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［摘要］裝配式建筑結(jié)構(gòu)的研發(fā)與應(yīng)用，在組裝過(guò)程中縮減人力、物力成本的損耗，且工程建設(shè)期間產(chǎn)生的污染問(wèn)題要低于現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑來(lái)講，鋼材及其部件是裝配式施工的重要代名詞，通過(guò)鋼部件的預(yù)制處理、現(xiàn)場(chǎng)安裝，可有效增強(qiáng)施工效率，降低前期成本的投入?；诖耍恼乱越ㄖ摻Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際施工案例，探討工程施工難點(diǎn)、傳統(tǒng)工藝的優(yōu)勢(shì)與不足以及具體施工方案等。

［關(guān)鍵詞］鋼結(jié)構(gòu)；支撐架；柱腳；底座施工技術(shù)

高層建筑物的設(shè)計(jì)與應(yīng)用不僅可以節(jié)約土地資源，還可滿足用戶的多樣化需求。近年來(lái)，建筑市場(chǎng)的高速發(fā)展下，高層建筑已經(jīng)成為目前建筑行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)高層建筑物在市場(chǎng)中的占有量也在逐漸加大，令建筑市場(chǎng)與建筑企業(yè)之間形成了一個(gè)良性循環(huán)。從建筑工程建設(shè)角度來(lái)講，鋼結(jié)構(gòu)作為高層建筑中的重要組成部分，鋼結(jié)構(gòu)與混凝土相融合可以有效提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，特別是在工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的大力生產(chǎn)下，鋼結(jié)構(gòu)的制造水平得到大幅度提升，對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)而言，所起到的支撐效果也在逐漸增大。對(duì)于施工復(fù)雜性的結(jié)構(gòu)來(lái)講，通過(guò)裝配式的生產(chǎn)及建筑規(guī)避工程施工復(fù)雜的問(wèn)題，增強(qiáng)整體建筑結(jié)構(gòu)的抗剪性、抗震性，縮短工程建設(shè)主體，真正切合國(guó)家的可持續(xù)戰(zhàn)略與節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略。本文則是針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座施工技術(shù)進(jìn)行探討，僅供參考。

1建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)作為目前建筑結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)與混凝土的關(guān)聯(lián)，可以增強(qiáng)整體建筑物的抗震與防震性能。但是建筑鋼結(jié)構(gòu)也存在一定的缺陷性，諸如，防火性差、易受到腐蝕等，均將加大后期建筑結(jié)構(gòu)的運(yùn)維成本。接下來(lái)便從優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用性能進(jìn)行深入解析。

1.1鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)點(diǎn)

第一，鋼結(jié)構(gòu)所具備的特性優(yōu)勢(shì)。結(jié)構(gòu)自重較輕，且整體質(zhì)量性能相對(duì)穩(wěn)定，鋼結(jié)構(gòu)的可塑性好，按照前期所設(shè)定的參數(shù)制作出鋼結(jié)構(gòu)之后，其內(nèi)應(yīng)力可以有效增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的抗剪性以及抗沖擊性。即使在惡劣的環(huán)境中也可以通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，提高整個(gè)建筑物的質(zhì)量和性能，對(duì)建筑物提供更為全面的防護(hù)效果。第二，鋼結(jié)構(gòu)屬于裝配性施工，整體工程建設(shè)周期較短，特別是對(duì)于小規(guī)模的自建結(jié)構(gòu)來(lái)講，鋼材本身具有輕質(zhì)性，通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的銜接，構(gòu)設(shè)出一個(gè)整體，在實(shí)際施工中不需要大量的前期鋪墊工作，只需要工作人員按照特定的規(guī)劃便可以完成大體量的建筑安裝。例如，在1000m2的建筑物中，5～8個(gè)工人僅需要15～20天便可以完成對(duì)整個(gè)建筑骨架的布設(shè)，與此同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)可以與混凝土進(jìn)行融合施工，極大增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。第三，與混凝土相比，鋼結(jié)構(gòu)自身的抗壓程度以及整體強(qiáng)度要普遍高于混凝土，且在既有的空間下，不僅可以降低空間資源的耗用率，也可以由鋼結(jié)構(gòu)替代混凝土結(jié)構(gòu)完成對(duì)整個(gè)空間資源的高效率利用。這對(duì)于大空間的建筑體系來(lái)講，可以通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)本身的靈活性與多變性完成，對(duì)空間立體化的分割處理，有效增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用效果。第四，在節(jié)能環(huán)保方面，鋼材自身的穩(wěn)定性，與其他物品所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)程度較低，且整體回收率高達(dá)98%，與傳統(tǒng)的建筑施工相比，鋼材施工對(duì)于環(huán)境污染所產(chǎn)生的影響較低，甚至在施工中不會(huì)產(chǎn)生噪音以及粉塵污染等。同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的回收復(fù)用程度較高，降低整體耗用成本。

