盖上咽喉区钢结构施工方案

'盖上咽喉区10#、11#、12#、19#钢结构办公楼结构施工阶段重点、难点分析及主要施工方案编制人：孙增贵13901115406一、工程概况：该工程位于海淀区玉渊潭乡地铁10号线停车检修库咽喉区机车出入线盖上，共计有10#、11#、12#、19#钢结构办公楼7849㎡，局部三层（其中19#楼一层），最大箱型钢柱高14.2米、重6.5T，H钢梁最大重量2T以内，刚结构总计重量1028T。二、现实条件情况：该新建工程基础以下为已建成并正在使用中的钢筋砼框架结构咽喉形房屋。东西方向跨度为9米，梁高1.5米，跨间4.5米为次梁，南北方向跨度不定，大约为5至10米，跨间亦有次梁。顶板厚300mm，现板上依次已完成找平层、聚乙烯丙涤纶卷材防水层两道40厚砼保护层，现浇加气砼找坡保温层，（最薄处100——最厚处300）80厚Φ6@200钢筋砼保护层。以后待在其上新作防水层两道，砼保护层，塑料排水板、土工布一道，上回填种植土1.3米并硬化绿化，见附图1。盖上现有原结构预留柱墩高出楼板800钢筋砼柱，共计61根，砼等级C60，其中55根Φ800、6根Φ1200，每根柱内配20根螺纹32竖向钢筋及12根螺纹12箍筋拉筋的钢筋砼柱需待拆除。设计说明：原结构预留柱墩若在叠合梁里，钢筋按原柱配筋与梁筋互锚，柱墩高度同梁高度-20- （似应修改为柱墩钢筋高度保留同梁高度），原结构预留柱墩若在钢柱柱墩里，预留钢筋锚入钢柱柱墩，柱墩高度同钢柱柱墩高度（似应修改为柱墩钢筋高度保留同钢柱柱墩高度）；除上述情况，预留柱墩废弃。所有叠合梁及原结构贴合面需满足新旧砼相接的规范规定(即原砼相接处表面凿毛)。盖上变形缝现已完工，并做了临时保护措施，但已漏水，需拆除后按新变形缝做法重新施工。盖上限定性条件为盖上回填土完成后超载不大于5Kpa。为此钢结构吊装工程应在回填土前完成。可用超载约为不大于31Kpa。消防出入口坡道超载不大于35Kpa。三、重点、难点施工任务：1、防护性拆除原61根钢筋砼预留柱墩。按设计规定保留好有用的柱竖向钢筋。2、防护性拆除变形缝临时做法，按新设计做法重新施工变形缝。3、在必须做好防雨、防水工作及只能选用20T以下汽吊完成钢结构吊装工作的情况下：分两阶段施工完成10#、11#、12#、19#办公楼结构工程。4、完成在现有80厚钢筋砼保护层上附加新作两道防水层、一道砼保护层、30厚塑料排水板、土工布一道、夯填种植土1.3米。四、整体部署：1、整体计划：同时开工原预留柱墩拆除、变形缝处理，分两阶段施工钢结构的主体结构工程，第一阶段进行钢柱柱墩植筋及焊接30厚柱脚-20- 埋入式钢板工作。提前进行钢结构深化设计，通过审批后快速加工制作。然后完成钢柱梁吊装（从柱脚植筋至柱梁完成吊装为第一阶段）。第二阶段待钢框架完成吊装后开始叠合梁、Q1墙植筋，然后一次性完成叠合梁、Q1墙、转换层顶板结构工程。次后再进行楼承板安装及浇筑钢筋砼楼板。以上工作完成后开始施工围护结构砌筑及粗装。在进场施工定位放线、拆除原结构预留柱的同时，由东至西开始变形缝的处理、钢筋砼保护层上附加防水涂料、卷材防水、砼保护层、塑料排水板铺设焊接、土工布铺设、轻小型机械运输、压实1.3米厚种植土回填施工。