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摘要:随着建筑施工技术的发展，型钢混凝土结构在剪力墙中的应用也逐渐增多。本文结合工程实例，阐述了型钢混凝土结构剪力墙的施工工艺，包括了型钢柱的施工、劲性混凝土墙的施工等，并对工程施工质量控制进行了总结，有效保证了工程的质量和进度。
关键词:型钢混凝土结构；型钢柱；劲性混凝土墙；施工；质量控制
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
在高层建筑中,型钢混凝土结构剪力墙的应用也越来越多。型钢混凝土结构剪力墙与普通钢筋混凝土剪力墙相比，具有自重轻、抗剪强度强、承载力高、降低造价等优点。但是型钢混凝土结构剪力墙的施工工艺较为复杂，质量控制难度较大。为了确保建筑型钢混凝土结构的顺利施工，这就要求我们对型钢混凝土结构剪力墙的施工工艺有充分的了解，并加强施工中的质量控制，进而才能保证施工质量和进度。
1工程概况
某高层建筑工程，由地下2层、地上31层的三栋塔楼组成，总建筑面积近339500㎡，总高度105.7m。
2型钢柱的施工
2.1型钢柱的加工制作
基于型钢柱质量要求十分高，已授予相应的加工专业单位来完成，在此，就不进行论述。
2.2型钢柱的吊装
基于钢柱运输条件、吊装能力、接头数量以及施工方便诸因素考虑，将钢柱分为若干段，每段重量不超过2t。上下层柱段的接头位置，选在楼面以上1000mm剪力最小处，这样在楼板上留置工作面，便于安装测量和焊接操作。
2.3型钢柱基础节的安装
根据设计要求，型钢柱生根于1.6m深的地下室底板承台上，钢柱插入承台的深度为1.35m。钢柱基础由钢柱、柱根封底板组成，在现场加工制作。为控制钢板焊接变形，焊接时对钢板实施刚性固定法，确保钢柱基础的平面位置及标高。钢柱基础应搁置在承台底设置的四个铁板凳(150mm×150mm×10mm)上，与钢筋混凝土底板一次浇筑成型，保证基础节安装尺寸的准确性。
(1)为保证型钢柱基础节安装质量，先在其所处位置承台底板下浇筑1000mm×1000mm，250mm高C30混凝土。然后在承台底面放出柱脚封底板的实样，确定两条相互垂直的控制线，在承台的四侧面抄出钢柱基础的底板标高。
(2)在四个控制点上分别植筋4Φ18，与铁板进行焊接，使得铁板表面标高与钢柱基础底面标高持平，四个铁板顶部要保持水平，再进行焊牢(如图1所示)。然后对四个凳面进行二次放线，在凳面上标出钢柱封底外缘的四个控制点(十字线)。
图1 桩脚基础图
(3)劲钢柱基础吊装就位时，平面位置由凳面的控制线控制，垂直度由两个方向的钢柱外轮廓挂线控制，误差由钢锲块支垫封底校正，最后将封底铁板边缘与铁凳板面焊接固定。在四个钢柱之间打上临时固定支撑，每个劲钢柱与承台四周打上钢性支撑，控制轴向尺寸，再浇筑承台混凝土。
(4)浇筑劲钢柱承台混凝土时，要注意对称下料，分层浇筑，以防钢柱基础整体移位。同时在铁板周边要适当开Φ20小孔，以利混凝土充实其底部，再加强钢柱封底混凝土的振捣，确保柱底板混凝土密实。
2.4中间劲钢柱的拼装与校正
中间劲钢柱可由主楼塔吊进行安装。当每层楼板混凝土浇筑完毕并适当养护后，再安装劲钢柱。为了提高钢柱刚度，防止变形，在箱型钢柱内焊加尺寸为460mm×460mm×20mm的劲板，“工”型钢柱焊加两块240mm×460mm×20mm的劲板。其安装程序为：起吊→就位→螺栓临时固定→检查校正垂直度、轴线→螺栓紧固及连接板焊接固定→焊接劲钢柱接头→焊接质量外观检查→超声波探伤检验→合格后交下一道工序施工。
(1)由于钢柱段重量大，应采用对称捆绑式吊装。吊点位置距柱口不少于500mm(以防变形)，控制吊点位置的限位钢板(厚20mm)必须同柱身钢板焊透焊牢。起吊时要慢，要特别注意防范钢柱起身过程中的意外情况。当钢柱竖直根部离地时暂停，全面检查吊索具、卡具等，确信各方面安全可靠后方能正式起吊。