1.2鋼結(jié)構(gòu)建筑缺點(diǎn)

第一，耐火性差。從鋼材的耐溫性能而言，一般達(dá)到140～160℃時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)將與外界空氣產(chǎn)生反應(yīng)，致使內(nèi)部結(jié)構(gòu)活性降低，此時(shí)鋼結(jié)構(gòu)自身的承載性能下降，如果上部區(qū)域的高壓值高出受熱面積的承受值時(shí)，則極易產(chǎn)生建筑結(jié)構(gòu)局部坍塌的問(wèn)題。當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)受熱達(dá)到400℃時(shí)，其整體彈性下降約為50%，此時(shí)鋼結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的坍塌風(fēng)險(xiǎn)將呈倍數(shù)增加，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)表面溫度達(dá)到650℃，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剛性以及彈性將降為0，此時(shí)鋼結(jié)構(gòu)完全處于失效狀態(tài)。第二，耐腐蝕性差。從化學(xué)角度來(lái)講，鋼結(jié)構(gòu)中的鐵原子在空氣中易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，潮濕的環(huán)境中反應(yīng)速率將成倍數(shù)增加，需要在工程施工期間針對(duì)實(shí)際使用環(huán)境以及工程建設(shè)模式等增設(shè)防銹除銹功能等，此過(guò)程將增加了前期成本的投入。與此同時(shí)，如果在防銹處理過(guò)程中，施工人員存在專業(yè)技能欠缺的問(wèn)題，極有可能導(dǎo)致部分建筑區(qū)域仍然裸露在外界環(huán)境中，一旦在使用年限內(nèi)發(fā)生腐蝕問(wèn)題，則加大后期維修成本的投入。

2鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座施工技術(shù)分析

2.1工程概況

鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座施工，主要是針對(duì)不同鋼結(jié)構(gòu)，在銜接期間起到一個(gè)固定與輔助支撐的效果，可以保證此類結(jié)構(gòu)在后期投入使用過(guò)程中，具有一定的承載力與咬合力，滿足整體結(jié)構(gòu)的使用需求。接下來(lái)便從工程實(shí)例為切入點(diǎn)，探討鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座施工技術(shù)的實(shí)施與應(yīng)用。本次工程建設(shè)屬于國(guó)際類商場(chǎng)，地下可用空間為5層，地上空間為68層，地面高度約為290m，此類建筑物在具體施工中主體結(jié)構(gòu)是以鋼筋混凝土為主，結(jié)合框架剪力墻結(jié)構(gòu)，提高的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，其中內(nèi)部鋼管柱落于4m2厚筏板區(qū)域。鋼管柱截面尺寸為1600mm×40mm，共24根。每根圓管柱柱腳為40根長(zhǎng)1900mm，質(zhì)量為28.89kg的M50螺栓，鋼柱埋件（錨栓支架、錨板等）鋼材材質(zhì)采用Q345B（如圖1所示）。采用上述參數(shù)的設(shè)定形式，是符合區(qū)域內(nèi)的地理環(huán)境以其建筑使用功能的，可以有效保證在全壽命周期內(nèi)自身穩(wěn)固性是貼合于工程建設(shè)訴求的。例如，裝配式與現(xiàn)澆式施工的融合使用，極大增強(qiáng)建筑功能的穩(wěn)定性，令其在荷載過(guò)程中，通過(guò)內(nèi)部應(yīng)力以及墻體抗剪力，實(shí)現(xiàn)對(duì)外沖力的有效緩沖，以此來(lái)提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