盖上最西端南北向变形缝以西的上述工程需待钢结构柱、梁及挡土墙外侧新旧防水及保护层相接完成后方可进行（以便多利用回填前超载约26Kpa）。五、工艺流程及施工方法：（1）本工程从拆除消防出入口北面300厚钢筋砼女儿墙开始。划分为钢结构钢柱、梁吊装完成为第一阶段。第二阶段由叠合梁、墙、转换层顶板砼始至完成楼承板及楼板砼浇筑、二次围护结构及粗装结束。A、第一阶段，钢结构办公楼柱定位放线、高标测量测放原结构柱加工作面后防水挡墙线→砌抹防水挡墙→挡墙外涂刷防水涂料→无齿锯加人工破除钢筋砼保护层、加气砼保温层、砼保护层、聚乙烯丙涤纶防水层两道、水泥砂浆找平层，同时随时采用防水涤布防雨覆盖→采用膨胀水泥加人工方法拆除原结构预留柱，人工剔凿至楼板面下平齐，同时随时采用采钢压型屋面板防雨覆盖→-20- 原结构柱底做找平层相接→防水卷材新旧相接→砼保护层相接→加气保护层相接→钢筋砼保护层相接。测放钢柱脚线、柱墩线、柱墩加工作面后防水挡墙墙身线→砌抹200—300高防水挡墙→挡墙外涂刷防水涂料→无齿锯加人工破拆钢筋砼保护层、加气保温层、砼保护层、卷材防水层、找平层，同时随时采用采钢压型屋面板加防雨涤布覆盖→用钢筋检测仪测距进行钢柱脚、柱墩化学植筋→依现场实际植筋位置对30厚预埋式柱脚钢板打孔焊牢→在已提前进行钢结构深化设计，通过审批后快速订购、加工制作、一次运输至盖上的基础上，盖上采用轻型运输至塔吊准许范围内吊装钢柱、钢梁（先集中完成四根钢柱及钢梁吊装使形成刚性筒身框架后依次吊装柱、梁至钢柱、梁框架完成第一阶段）。B、第二阶段钢结构办公楼叠合梁、墙定位放线高程测量→测放砼叠合梁、柱墩、Q1墙梁、位置线，梁、柱墩、墙加500工作面后防水挡墙墙身线→砌抹外200内300高防水挡墙→挡墙外涂刷防水涂料→无齿锯加人工破拆钢筋砼保护层、加气保温层、砼保护层、卷材防水层、找平层、梁、墙下贴合面人工凿毛，同时随时采用采钢压型屋面板加防雨涤布覆盖→依现有排水坡10#楼向南、11#、12#向北在排水挡墙上贴合钢筋砼保护层安装100x100镀锌排水管（跨中南北向安装、使房间内雨水通过排水管排出，排水管长度跨Q1墙出防水挡墙30mm，管与防水挡墙贴合处补刷防水涂料）→用钢筋检测仪测距进行砼叠合梁、Q1墙化学植筋→绑扎柱墩、叠合梁、Q1墙钢筋→柱墩、叠合梁、墙、转换层顶板支模→绑扎转换层顶板钢筋→-20- 柱墩、叠合梁、墙、转换层顶板砼（浇砼前撤出100x100排水管并补齐管位模板）→采用涂刷养护液方法养护砼（避开用水），用防雨涤布覆盖转换层楼板砼防雨防水→外墙拆模后刷养护液→接好外墙与房外屋面原找平层、防水层、保护层、保温层、钢筋砼保护层。依次进行首层、二层、顶层楼承板安装、绑钢筋、浇筑楼板砼→二次围护墙砌筑→墙体抹灰→完成粗装。2、重点、难点分析及施工方法：A、防雨防水措施：该工程盖下地铁已在正常运营使用，有大量高压电缆，为此盖上工程施工必须做到雨水、雪水、施工用水不至渗漏到盖下，影响10号线正常运营。但该工程为雨季施工，原结构预留柱墩61根需拆除至楼板上表面，新建钢结构办公楼基础柱、叠合梁、Q1墙必须植筋于下层结构内，新旧砼贴合处又需对原结构砼凿毛使新旧砼相接处符合规范、标准要求。为此必须拆除原屋面80厚钢筋砼保护层、60至300厚加气砼保温找坡层、40厚砼保护层、两道聚乙烯丙涤纶卷材防水层、20厚水泥砂浆找平层、原结构凿毛。