单层工业厂房现浇混凝土双肢柱施工工法

'单层工业厂房现浇混凝土双肢柱施工工法河北建设集团有限公司前言中国的单层工业厂房建设大致经历了上世纪六十年代至七十年代的重工业全面建设时期常见的钢筋混凝土预制杯口基础、预制牛腿柱、预制混凝土T形薄腹吊车梁，大型屋面板通过履带起重机或人字桅杆简易吊装阶段和80年代、90年代及本世纪初轻型钢结构、轻质保温墙、屋面板、食品加工类车间、轻纺车间、部分汽车加工业发展的预制混凝土杯口基础、预制混凝土柱、薄腹梁、大型屋面综合厂房阶段；进入到本世纪初，航天领域及部分特殊加工需要单层工业厂房设计部分展览馆、运动场馆，应施工水平的提高、抗震设施加强需要以及电磁、信号要求屏蔽的需要，通风空调系统、给水排水消防喷淋、综合布线系统的设计等要求（这些管道水平通过双肢柱孔穿过），全现浇独立基础、双肢柱（带牛腿、带行车梁、天车）网架和轻型保温屋面板等设计逐渐得到发展。本工法通过合理划分双肢柱施工缝，适当增加钢筋竖向接头位置和采用先进的钢筋连接方法，设计双肢柱独立的内模、外模及加固体系，四排纵向外脚手架操作平台通过泵送混凝土和现场浇筑振捣，形成全现浇钢筋混凝土双肢柱和单层工业厂房。本工法解决了预制钢筋构件占用大量施工场地，大型垂直运输起重设备使用，大型构件吊装作业等难题，施工方便，工程质量、安全防护容易保证，施工速度快，抗震设防等级高，通过施工现场施工措施的有效落实，双肢柱全现浇钢筋混凝土达到了清水混凝土效果，四排纵向脚手架又为柱间二次结构砌体施工提供了操作平台。我公司施工的大型产品机加厂房综合楼工程就应用了此项施工技术并对此技术施工工法进行了总结。该科技成果经河北省建设厅鉴定为国内领先水平，该QC小组荣获2010年度河北省工程建设优秀质量管理小组。1工法特点1.1双肢柱按柱间孔分层分段配制钢筋，支设模板，双肢柱孔一次配制成组合型模板，柱外设四块单片组装，减少施工过程中拼装次数。1.2双肢柱每段施工段留设在上柱孔根部，方便浇筑混凝土。1.3双肢柱水平梁部位和双肢柱两侧对称设置，并设穿墙螺栓，方便模板加固，双肢柱水平梁部位螺栓孔装修阶段可做成假眼，达到清水混凝土效果。1.4单根双肢柱一次浇筑混凝土量不大，成批成规模浇筑混凝土，便于商品混凝土供-9- 应，和双肢柱混凝土质量控制。1.5单根双肢柱模一次配制量小，投资少，但能达到自下而上周转使用，总体效果好。2适用范围本工法适用于各类单层现浇钢筋混凝土加工厂房建设。3工艺原理3.1单层工业厂房现浇钢筋混凝土基础施工完毕，完成回填土并分层夯实，沿双肢柱内外侧搭设四排脚手架，解决双肢柱钢筋绑扎连接、模板支设加固找正、混凝土浇筑平台。3.2沿单排双肢柱四排脚手架外侧搭设施工马道，解决操作工人上下通道，和便于管理人员现场检查指导。3.3利用已安装的塔式起重机配合安装双肢柱孔模及外侧模板，进行钢筋水平及垂直运输。3.4双肢柱内孔模一次成型，采用18厚复塑多层板；双肢柱外侧配18厚复塑多层板和50×100方木拼成四块组装模板，Φ16穿墙（孔）螺栓加固；利用四排外脚手架进行垂直定位和轴线找正。3.5混凝土采用42m臂汽车泵送至浇筑点，每次灌入混凝土50cm高，用插入式振捣（Φ50、Φ30相结合）进行振捣，每次灌入混凝土时利用双肢柱孔下口水平连系梁作为混凝土下料口，方便混凝土灌入与浇筑，解决了双肢柱断面较小混凝土下料困难的问题。3.6双肢柱竖向钢筋接头按划分的施工段（节点）采用剥肋滚轧直螺纹机构连接形式连接钢筋，即方便了工程施工，节约了材料，同时又避免一次加工太长，避免了混凝土浇筑困难的问题。4工艺流程及操作要点配制柱内外模4.1工艺流程基础顶面弹线→搭设纵向脚手架→校正柱钢筋→竖向钢筋连接→绑扎柱筋→安装双肢柱连梁钢筋→钢筋验收→安装双肢柱孔内模、找正柱筋定位卡绑柱筋保护层→安装柱外模→临时固定→找正→加固→验收→浇筑混凝土-9- 混凝土外观检查修正验收→脚手架升高搭设→连接上段柱钢筋→拆柱外模、内模→安装上段双肢柱内模、外模→柱模固定、找正、加固→浇筑混凝土。