(2)吊装时设专人指挥。将钢柱慢慢地吊装到下节柱柱顶正上方，中心错位小于2cm时就位安装(严禁型钢柱强行就位)，直接穿上连接板的高强度螺栓。此时螺栓暂不拧紧，在上、下两根型钢柱的连接板的间隙中打入楔铁，通过击打楔铁的深度来校正型钢柱的垂直度，使上柱两个方向的中心线与下柱中线重合。再用2台经纬仪分别在型钢柱相互垂直的两个方向，对其进行初步校正，在校正到误差10cm左右时松下吊钩。
(3)钢柱就位后，在对接柱口上下的适当位置各焊一块70mm×70mm×10mm临时支撑钢板作为受力支点，根据经纬仪的观测情况，用2台千斤顶(15t)在两个方向慢慢顶升继续进行微调校正，最后校正垂直度与要求标高、错边达到误差为零时，再将高强度螺栓紧固好，并将连接板焊实焊牢，即可进行接头的焊接施工。
2.5劲钢柱的坡口电焊连接
劲钢柱安装就位后，焊接是劲钢柱连接的关键工序之一，对工程质量起决定性作用。为了防止焊接时钢柱扭曲变形，四根钢柱在校正并临时固定后，用两道拉杆(Φ48钢管)在柱端两侧翼板上焊接，使其连成整体。
(1)在柱与柱对接焊时，采用两个焊工同时对称施焊工艺，并保证焊接参数相同，焊接速度相一致，以减少焊接变形和焊接残余应力的影响，保证焊接质量。
(2)焊接后热处理可以消除残余应力，同时还可以溢出残留氢。具体做法是在焊缝区板厚的2～3倍范围内，用气焊枪均匀加热到150～200℃，时间控制在30min以内，焊接预热后，应用阻燃丝棉被覆盖，使焊缝区缓慢冷却到常温。柱与柱的焊接接头，应经试验后测出焊缝收縮值，反馈到钢构件制作厂，可以作为加工参考依据(一般收缩量为2～3mm)。
(3)使用超声波探伤仪对焊缝进行内部缺陷检查，达到一级焊缝标准为合格。经检查合格的焊缝，可以进行下一道工序。不合格的焊缝应清除修补，修补用碳氢弧气刨将焊缝缺陷除掉，然后再重新施焊。一条焊缝修补不得超过两次，否则要更换母材。
3劲性混凝土墙的施工
3.1钢筋工程
由于型钢柱中有“工”型、箱型钢，主筋，箍筋与钢柱又紧靠在一起，不能按普通钢筋混凝土墙的钢筋去施工。必须在劲钢柱吊装就位固定，型钢柱焊缝经探伤合格后，方可进行钢筋分项工程的施工。在劲钢柱与梁筋相交处，必须先绘制梁筋与劲性柱内竖筋相交叉的穿筋布置图及梁筋在柱内的锚固位置、制作形式等施工大样图，然后严格按图施工。一是标准层梁底部和顶部筋均穿入其型钢按设计要求预留的穿钢筋孔后弯锚15d，钢筋穿入后，再进行机械连接(套筒冷挤压)；二是对洞顶转换层的梁，设计要求梁底筋与支托板(460mm×460mm×20mm)焊接，焊接长度不小于320mm，焊缝高度不小于15mm。其余钢筋穿过钢柱后，若梁筋在墙混凝土内水平锚固不足10d，应与钢板(100mm×200mm×20mm)塞焊。钢柱四周竖向钢筋用竖向电渣压焊方法连接起来，每段钢筋连接完后，再把箍筋一层层套上绑扎成型。
3.2模板工程
本工程墙模采用拼装大模板。待钢筋绑扎完验收合格后用塔吊吊装到位，模板材料用18mm厚胶合板，背枋用50mm×100mm木方，间距300mm，围檩为2Φ48钢管，用Φ14对拉螺杆拉结，对拉螺杆水平方向间距均为450mm，垂直方向除最上和最下一道距楼板底和面为250mm外，中间间距均为450mm。模板稳固方法：外墙内侧采用既拉又撑的方法，用钢管顶撑支撑，同时在浇筑楼面混凝土时预埋钢筋拉钩Φ6@1500，距墙边1500～2000mm，待外墙模立好后，用8号铁丝和花蓝螺丝收紧，保证外墙模板不会向外倾斜。
3.3混凝土工程
根据工程特点和施工条件，墙内混凝土同所在楼层的梁柱墙一样为一次性浇筑。本工程采用商品预制混凝土，混凝土设计强度等级为C60，应按高强混凝土的有关规定进行施工。在浇筑时，型钢柱内混凝土表面不得有积水和杂物(特别是箱型钢柱内，在施工时必须做好保护措施)，先浇筑一层100～200mm厚与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，以防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳，影响接头质量。由于模板内型钢柱与柱筋、梁筋相交叉，空隙较小且分散，所以每次分层下料的高度不应超过500mm，用长插入式高频振动器振捣，且垂直点振，不得平拉，在充分振捣密实后，再逐步分层浇筑至顶。
