鋼結構支撐架柱腳底座施工技術淺析
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［摘要］裝配式建筑結構的研發與應用，在組裝過程中縮減人力、物力成本的損耗，且工程建設期間產生的污染問題要低于現場澆筑施工。對于鋼結構建筑來講，鋼材及其部件是裝配式施工的重要代名詞，通過鋼部件的預制處理、現場安裝，可有效增強施工效率，降低前期成本的投入。基于此，文章以建筑鋼結構的優缺點為基礎，結合實際施工案例，探討工程施工難點、傳統工藝的優勢與不足以及具體施工方案等。
高層建筑物的設計與應用不僅可以節約土地資源，還可滿足用戶的多樣化需求。近年來，建筑市場的高速發展下，高層建筑已經成為目前建筑行業的發展目標，同時高層建筑物在市場中的占有量也在逐漸加大，令建筑市場與建筑企業之間形成了一個良性循環。從建筑工程建設角度來講，鋼結構作為高層建筑中的重要組成部分，鋼結構與混凝土相融合可以有效提高建筑結構的穩定性，特別是在工業產業化的大力生產下，鋼結構的制造水平得到大幅度提升，對于高層建筑結構而言，所起到的支撐效果也在逐漸增大。對于施工復雜性的結構來講，通過裝配式的生產及建筑規避工程施工復雜的問題，增強整體建筑結構的抗剪性、抗震性，縮短工程建設主體，真正切合國家的可持續戰略與節能環保戰略。本文則是針對鋼結構支撐架柱腳底座施工技術進行探討，僅供參考。
1建筑鋼結構的優缺點
鋼結構作為目前建筑結構中的重要組成部分，通過鋼結構與混凝土的關聯，可以增強整體建筑物的抗震與防震性能。但是建筑鋼結構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構的運維成本。接下來便從優缺點對建筑鋼結構的使用性能進行深入解析。
1.1鋼結構建筑優點
第一，鋼結構所具備的特性優勢。結構自重較輕，且整體質量性能相對穩定，鋼結構的可塑性好，按照前期所設定的參數制作出鋼結構之后，其內應力可以有效增強整體結構的抗剪性以及抗沖擊性。即使在惡劣的環境中也可以通過內部結構的穩固，提高整個建筑物的質量和性能，對建筑物提供更為全面的防護效果。第二，鋼結構屬于裝配性施工，整體工程建設周期較短，特別是對于小規模的自建結構來講，鋼材本身具有輕質性，通過各個環節之間的銜接，構設出一個整體，在實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個工人僅需要15～20天便可以完成對整個建筑骨架的布設，與此同時，鋼結構可以與混凝土進行融合施工，極大增強建筑結構的穩固性。第三，與混凝土相比，鋼結構自身的抗壓程度以及整體強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，也可以由鋼結構替代混凝土結構完成對整個空間資源的高效率利用。這對于大空間的建筑體系來講，可以通過鋼結構本身的靈活性與多變性完成，對空間立體化的分割處理，有效增強實際應用效果。第四，在節能環保方面，鋼材自身的穩定性，與其他物品所產生的化學反應程度較低，且整體回收率高達98%，與傳統的建筑施工相比，鋼材施工對于環境污染所產生的影響較低，甚至在施工中不會產生噪音以及粉塵污染等。同時，鋼結構的回收復用程度較高，降低整體耗用成本。
1.2鋼結構建筑缺點
第一，耐火性差。從鋼材的耐溫性能而言，一般達到140～160℃時，鋼結構將與外界空氣產生反應，致使內部結構活性降低，此時鋼結構自身的承載性能下降，如果上部區域的高壓值高出受熱面積的承受值時，則極易產生建筑結構局部坍塌的問題。當鋼結構受熱達到400℃時，其整體彈性下降約為50%，此時鋼結構所產生的坍塌風險將呈倍數增加，當鋼結構表面溫度達到650℃，內部結構的剛性以及彈性將降為0，此時鋼結構完全處于失效狀態。第二，耐腐蝕性差。從化學角度來講，鋼結構中的鐵原子在空氣中易與氧氣發生化學反應，潮濕的環境中反應速率將成倍數增加，需要在工程施工期間針對實際使用環境以及工程建設模式等增設防銹除銹功能等，此過程將增加了前期成本的投入。與此同時，如果在防銹處理過程中，施工人員存在專業技能欠缺的問題，極有可能導致部分建筑區域仍然裸露在外界環境中，一旦在使用年限內發生腐蝕問題，則加大后期維修成本的投入。
2鋼結構支撐架柱腳底座施工技術分析
2.1工程概況