4.2施工小组组织一个专业小组，分层分段自下而上采用倒模方法施工双肢柱；每排双肢柱做为一个流水段组织一个专业队伍施工；专业施工队伍由架工、钢筋工、木工、信号工等工种组成的综合队伍组织施工；项目部配备本工段专业管理人员（施工员、土建水电技术员、质量检查员、安全员、试验员），组织和落实施工方案、工程质量和安全措施的实施。每施工段配备人员见下表：管理人员架工钢筋工木工混凝土工抹灰工信号工电工工长1名技术员3名质量员1名安全员1名试验员1名18名30名48名20名4名2名2名4.3施工方法4.3.1搭设脚手架（见附图）双肢柱四面设井字架，沿双肢两侧搭设通长双排脚手架。双排脚手架下夯实回填土并找平，并铺通长50厚木脚手板。井字架立杆上层双肢柱侧面150mm，通长双排脚手架立杆间距1200；水平杆间距1500；双排脚手架纵向每5根立杆搭设全高剪力撑；双肢柱两侧及两双肢柱中设垂直剪刀撑。双排脚手架沿双肢柱高每3米设拉结点。-9- 4.3.2测量定位双肢柱轴线及双肢柱侧边线，测定统一标高控制线。确定水平缝留设位置。4.3.3钢筋连接双肢柱纵向在施工缝处设置钢筋接头，钢筋接头采用滚轧剥肋直螺纹机械连接，接头在同一水平位置处按50％接头数量考虑。双肢柱连系梁现场绑扎。为保证双肢柱筋位置准确，在施工缝处安装定距框；保护层统一定制工字型工具卡垫块。4.3.4双肢柱模板加工与安装双肢柱孔内模采用钢制连接角模，18mm厚复塑多层板，100×100木龙骨，为了便于模板拆除，在柱模板角连接部位以钢制抱角连件；内以100×100支撑和角支撑构成结构不变体系加固。详见附图。内模板——双肢柱芯模采用钢管与外脚手架联结加固以保证芯模整体位置准确；具体上、下边穿2,48×3.5钢管与脚手架连接，每侧5,48×3.5钢管与脚手架连接。-9- 双肢柱外模设四片50×100方木18mm厚复塑多层板，现场拼装。为防止四角漏浆，外侧模加工时连角处设企口，粘条贴10mm宽2mm厚。穿墙螺栓采用Φ16对拉螺栓。双肢柱连梁处下Φ18塑料套管，以便重复使用。双肢柱外侧用双架管长螺栓进行端面加固拉结，防止浇筑混凝土时胀模。4.3.5混凝土工程施工混凝土罐车将混凝土运至现场，设汽车泵将混凝土泵送至作业点进行浇筑，由于双肢柱双肢断面较小，用Φ30振捣棒配合Φ50振捣棒将混凝土振捣密实。5材料与设备5.1塔式起重机配置QTZ5013塔式起重机一台，臂长50m，在不设附着的情况安装高度可达40m，最远端起吊重量为1.3t，满足双肢柱吊运钢筋及起吊安装柱模要求。5.2脚手架所用材料选择Φ48×3.5（实际达到3.2mm），钢架管、十字扣件、转角扣件、对接扣件，50×200×4000木架板，木架板距端头50mm用10＃铅丝扎头，防木架板劈裂。5.3模板所用材料5.3.118厚复塑多层板，要求胶合板浸水泡2h不起皮、不脱层；5.3.250×100方木，尽量选择烤干白松或樟松；5.3.3双肢柱孔内模采用钢制角模与18mm厚复塑多层板、50×100木方拼装；5.3.4Φ16穿墙螺栓。-9- 5.4钢筋连接纵向钢筋连接采用滚轧剥肋直螺纹接头；钢筋套丝后加扣塑料帽，以保护加工好的丝扣不受损伤。5.5钢筋加工设备5.5.1Φ40钢筋切断机两台；5.5.2无齿锯两台；5.5.3Φ40钢筋弯曲机两台；5.5.4剥肋套丝机两台；5.5.5扭矩扳手12把；5.5.6螺纹测纹仪1个。5.6混凝土运输浇筑振捣设备5.6.1混凝土输送泵一台（汽车，42m臂），由混凝土生产厂家提供；5.6.2混凝土罐车5台；5.6.3Φ50、Φ30振捣器各5台。