2.2工程重點(diǎn)

第一，錨栓、錨板及支撐架安裝是鋼結(jié)構(gòu)施工的基礎(chǔ)所在，但是從實(shí)際施工效果來(lái)講，不同類別的設(shè)備與部件在契合過(guò)程中將產(chǎn)生一定的誤差，而上述三類施工工藝的誤差范圍值相對(duì)較小，這就極易產(chǎn)生誤差對(duì)等過(guò)程中的增量問(wèn)題，特別是對(duì)于支撐面標(biāo)高誤差來(lái)講，其需要控制在上下3mm的距離之內(nèi)，極大增加實(shí)際施工難度。第二，每根圓管柱柱腳由30根M50螺栓組成，在實(shí)際施工過(guò)程中，必須確保全部的錨栓與錨板形成精準(zhǔn)對(duì)接，且錨栓在豎直插入過(guò)程中，垂直度偏差應(yīng)符合實(shí)際施工基準(zhǔn)，一旦出現(xiàn)錨栓傾斜的問(wèn)題，則將對(duì)支撐架以及整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。需要在工程施工期間，嚴(yán)格控制好施工工序，針對(duì)每一項(xiàng)施工組件的組成以及契合方式進(jìn)行探討，提高工程建設(shè)質(zhì)量。只有這樣，才可以保證鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中質(zhì)量與性能是符合前期設(shè)定訴求的，提高鋼結(jié)構(gòu)的建筑應(yīng)力效果。第三，在混凝土底板中埋設(shè)柱腳螺栓時(shí)，需要整個(gè)安裝工序的垂直性不得產(chǎn)生任何傾斜偏差，保證后期磨損以及錨栓支架在實(shí)際施工過(guò)程中的穩(wěn)固性與可靠性。此類施工工序需要穿過(guò)3m的厚筏板，保證在澆筑過(guò)程中錨栓以及錨板所產(chǎn)生的中心偏差值低于4mm，只有這樣，才可以確保工程建設(shè)施工中的穩(wěn)定性，此類工序難點(diǎn)是如何在3m厚的混凝土澆筑期間保持水平及垂直位移的精準(zhǔn)性。第四，此樓筏板底部為4排48鋼筋，單根10m長(zhǎng)、48鋼筋重72kg，在搬運(yùn)及組裝過(guò)程中將消耗一定的人力，且在吊裝過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照施工基準(zhǔn)，提高施工人員與施工設(shè)備之間的協(xié)同性，提高工程建設(shè)的安全性。此外，應(yīng)針對(duì)不同施工環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)定，嚴(yán)格查找出建筑結(jié)構(gòu)過(guò)程中存在的問(wèn)題，遵循安全第一的原則，防止出現(xiàn)工程施工事故問(wèn)題。第五，此類工程建設(shè)周期較短，整體施工協(xié)調(diào)性必須符合持續(xù)性及高質(zhì)量性的建設(shè)訴求，需要在預(yù)埋錨栓以及支撐架等各類施工工序之間，嚴(yán)格控制好不同施工技術(shù)的連接程度，保證在既有邏輯性的施工工序下完成建設(shè)施工。

2.3傳統(tǒng)施工工藝分析

傳統(tǒng)施工工藝有以下兩種：第一，采用裝配式的施工理念，在外部將錨栓與支架進(jìn)行焊接，當(dāng)厚筏板底面鋼筋捆扎之后，進(jìn)行插入式施工。此時(shí)利用吊機(jī)設(shè)備將整個(gè)支架按照預(yù)期設(shè)定的位置進(jìn)行吊裝處理，在空間定位以后，進(jìn)行支架與筏板之間的界定。第二，在外部將錨栓與支架進(jìn)行焊接，待閥板墊層施工完畢之后，立即進(jìn)行位置測(cè)量，將錨栓與支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行安裝，最后，在底板鋼筋進(jìn)行捆綁插入施工。兩種施工方法均具有一定的優(yōu)缺性，第一種施工方法，施工難度較為簡(jiǎn)便，工期施工短，但是其具有精度性差以及穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，第二種施工方法在施工難度以及工期方面要求較高，但是其精度性與穩(wěn)定性也明顯高于第一種施工方案。

