇筑，为了防止柱底部发生烂根的现象，需要保证浇筑厚度控制在50mm。另外，在柱混凝土浇筑作业时，通常采用分层浇筑法，把混凝土浇筑厚度控制在500mm 以下，浇筑时，为了确保混凝土的流动性，需要进行振捣作业，以提高混凝土浇筑的质量和效果。在梁混凝土浇筑施工过程中，在下料浇筑时，要从梁的一侧开始，进行混合料浇筑，等到另一侧铺满混合料后，再对梁两侧同时进行振捣密实作业，在振捣时，要对振捣时间进行控制，同时要实时监测模板是否变形，为梁混凝土浇筑高效高质量完成提供保障。

3 型钢混凝土组合结构施工质量控制要点

型钢混凝土组合结构施工难度大，而且施工环节复杂，需要从设计阶段开始，对型钢混凝土组合结构进行控制，从而确保施工质量。

3.1 设计阶段控制要点

型钢混凝土组合结构设计阶段，需要按照以下方式控制质量：（1）整体质量控制，选择文献作为质量控制规范，加强型钢混凝土组合结构质量控制。（2）型钢设计与深化设计，根据施工需求，结合钢筋结构和混凝土特点，明确型钢设计需求，做好型钢设计和节点设计，设计阶段应该遵循避让原则，避免型钢与梁柱钢筋直接接触；根据设计制作图纸，明确型钢结构材料、规格和安装位置。

3.2 型钢加工阶段质量控制要点

对型钢加工质量进行控制，确保型钢结构符合要求，加工阶段需要对加工孔、连接板等进行控制，确保钢筋弯折角度在合理范围内，从源头上控制型钢结构，为后续施工提供材料基础。型钢混凝土组合结构有很多加工孔和连接板，加工孔和连接板是提升施工效率的基础。因此需要严格控制相关质量。同时在加工阶段要设置焊接套筒和栓钉。根据设计图纸控制下料阶段的加工质量，对材料质量、规格以及数量进行复核，明确型钢结构安装位置。加工完成后，需要加强对焊接套筒的检查，避免出现偏斜等问题。

3.3 施工阶段质量控制要点

型钢混凝土组合结构施工阶段，需要根据施工情况，合理安排工序，并且严格按照施工流程进行管理，确保每一阶段符合施工要求。型钢混凝土组合结构施工初期需要在筏板底板钢筋绑扎结束后定位安装柱脚，在套入主筋以及箍筋后安装型钢柱，然后安装钢梁，以完成整个钢结构体系。

型钢混凝土组合结构施工质量控制要点在于：（1）型钢梁柱安装，该阶段需要严格控制型钢梁柱的定位和标高，施工阶段需要预防偏位，同时做好防锈保护。（2）钢筋绑扎，明确钢筋尺寸，设置钢筋接头，然后选择合适的梁柱节点连接方式，控制焊接和机械连接质量。（3）模板工程，注重施工顺序以及焊接质量，普通加固方式难以应用于型钢紧固，因此可以选择方圆扣夹具进行焊接加固，该种方式对施工人员要求很高，需要施工人员控制焊接质量、计算模板侧面压力选择夹具数量。（4）混凝土浇筑，相比于普通混凝土结构，型钢混凝土组合结构中梁柱节点的钢筋较多，钢筋密度较大，因此需要严格控制混凝土浇筑质量，严格控制配比和塌落度，确保混凝土符合施工需求。

4 结束语

综上所述，在进行型钢混凝土组合结构进行施工时，要根据设计要求选择设计类型和型钢材料，严格把控型钢混凝土的分配比例和搅拌时间，同时要严格管理型钢混凝土运输。为提升型钢混凝土结构施工质量，要对型钢混凝土组合结构梁施工和柱施工技术难点进行精准把控，同时，对混凝土浇筑施工进行有效控制，以提升型钢混凝土结构施工的总体质量，确保建筑工程高效、高质量地完成。