4质量控制
(1)考虑到本工程劲钢柱现场焊接量大，焊接质量高，要求参与焊接的施工人员必须具备相应的焊接资格，参加过大型设备安装、构件焊接施工，并具有丰富的作业经验。型钢拼接前应将构件焊接面的油、锈清除。在制作过程中，要严格控制焊接顺序和焊接质量。每一道焊接工序结束后，及时矫正，避免累加变形。
(2)所有钢材和焊接等材料必须有出厂合格证和试验报告，焊条、焊剂、药芯焊丝、熔嘴等在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。焊接质量要有外观检查记录和探伤报告，混凝土试块取样制作与普通混凝土相同。
(3)劲钢柱在施工时应采用经纬仪跟踪校正，结合日照、温差、焊接变形规律，以测量、安装、焊接三位一体，运用预检、预测、预控的科学方法，减少劲性钢柱的人为加工误差、吊装就位误差，满足本工程安裝高精度要求，为外墙顺利施工创造条件。
(4)必须依据《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-91)、《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001)、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)中的有关规定进行施工和验收。
5 结语
总之，型钢混凝土结构剪力墙具有较高的承载力和刚度及良好的抗震性能，但其施工内容较多、施工技术要求高。为了保障主体结构的质量，我们要对各个工序的质量进行严格把关，保证工程施工顺利进行。在本工程中，通过按照以上技术工艺和质量控制要点施工，有效保证了工程质量和进度，其经验值得同类工程参考借鉴。
参考文献
[1] 荣彤;李俊青;钟伟仪.型钢——混凝土组合结构在剪力墙中的应用[J].建筑施工,2010年05期
[2] 郑臻华;刘润.框架剪力墙结构施工技术与质量控制[J].中国新技术新产品,2009年第10期
关键词:型钢混凝土结构；型钢柱；劲性混凝土墙；施工；质量控制
中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
在高层建筑中,型钢混凝土结构剪力墙的应用也越来越多。型钢混凝土结构剪力墙与普通钢筋混凝土剪力墙相比，具有自重轻、抗剪强度强、承载力高、降低造价等优点。但是型钢混凝土结构剪力墙的施工工艺较为复杂，质量控制难度较大。为了确保建筑型钢混凝土结构的顺利施工，这就要求我们对型钢混凝土结构剪力墙的施工工艺有充分的了解，并加强施工中的质量控制，进而才能保证施工质量和进度。
1工程概况
某高层建筑工程，由地下2层、地上31层的三栋塔楼组成，总建筑面积近339500㎡，总高度105.7m。
2型钢柱的施工
2.1型钢柱的加工制作
基于型钢柱质量要求十分高，已授予相应的加工专业单位来完成，在此，就不进行论述。
2.2型钢柱的吊装
基于钢柱运输条件、吊装能力、接头数量以及施工方便诸因素考虑，将钢柱分为若干段，每段重量不超过2t。上下层柱段的接头位置，选在楼面以上1000mm剪力最小处，这样在楼板上留置工作面，便于安装测量和焊接操作。
2.3型钢柱基础节的安装
根据设计要求，型钢柱生根于1.6m深的地下室底板承台上，钢柱插入承台的深度为1.35m。钢柱基础由钢柱、柱根封底板组成，在现场加工制作。为控制钢板焊接变形，焊接时对钢板实施刚性固定法，确保钢柱基础的平面位置及标高。钢柱基础应搁置在承台底设置的四个铁板凳(150mm×150mm×10mm)上，与钢筋混凝土底板一次浇筑成型，保证基础节安装尺寸的准确性。
(1)为保证型钢柱基础节安装质量，先在其所处位置承台底板下浇筑1000mm×1000mm，250mm高C30混凝土。然后在承台底面放出柱脚封底板的实样，确定两条相互垂直的控制线，在承台的四侧面抄出钢柱基础的底板标高。