2.4鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座施工技術(shù)

從現(xiàn)有的鋼結(jié)構(gòu)施工工藝來(lái)講，無(wú)論是傳統(tǒng)方法還是新型技術(shù)方法，均存在一定的優(yōu)缺點(diǎn)問(wèn)題。為進(jìn)一步增強(qiáng)施工的可靠性，則采用了鋼結(jié)構(gòu)安裝與土建施工相穿插融合的工序進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)補(bǔ)充不足以及發(fā)揮優(yōu)勢(shì)等，提高工程建設(shè)質(zhì)量。從工程施工要求來(lái)講，整個(gè)施工工序之間所產(chǎn)生的精度誤差，必須嚴(yán)格低于基準(zhǔn)誤差值，保證在后期各部件契合過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生偏斜安裝以及中心定位不準(zhǔn)的問(wèn)題，提高整體結(jié)構(gòu)的使用性能。對(duì)此，在實(shí)際焊接時(shí)，針對(duì)支撐架結(jié)構(gòu)制定了鋼板與工字鋼焊接相結(jié)合的底座，采用膨脹螺栓，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固處理，不僅可以增強(qiáng)支撐架柱腳底座的穩(wěn)定性，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)施工中的微調(diào)，提高實(shí)際建設(shè)精度。2.4.1施工流程。鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座施工流程如下：首先，在場(chǎng)外對(duì)支撐架底座進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)定與生產(chǎn)，按照實(shí)際施工位置，在鋼板處畫出錨栓孔，并進(jìn)行打孔處理，此過(guò)程作為錨栓孔的預(yù)留區(qū)域。采用上下兩層鋼板用工字鋼鋼板進(jìn)行焊合處理，形成一個(gè)加固后的雙層鋼板結(jié)構(gòu)。在上述施工工序同時(shí)，應(yīng)對(duì)閥板墊層進(jìn)行同步施工，對(duì)墊層區(qū)域進(jìn)行防水處理，避免施工縫隙所產(chǎn)生的漏水問(wèn)題，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)造成腐蝕現(xiàn)象。在防水施工中應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)處理，確保區(qū)域不漏水才可以進(jìn)行下一步工序。待防水施工完畢以后，進(jìn)行支撐架底座定位，保證實(shí)際測(cè)定與施工位置是符合前期工程設(shè)定指標(biāo)，進(jìn)行支撐架底座安裝。安裝完畢以后，要針對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行復(fù)核定位處理，確保不同結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中所產(chǎn)生的誤差是符合前期設(shè)定基準(zhǔn)的，可以提高實(shí)際建設(shè)的質(zhì)量。最后進(jìn)行閥板底面鋼筋捆綁以及錨栓焊接等，穩(wěn)固建筑結(jié)構(gòu)，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。2.4.2關(guān)鍵步驟。第一，測(cè)量。測(cè)量與定位是整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)支撐加柱腳底座施工中的基礎(chǔ)，其既需要針對(duì)不同部件之間的連接形式進(jìn)行定位處理，還需要從整體空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，保證每一類工程控制點(diǎn)與實(shí)際施工點(diǎn)所產(chǎn)生的精度是符合工程持續(xù)性推進(jìn)訴求的。對(duì)此，在工程開(kāi)設(shè)期間，應(yīng)先對(duì)業(yè)主所提供的材料進(jìn)行審驗(yàn)，找出控制點(diǎn)并進(jìn)行空間復(fù)核，如果控制點(diǎn)的空間定位是正確的，則需要進(jìn)行軸線引測(cè)處理，此過(guò)程是針對(duì)空間位置以及各類控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的引導(dǎo)分布測(cè)量，進(jìn)而對(duì)其他組件的切合形式進(jìn)行調(diào)整。