鋼結構支撐架柱腳底座施工，主要是針對不同鋼結構，在銜接期間起到一個固定與輔助支撐的效果，可以保證此類結構在后期投入使用過程中，具有一定的承載力與咬合力，滿足整體結構的使用需求。接下來便從工程實例為切入點，探討鋼結構支撐架柱腳底座施工技術的實施與應用。本次工程建設屬于國際類商場，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構是以鋼筋混凝土為主，結合框架剪力墻結構，提高的整體結構的穩固性，其中內部鋼管柱落于4m2厚筏板區域。鋼管柱截面尺寸為1600mm×40mm，共24根。每根圓管柱柱腳為40根長1900mm，質量為28.89kg的M50螺栓，鋼柱埋件（錨栓支架、錨板等）鋼材材質采用Q345B（如圖1所示）。采用上述參數的設定形式，是符合區域內的地理環境以其建筑使用功能的，可以有效保證在全壽命周期內自身穩固性是貼合于工程建設訴求的。例如，裝配式與現澆式施工的融合使用，極大增強建筑功能的穩定性，令其在荷載過程中，通過內部應力以及墻體抗剪力，實現對外沖力的有效緩沖，以此來提高整體結構的穩固性。
2.2工程重點
第一，錨栓、錨板及支撐架安裝是鋼結構施工的基礎所在，但是從實際施工效果來講，不同類別的設備與部件在契合過程中將產生一定的誤差，而上述三類施工工藝的誤差范圍值相對較小，這就極易產生誤差對等過程中的增量問題，特別是對于支撐面標高誤差來講，其需要控制在上下3mm的距離之內，極大增加實際施工難度。第二，每根圓管柱柱腳由30根M50螺栓組成，在實際施工過程中，必須確保全部的錨栓與錨板形成精準對接，且錨栓在豎直插入過程中，垂直度偏差應符合實際施工基準，一旦出現錨栓傾斜的問題，則將對支撐架以及整個結構的穩定性產生較大影響。需要在工程施工期間，嚴格控制好施工工序，針對每一項施工組件的組成以及契合方式進行探討，提高工程建設質量。只有這樣，才可以保證鋼結構建筑施工中質量與性能是符合前期設定訴求的，提高鋼結構的建筑應力效果。第三，在混凝土底板中埋設柱腳螺栓時，需要整個安裝工序的垂直性不得產生任何傾斜偏差，保證后期磨損以及錨栓支架在實際施工過程中的穩固性與可靠性。此類施工工序需要穿過3m的厚筏板，保證在澆筑過程中錨栓以及錨板所產生的中心偏差值低于4mm，只有這樣，才可以確保工程建設施工中的穩定性，此類工序難點是如何在3m厚的混凝土澆筑期間保持水平及垂直位移的精準性。第四，此樓筏板底部為4排48鋼筋，單根10m長、48鋼筋重72kg，在搬運及組裝過程中將消耗一定的人力，且在吊裝過程中，應嚴格按照施工基準，提高施工人員與施工設備之間的協同性，提高工程建設的安全性。此外，應針對不同施工環節進行設定，嚴格查找出建筑結構過程中存在的問題，遵循安全第一的原則，防止出現工程施工事故問題。第五，此類工程建設周期較短，整體施工協調性必須符合持續性及高質量性的建設訴求，需要在預埋錨栓以及支撐架等各類施工工序之間，嚴格控制好不同施工技術的連接程度，保證在既有邏輯性的施工工序下完成建設施工。
2.3傳統施工工藝分析
傳統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行焊接，當厚筏板底面鋼筋捆扎之后，進行插入式施工。此時利用吊機設備將整個支架按照預期設定的位置進行吊裝處理，在空間定位以后，進行支架與筏板之間的界定。第二，在外部將錨栓與支架進行焊接，待閥板墊層施工完畢之后，立即進行位置測量，將錨栓與支架結構進行安裝，最后，在底板鋼筋進行捆綁插入施工。兩種施工方法均具有一定的優缺性，第一種施工方法，施工難度較為簡便，工期施工短，但是其具有精度性差以及穩定性差的缺點，第二種施工方法在施工難度以及工期方面要求較高，但是其精度性與穩定性也明顯高于第一種施工方案。
2.4鋼結構支撐架柱腳底座施工技術
從現有的鋼結構施工工藝來講，無論是傳統方法還是新型技術方法，均存在一定的優缺點問題。為進一步增強施工的可靠性，則采用了鋼結構安裝與土建施工相穿插融合的工序進行設定，通過補充不足以及發揮優勢等，提高工程建設質量。從工程施工要求來講，整個施工工序之間所產生的精度誤差，必須嚴格低于基準誤差值，保證在后期各部件契合過程中不會產生偏斜安裝以及中心定位不準的問題，提高整體結構的使用性能。對此，在實際焊接時，針對支撐架結構制定了鋼板與工字鋼焊接相結合的底座，采用膨脹螺栓，對結構進行加固處理，不僅可以增強支撐架柱腳底座的穩定性，同時還可以實現施工中的微調，提高實際建設精度。2.4.1施工流程。鋼結構支撐架柱腳底座施工流程如下：首先，在場外對支撐架底座進行結構設定與生產，按照實際施工位置，在鋼板處畫出錨栓孔，并進行打孔處理，此過程作為錨栓孔的預留區域。采用上下兩層鋼板用工字鋼鋼板進行焊合處理，形成一個加固后的雙層鋼板結構。