(2)在四个控制点上分别植筋4Φ18，与铁板进行焊接，使得铁板表面标高与钢柱基础底面标高持平，四个铁板顶部要保持水平，再进行焊牢(如图1所示)。然后对四个凳面进行二次放线，在凳面上标出钢柱封底外缘的四个控制点(十字线)。
图1 桩脚基础图
(3)劲钢柱基础吊装就位时，平面位置由凳面的控制线控制，垂直度由两个方向的钢柱外轮廓挂线控制，误差由钢锲块支垫封底校正，最后将封底铁板边缘与铁凳板面焊接固定。在四个钢柱之间打上临时固定支撑，每个劲钢柱与承台四周打上钢性支撑，控制轴向尺寸，再浇筑承台混凝土。
(4)浇筑劲钢柱承台混凝土时，要注意对称下料，分层浇筑，以防钢柱基础整体移位。同时在铁板周边要适当开Φ20小孔，以利混凝土充实其底部，再加强钢柱封底混凝土的振捣，确保柱底板混凝土密实。
2.4中间劲钢柱的拼装与校正
中间劲钢柱可由主楼塔吊进行安装。当每层楼板混凝土浇筑完毕并适当养护后，再安装劲钢柱。为了提高钢柱刚度，防止变形，在箱型钢柱内焊加尺寸为460mm×460mm×20mm的劲板，“工”型钢柱焊加两块240mm×460mm×20mm的劲板。其安装程序为：起吊→就位→螺栓临时固定→检查校正垂直度、轴线→螺栓紧固及连接板焊接固定→焊接劲钢柱接头→焊接质量外观检查→超声波探伤检验→合格后交下一道工序施工。
(1)由于钢柱段重量大，应采用对称捆绑式吊装。吊点位置距柱口不少于500mm(以防变形)，控制吊点位置的限位钢板(厚20mm)必须同柱身钢板焊透焊牢。起吊时要慢，要特别注意防范钢柱起身过程中的意外情况。当钢柱竖直根部离地时暂停，全面检查吊索具、卡具等，确信各方面安全可靠后方能正式起吊。
(2)吊装时设专人指挥。将钢柱慢慢地吊装到下节柱柱顶正上方，中心错位小于2cm时就位安装(严禁型钢柱强行就位)，直接穿上连接板的高强度螺栓。此时螺栓暂不拧紧，在上、下两根型钢柱的连接板的间隙中打入楔铁，通过击打楔铁的深度来校正型钢柱的垂直度，使上柱两个方向的中心线与下柱中线重合。再用2台经纬仪分别在型钢柱相互垂直的两个方向，对其进行初步校正，在校正到误差10cm左右时松下吊钩。
(3)钢柱就位后，在对接柱口上下的适当位置各焊一块70mm×70mm×10mm临时支撑钢板作为受力支点，根据经纬仪的观测情况，用2台千斤顶(15t)在两个方向慢慢顶升继续进行微调校正，最后校正垂直度与要求标高、错边达到误差为零时，再将高强度螺栓紧固好，并将连接板焊实焊牢，即可进行接头的焊接施工。
2.5劲钢柱的坡口电焊连接
劲钢柱安装就位后，焊接是劲钢柱连接的关键工序之一，对工程质量起决定性作用。为了防止焊接时钢柱扭曲变形，四根钢柱在校正并临时固定后，用两道拉杆(Φ48钢管)在柱端两侧翼板上焊接，使其连成整体。
(1)在柱与柱对接焊时，采用两个焊工同时对称施焊工艺，并保证焊接参数相同，焊接速度相一致，以减少焊接变形和焊接残余应力的影响，保证焊接质量。
(2)焊接后热处理可以消除残余应力，同时还可以溢出残留氢。具体做法是在焊缝区板厚的2～3倍范围内，用气焊枪均匀加热到150～200℃，时间控制在30min以内，焊接预热后，应用阻燃丝棉被覆盖，使焊缝区缓慢冷却到常温。柱与柱的焊接接头，应经试验后测出焊缝收縮值，反馈到钢构件制作厂，可以作为加工参考依据(一般收缩量为2～3mm)。
(3)使用超声波探伤仪对焊缝进行内部缺陷检查，达到一级焊缝标准为合格。经检查合格的焊缝，可以进行下一道工序。不合格的焊缝应清除修补，修补用碳氢弧气刨将焊缝缺陷除掉，然后再重新施焊。一条焊缝修补不得超过两次，否则要更换母材。
3劲性混凝土墙的施工
3.1钢筋工程