6质量控制6.1模板的设计要求（1）模板体系在技术要求上能最大限度地适用于本工程创结构长城杯工程的需要，经济合理。（2）模板选择18mm厚复塑多层板。（3）模板的加工拼装满足北京市结构长城杯标准要求。（4）模板支撑加固体系，加固杆件力求传力准确。（5）单块模板设计长度控制：设计长度-5㎜。（6）为防止模板漏浆，模板之间采取25㎜长的子母口连接。（7）防止水平方向模板之间产生错台现象，进场的板面按厚度分组，同一柱上的板面的厚度误差≤1㎜。（8）模板木龙骨全部过压刨，木龙骨加工误差≤1㎜。（9）钢管主次龙骨的直线度控制在3㎜以内（用2m靠尺测量）。6.2控制措施（1）加强工人质量意识，以“结构长城杯”的质量预控目标进行管理，加强过程控制，实行模板清理、模板制作、模板支设前定位筋的检查验收制度。-9- （2）整个施工过程中实行动态管理，针对质量问题逐项调查研究，逐项克服，发现问题及时提出来并及时解决。7安全措施（1）模板存放要选择平整坚实场地；（2）五级以上大风停止模板吊装作业；（3）群塔作业时要有群塔作业方案，吊装前对信号工和塔司要进行安全教育，注意安全，。8环保措施8.1成立相应施工环境卫生管理小组，在施工中严格执行国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，遵守防火、用电的规章制度。8.2优先选用环保施工设备，选用低噪音振捣棒，对木加工场地采取隔音措施，降低环境噪声污染。8.3定期、及时清理现场施工生产垃圾，保持施工平台干净、整洁。8.4加强环境保护宣传工作，提高全员环保意识，并在进行安全技术交底时对环保要求也要进行详细交底。9效益分析为确保工程结构清水混凝土施工技术要求，A段厂房内双肢柱采用了多层板木模板，使用了我公司多年积累的较为成熟的双肢柱施工技术，达到了较高的施工质量和清水混凝土外观质量，保证了施工工期目标的实现。本施工工艺简单，能够保证施工进度的要求，避免了装配式厂房工程施工中的大量吊装施工作业；模板周转率较高，节省了大量模板投入；采用直螺纹钢筋连接技术，节省了钢材；采用水平、垂直流水施工作业，大大的节省了人工投入。清水混凝土模板及早拆模成套技术的应用可以加快工具的周转速度，减少了模板、钢管等周转性工具的用量并可加快施工进度，降低施工成本。(1)采用大钢模时：单层面积600㎡买断费用8000元/吨，残值按3000元/吨，总购置费用：600×（8000-3000）=元(2)采用竹胶板时：面积600㎡购置新模板费用120元/㎡木方费用30元/㎡配置2套考虑，共配置两批：600×2（120+30）=元-9- (3)模板费用总共可节省费用为：-=元10应用实例我公司施工的北京航天城921-3工程中心区7＃建筑物及大型产品机加厂房综合楼工程均应用了此项施工工艺。（附效果图一、二、三、四见下页）项目工程名称建筑面积双肢柱数量双肢柱部分建筑面积双肢柱总高双肢柱施工每节节高双肢柱侧模次数配模数量1921-3工程中心区7＃建筑物24913.08m276根7106.24m222.9m2.7m10次462大型产品机加厂房综合楼46083.2m264根9800m218m2.3m6次64工程名称工程地点开竣工日期双肢柱钢筋用量双肢柱混凝土量应用效果及工程获奖情况921-3中心区7＃建筑物海淀区唐家岭2006.05.14开工2007.08.30竣工850t1459m3结构长城杯金奖建筑长城杯银奖大型产品机加厂房海淀区唐家岭2008.12.26开工2010.08.25竣工700t1200m3结构已通过结构长城杯验收钢筋混凝土双肢柱达到清水混凝土效果一钢筋混凝土双肢柱达到清水混凝土效果二钢筋混凝土双肢柱达到清水混凝土效果三钢筋混凝土双肢柱达到清水混凝土效果四-9- 主要完成者：王志义李贵良郝春霞郑瑞恒刘新立-9-'