致使新建4栋钢结构办公楼下约8000平方范围内失去防水作用。为保障工程施工过程中雨水及工程用水不渗透至盖下影响10号线正常运营，特制订以下防水措施：（1）工程定位放线后，依据所放轴线、柱位、叠合梁位、Q1墙位、原结构预留柱墩位，加宽500测放防水挡墙线，破拆砼保护层前砌筑120砖-20- 墙，墙高内280外220mm，墙面抹1：2.5防水砂浆（掺3%防水粉），外侧涂刷防水涂料。在房间内每道东西向Q1墙中部、南北向贴合原钢筋砼保护层安放100x100镀锌排水管，使跨越两侧防水挡墙，端头与防水挡墙相接处刷防水涂料。使房心内雨水随现有钢筋砼保护层2‰坡度自然排出至排水沟。挡墙上安装采钢压型屋面板，其上覆盖防雨涤布。见附图5、附图6。为减少施工用水，原结构预留柱拆除不适用水钻拆除法，现浇砼养护采用涂刷养护剂，避开用水养护。为减低雨季施工防雨时间和便于防护及满足结构吊装钢梁、柱20T汽吊行走、站位、支腿条件，采取点、线防护方法，减少防护面积。主体结构分两阶段开工，第一阶段先开原结构预留柱拆除及新建基础钢柱预埋式柱脚植筋，30厚钢板打孔后与柱脚植筋焊接，待钢柱、梁框架吊装完成后，再开始第二阶段，叠合梁、Q1墙基础破拆及植筋工程。采用砼柱墩、叠合梁、Q1墙转换层顶板一次性同时浇筑砼的方法，快速完成转换层楼板砼浇筑以起到对下层屋面的防雨、防水作用。为快速使基础施工破除的防水层得到完善，顶板模板与墙、梁、柱墩竖向模板相交处采用墙、顶板板模可分别拆除，不拆顶板模墙模可先行拆除的方法支模，浇筑砼后及时拆除竖向模板，快速依次完善新旧防水层等相接工作。B、原结构预留柱的拆除：盖上现有55根Φ800、6根Φ1200C60钢筋砼圆形柱，内配20根Φ32螺纹竖向钢筋及Φ-20- 12螺纹箍筋和拉结筋。其砼后期强度已得到很大增长。为此该柱的拆除具有砼强度高、钢筋直径大的特点。设计说明中原结构预留柱钢筋遇新建基础叠合梁、柱墩时须完好保留柱竖向钢筋至柱墩、叠合梁顶，其他预留柱墩废弃的要求，又须做到保护型拆除。又因运营方有防漏水、防噪声过大的条件，为此应避开气泵、水钻法，因柱直径大，且为圆形，亦无法使用压力剪法。特选用膨胀水泥拆除法。3、施工流程及方法：做好防水挡墙→破拆屋面至楼板→剔筋→钻孔→装膨胀水泥→清渣土→剔凿。1.破拆屋面采用无凿锯切割钢筋砼保护层，人工凿除工作面范围内保护层、保温层及砼保护层，卷起并保护好聚乙烯丙涤纶卷材，凿除找平层。2.剔筋用铁锹清理柱墩周围的渣土至楼板顶部，用小型电锺沿立柱外侧竖筋从上往下剔出立筋、箍筋、拉筋端部至楼板，然后用气割切除箍筋。在切割时由专人操作、专人看火。氧气乙炔瓶距离在6米以上，且乙炔表上必须装安全阀。对完全废弃立筋无用的预留砼柱，可直接在板上20cm处剔出以下钢筋进行切割。3.钻孔用风钻机在距离楼板顶5cm处的立柱上开始钻孔。因为膨胀水泥在药力发生效力时向上有力使其膨胀开裂的同时同样向-20- 下也有相应的胀力。为避免对板面以下立柱的损坏，必须距楼板顶5cm处钻孔。因该柱为C60砼，结构强度大，钻孔必须密集到每10cm~20cm钻孔。1.装置膨胀水泥用桶和水将水泥调制糊状，然后用专用工具由人工向孔内灌装，直至灌满。2.清渣土由于特效水泥在发生效力后使立柱钻孔上端的砼柱发生裂损，用人工清理出水泥块。