待此類工序完畢后，也應(yīng)進(jìn)行復(fù)核處理，如果檢測(cè)不合格，則需要返回上一步工序進(jìn)行重新測(cè)量，并通過(guò)不斷的調(diào)整直至檢測(cè)合格。當(dāng)完成墊層防水施工時(shí)，需要針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)支撐架的支撐腳數(shù)量進(jìn)行測(cè)量，確保每個(gè)支撐點(diǎn)在定位過(guò)程中所呈現(xiàn)出的垂直投影可以直射到底板墊層上，令工作人員進(jìn)行標(biāo)記處理。此過(guò)程中必須保證投射角度的垂直性，避免產(chǎn)生誤差，可以令后期加固期間不會(huì)因?yàn)槁菟▋A斜而產(chǎn)生穩(wěn)固力不足的現(xiàn)象。第二，支撐架柱腳底座制作。在制作支撐架柱腳底座時(shí)，使用工字鋼將兩塊鋼板進(jìn)行結(jié)合，此時(shí)為確保整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、鋼板垂直定位的一致性，則需要在下層鋼板處畫出十字線，利用膨脹螺栓進(jìn)行定位與預(yù)留處理，其中上層鋼板的尺寸分別為300mm×300mm×10mm，300mm×300mm×20mm，在利用工字鋼將上下鋼板進(jìn)行焊接時(shí)，用確保焊接的穩(wěn)定性，且在焊接處理完畢以后，應(yīng)對(duì)當(dāng)前施工部件進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，避免后期使用過(guò)程中因?yàn)橥饨鐟?yīng)力所導(dǎo)致的焊縫開(kāi)裂問(wèn)題，以此來(lái)提高構(gòu)件的穩(wěn)定性。第三，支撐架底座安裝。在對(duì)支撐架底座進(jìn)行安裝時(shí)，通常是針對(duì)鋼筋捆綁完畢以后，依據(jù)定位基準(zhǔn)進(jìn)行插入施工，為確保施工期間不會(huì)因?yàn)橥獾禺a(chǎn)生施工偏差的問(wèn)題，則需要將整個(gè)軸線定位安置于底座混凝土上，在底部有承載力的情況下進(jìn)行二次定位，并在支撐架底座處打入膨脹螺栓進(jìn)行固定處理。此過(guò)程中，有效保證軸線定位的精準(zhǔn)是符合前期設(shè)計(jì)的需求，在進(jìn)行鋼筋捆扎時(shí)，則需要同時(shí)對(duì)上下兩層捆綁成型后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位處理，確保捆綁所呈現(xiàn)出的外荷載力，不會(huì)影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，進(jìn)一步提高精度測(cè)量基準(zhǔn)。最后，應(yīng)進(jìn)行鋼管柱螺栓以及支撐架吊裝處理，對(duì)其直接進(jìn)行最后的加固，確保結(jié)構(gòu)在銜合過(guò)程中不會(huì)因?yàn)橥饬彤a(chǎn)生應(yīng)力不穩(wěn)的現(xiàn)象。在此過(guò)程中應(yīng)注意的是每一項(xiàng)加固處理，必須達(dá)到前期所設(shè)定的基準(zhǔn)量，形成更為完整的力學(xué)結(jié)構(gòu)，以支撐后期建筑鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力損耗。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)支撐架柱腳底座有效解決傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)加固精度及質(zhì)量不足的問(wèn)題，通過(guò)精細(xì)化的施工，強(qiáng)化鋼結(jié)構(gòu)部件與混凝土部件之間的契合性，增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性。與以往的建筑施工相比，則可看成是錨栓與支撐架、底板施工對(duì)接期間，采用的一種分段式施工方法，通過(guò)提高各個(gè)施工子系統(tǒng)之間的精度，提高施工的穩(wěn)定性。對(duì)此，在后期發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)充分結(jié)合工程建設(shè)環(huán)節(jié)，打造出多場(chǎng)景適用性的施工體系，保證工程建設(shè)質(zhì)量的前提下，縮減成本的損耗，增強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)建筑的穩(wěn)固性。

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作者:杜智超 尹迪 單位:滄州交通學(xué)院土木建筑工程學(xué)院