在上述施工工序同時，應對閥板墊層進行同步施工，對墊層區域進行防水處理，避免施工縫隙所產生的漏水問題，對鋼結構造成腐蝕現象。在防水施工中應進行檢測處理，確保區域不漏水才可以進行下一步工序。待防水施工完畢以后，進行支撐架底座定位，保證實際測定與施工位置是符合前期工程設定指標，進行支撐架底座安裝。安裝完畢以后，要針對整個結構進行復核定位處理，確保不同結構在施工過程中所產生的誤差是符合前期設定基準的，可以提高實際建設的質量。最后進行閥板底面鋼筋捆綁以及錨栓焊接等，穩固建筑結構，提高結構的穩定性。2.4.2關鍵步驟。第一，測量。測量與定位是整個鋼結構支撐加柱腳底座施工中的基礎，其既需要針對不同部件之間的連接形式進行定位處理，還需要從整體空間結構進行定位，保證每一類工程控制點與實際施工點所產生的精度是符合工程持續性推進訴求的。對此，在工程開設期間，應先對業主所提供的材料進行審驗，找出控制點并進行空間復核，如果控制點的空間定位是正確的，則需要進行軸線引測處理，此過程是針對空間位置以及各類控制點實現的引導分布測量，進而對其他組件的切合形式進行調整。待此類工序完畢后，也應進行復核處理，如果檢測不合格，則需要返回上一步工序進行重新測量，并通過不斷的調整直至檢測合格。當完成墊層防水施工時，需要針對鋼結構支撐架的支撐腳數量進行測量，確保每個支撐點在定位過程中所呈現出的垂直投影可以直射到底板墊層上，令工作人員進行標記處理。此過程中必須保證投射角度的垂直性，避免產生誤差，可以令后期加固期間不會因為螺栓傾斜而產生穩固力不足的現象。第二，支撐架柱腳底座制作。在制作支撐架柱腳底座時，使用工字鋼將兩塊鋼板進行結合，此時為確保整體結構穩定性、鋼板垂直定位的一致性，則需要在下層鋼板處畫出十字線，利用膨脹螺栓進行定位與預留處理，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行焊接時，用確保焊接的穩定性，且在焊接處理完畢以后，應對當前施工部件進行無損檢測，避免后期使用過程中因為外界應力所導致的焊縫開裂問題，以此來提高構件的穩定性。第三，支撐架底座安裝。在對支撐架底座進行安裝時，通常是針對鋼筋捆綁完畢以后，依據定位基準進行插入施工，為確保施工期間不會因為外地產生施工偏差的問題，則需要將整個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行二次定位，并在支撐架底座處打入膨脹螺栓進行固定處理。此過程中，有效保證軸線定位的精準是符合前期設計的需求，在進行鋼筋捆扎時，則需要同時對上下兩層捆綁成型后的結構進行定位處理，確保捆綁所呈現出的外荷載力，不會影響整體結構的穩固性，進一步提高精度測量基準。最后，應進行鋼管柱螺栓以及支撐架吊裝處理，對其直接進行最后的加固，確保結構在銜合過程中不會因為外力和產生應力不穩的現象。在此過程中應注意的是每一項加固處理，必須達到前期所設定的基準量，形成更為完整的力學結構，以支撐后期建筑鋼結構中的應力損耗。
3結語
綜上所述，鋼結構支撐架柱腳底座有效解決傳統鋼結構加固精度及質量不足的問題，通過精細化的施工，強化鋼結構部件與混凝土部件之間的契合性，增強建筑結構的系統性。與以往的建筑施工相比，則可看成是錨栓與支撐架、底板施工對接期間，采用的一種分段式施工方法，通過提高各個施工子系統之間的精度，提高施工的穩定性。對此，在后期發展過程中，應充分結合工程建設環節，打造出多場景適用性的施工體系，保證工程建設質量的前提下，縮減成本的損耗，增強鋼結構建筑的穩固性。
參考文獻
[1]丁麗芳.橋梁鋼護欄安裝在工程實例中的技術創新應用探析[J].安徽建筑，2020，27（9）：200-201.
[2]李毅，劉洋.密閉多腔體鋼結構底座澆筑大體積C60混凝土施工技術研究[J].工業建筑，2018，48（12）：136-140.
[3]蔡文文，王濤，王旻，等.一種簡便高效的裝配式鋼結構施工臨時支撐胎架[J].福建建筑，2019（4）：60-71.
[4]陳君，王留成，王強強，等.北京新機場航站樓核心區鋼屋蓋C形柱施工技術[J].施工技術，2018，47（15）：130-133.
[5]李忠貴.大型鋼結構調壓井基礎結構特點及安裝工藝探討[J].江西水利科技，2021，47（4）：250-254.
[6]李忠貴.水電站大型鋼結構調壓井施工特點與難點淺析[J].中國水能及電氣化，2021（10）：21-25.
作者:杜智超 尹迪 單位:滄州交通學院土木建筑工程學院