由于型钢柱中有“工”型、箱型钢，主筋，箍筋与钢柱又紧靠在一起，不能按普通钢筋混凝土墙的钢筋去施工。必须在劲钢柱吊装就位固定，型钢柱焊缝经探伤合格后，方可进行钢筋分项工程的施工。在劲钢柱与梁筋相交处，必须先绘制梁筋与劲性柱内竖筋相交叉的穿筋布置图及梁筋在柱内的锚固位置、制作形式等施工大样图，然后严格按图施工。一是标准层梁底部和顶部筋均穿入其型钢按设计要求预留的穿钢筋孔后弯锚15d，钢筋穿入后，再进行机械连接(套筒冷挤压)；二是对洞顶转换层的梁，设计要求梁底筋与支托板(460mm×460mm×20mm)焊接，焊接长度不小于320mm，焊缝高度不小于15mm。其余钢筋穿过钢柱后，若梁筋在墙混凝土内水平锚固不足10d，应与钢板(100mm×200mm×20mm)塞焊。钢柱四周竖向钢筋用竖向电渣压焊方法连接起来，每段钢筋连接完后，再把箍筋一层层套上绑扎成型。
3.2模板工程
本工程墙模采用拼装大模板。待钢筋绑扎完验收合格后用塔吊吊装到位，模板材料用18mm厚胶合板，背枋用50mm×100mm木方，间距300mm，围檩为2Φ48钢管，用Φ14对拉螺杆拉结，对拉螺杆水平方向间距均为450mm，垂直方向除最上和最下一道距楼板底和面为250mm外，中间间距均为450mm。模板稳固方法：外墙内侧采用既拉又撑的方法，用钢管顶撑支撑，同时在浇筑楼面混凝土时预埋钢筋拉钩Φ6@1500，距墙边1500～2000mm，待外墙模立好后，用8号铁丝和花蓝螺丝收紧，保证外墙模板不会向外倾斜。
3.3混凝土工程
根据工程特点和施工条件，墙内混凝土同所在楼层的梁柱墙一样为一次性浇筑。本工程采用商品预制混凝土，混凝土设计强度等级为C60，应按高强混凝土的有关规定进行施工。在浇筑时，型钢柱内混凝土表面不得有积水和杂物(特别是箱型钢柱内，在施工时必须做好保护措施)，先浇筑一层100～200mm厚与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，以防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳，影响接头质量。由于模板内型钢柱与柱筋、梁筋相交叉，空隙较小且分散，所以每次分层下料的高度不应超过500mm，用长插入式高频振动器振捣，且垂直点振，不得平拉，在充分振捣密实后，再逐步分层浇筑至顶。
4质量控制
(1)考虑到本工程劲钢柱现场焊接量大，焊接质量高，要求参与焊接的施工人员必须具备相应的焊接资格，参加过大型设备安装、构件焊接施工，并具有丰富的作业经验。型钢拼接前应将构件焊接面的油、锈清除。在制作过程中，要严格控制焊接顺序和焊接质量。每一道焊接工序结束后，及时矫正，避免累加变形。
(2)所有钢材和焊接等材料必须有出厂合格证和试验报告，焊条、焊剂、药芯焊丝、熔嘴等在使用前，应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放。焊接质量要有外观检查记录和探伤报告，混凝土试块取样制作与普通混凝土相同。
(3)劲钢柱在施工时应采用经纬仪跟踪校正，结合日照、温差、焊接变形规律，以测量、安装、焊接三位一体，运用预检、预测、预控的科学方法，减少劲性钢柱的人为加工误差、吊装就位误差，满足本工程安裝高精度要求，为外墙顺利施工创造条件。
(4)必须依据《建筑钢结构焊接规程》(JGJ81-91)、《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ138-2001)、《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)、《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)中的有关规定进行施工和验收。
5 结语
总之，型钢混凝土结构剪力墙具有较高的承载力和刚度及良好的抗震性能，但其施工内容较多、施工技术要求高。为了保障主体结构的质量，我们要对各个工序的质量进行严格把关，保证工程施工顺利进行。在本工程中，通过按照以上技术工艺和质量控制要点施工，有效保证了工程质量和进度，其经验值得同类工程参考借鉴。
参考文献
[1] 荣彤;李俊青;钟伟仪.型钢——混凝土组合结构在剪力墙中的应用[J].建筑施工,2010年05期
[2] 郑臻华;刘润.框架剪力墙结构施工技术与质量控制[J].中国新技术新产品,2009年第10期