废弃后的整柱砼约重分别为1T和2.2T，用8T汽吊装轻型车运输消碴。6．剔凿立柱砼清理后由人工用小型工具剔凿砼柱钻孔下端，至楼板C、柱、梁、墙植筋及钢柱脚30厚钢板与植筋和上部钢柱的连接。该工程基础柱、叠合梁、Q1墙需与下部原框架结构的砼柱、梁、板植筋相接，但不得破坏下部原结构钢筋，为此需使用钢筋探测仪探明原结构植筋范围内钢筋位置，画出钢筋位置线，在其间隙中根据上部设计钢筋位置在允许的范围内进行定位植筋。因现设计的钢柱脚无法调整钢柱标高和垂直度，补充了预埋式钢柱脚与植筋及钢柱连接做法，见附图2。3、主要施工工艺：（1）工艺流程砌抹防水挡墙→依次拆除原屋面钢筋砼保护层、保温层、砼保护层、卷材防水层、找平层→清理原结构→修整基材→标定孔位→-20- 机械成孔→清孔→钢筋清洁处理→配制结构胶→固定与养护→验收（可进行下道工序）。（2）施工工艺2.1定位放线根据图纸要求放线，应在构件植筋部位定位放线，用钢筋探测仪探测钻孔处有无钢筋，若有钢筋则应适当调整钻孔位置。2.2机械成孔用电锤在植筋位置成孔，孔深15d--20d(d为钢筋直径，锚固深度为图纸要求)，孔径比钢筋直径大4-8㎜。在钻孔过程中，当遇到钢筋或预埋件时应立即停钻，并适当调整钻孔位置，钻孔位置偏离不能满足设计要求时，应立即通知设计单位。孔深90º、倾斜3-5度水平成孔垂直成孔2.3清孔（1）先将喷嘴伸入钻孔底部，吹入洁净无油的压缩空气（可用空压机或吹风机），向外拉出喷嘴，反复3次。（2）将硬毛刷插入孔中，往返旋转清刷3次。（3）再将喷嘴伸入钻孔底部，向外拉出喷嘴，反复3次。-20- （4）再用干净的棉丝将孔口封闭,以防止粉尘或沙粒进入孔内。2.4钢筋处理钢筋锚固部分要清除表面锈迹及其他污物,一般采用角向磨光机配钢丝刷除锈,打磨至露出金属光泽为止,若钢筋锈蚀严重,要用稀盐酸浸泡除锈10－15分钟,后用石灰水中和,再用清水冲洗后擦干方可使用。2.5配制结构胶⑴、首先将A、B两组分胶分别搅拌均匀。⑵、配制结构胶要严格按使用说明配比，将A、B两组分按比例100：0.5-2混合放在同一容器内搅拌，容器内严禁有水、油污等杂质。搅拌时尽量按同一方向，至无单组份颜色存在，搅拌均匀调至粘稠状,并无块状或沉淀现象。⑶、一次配胶量不得超过10kg，应尽量少配，要随配随用,不可积压2.6植筋首先将配置好的结构胶注入孔内(宜孔深的1/3或计算孔内的用胶量,应扣除钢筋体积)，并将结构胶涂于钢筋锚固端(宜2-3㎜)，然后缓慢将钢筋插入孔内,同时要求钢筋-20- 旋转,使结构胶从孔口溢出,排出孔内空气，钢筋外露部分长度保证工程需要。2.7固定、养护植筋施工完毕后注意保护，２４小时之内严禁有任何扰动，以保证结构胶的正常固化。（3）植筋的检验标准3.1材料检验结构胶:材料合格证、检验报告符合合格要求。3.2工序检验定位放线:校核与图纸规定位置的一致性,由于现场实际情况影响，成孔位置的偏差影响。成孔:钢筋直径㎜68101214161820222532成孔孔径㎜1012141820222528303240孔径:与表中对应值一致，若大只允许大到下一规格，禁止小于表中对应值施工；孔深:与设计要求一致,偏差范围-4—8mm；清孔:干燥无灰尘,指触不染指。钢筋处理:表面清洁长度要比植入深度长1-2cm;.表面无锈迹、油污,有金属光泽.配胶:l台秤计量的准确性.l胶配比的正确性:按胶的品种、说明书的规定;.-20- l胶搅拌的均匀性:色泽均匀无单一组份胶颜色.l胶使用控制时间:30℃以上30分钟以内使用完毕.20℃以上60分钟以内使用完毕.10℃以上90分钟以内使用完毕.3.3钻孔植筋作业中出现问题因果分析四、钢结构一次、二次、三次运输及吊装该工程在已完成屋面防水保护层的基础上接建，且下部已投入正常使用，限制性条件要求消防通道超载不大于35Kpa，夯填1.3米厚种植土后，屋面超载不大于5Kpa。估算夯填土前限载约为31Kpa。下部结构东西向柱间跨度约为9米，梁高1.5米，跨中4.5米处有次梁，南北向柱间距约为5-10米不定，亦有主次梁。钢筋砼顶板厚300.为此10#、11#、12#钢结构框架吊装施工应在回填土前完成。该工程最大箱型柱高14.07-20- 米，连同深化设计应加的内隔板、柱帽约重6.5T，梁最长约10米，其中最大梁重约1.6T，钢梁、柱总重约1000T。1、构件运输为满足上述施工条件，钢构件运输应经三次运输至汽吊允许半径内完成吊装。构件长途一次运输选用额定载质量10T-15T的半挂车，由20T汽吊于南侧消防通道小汽车库入口处平台梁上支腿，卸钢柱、梁于咽喉区西端女儿墙内，二次运输用叉车及炮车分散布置于南北向变形缝以西不妨碍盖上交通的范围内，不得集中放置，以免超载。钢柱、梁吊装时用叉车及炮车依据吊装需要三次运输至吊装点汽吊允许半径范围内。2、钢柱、梁吊装依据现场现实情况及下部结构条件，现Φ6@200、80厚钢筋砼保护层上可用超载计很湿压实粘土重2000kg/m³加回填种植土后限载5Kpa，实际可用限载为2T/m³x1.3米+0.5T=3.1T/m²。盖下结构东西向9米，南北向大跨为10米，其中跨间皆有十字次梁，跨间限载总计约10x90x3.1=279T,柱跨间主梁长2x9+10x2=38米，梁可用线荷载计约279÷38=7.34T/m。9米跨梁限载约计7.34x9=66T。考虑到吊装最大钢柱作回转或许有单支点受力情况，故选用柳工20T吊车（2r20c）,该车工作重量26.73T，额定起重力矩全伸臂44.2T/m,额定起重力矩85.656T/m，起重臂长度全伸臂32米，副起重臂长度8.5米，整机尺寸：长x宽x高为12.885x2.494x3.53米，最大起升高度基本臂32米，全伸臂40.5米，最小转弯半径11米，支腿跨距：纵向x横向为4.85x5.65米。将汽吊两后支腿支-20- 于9米跨主梁40厚卷材防水砼保护层上表面（穿过80厚钢筋砼保护层及加气砼保温层），两前支腿支于9米跨次梁上。头东尾西，先行吊装站位内两端钢柱，每吊装两根柱后前移站位支腿后再吊装2根钢柱，以减小汽吊回转半径，满足起重力矩能力。当完成3-4根钢柱吊装时，随时安装柱上钢梁使之形成稳定框架。三次运输用叉车或炮车运送的柱、梁构件应送至汽吊允许半径范围以内，避免斜吊。汽吊由消防通道平台北端屋面至站位支腿吊点所需经行的路线，为保护好80厚钢筋砼保护层及下部加气保温层，需在保护层上用叉车铺设20厚钢板。10#、11#、12#楼20T汽吊吊装钢柱、梁站位及支腿见附图3、附图4。-20- -20- -20- -20- -20- -20- -20-'