勁性鋼板墻施工工法

1、勁性鋼板墻施工工法1、前言任何一種建筑材料都有其長處和短處。如混凝土的抗壓性能好但不能抵抗拉力；鋼材雖然抗壓強度相同，但受壓時常取決于其穩(wěn)定承載力，強度不能充分利用。為了充分發(fā)揮混凝土和鋼材這兩種材料的長處，克服其短處，把它們組合起來形成一個構件而共同工作是較好的辦法。其中，以型鋼-混凝土組合梁和鋼管混凝土柱是最佳選擇。隨著超高層建筑的不斷涌現(xiàn)，型鋼-混凝土柱、型鋼-混凝土梁、型鋼-混凝土剪力墻等結構形式層出不窮。目前型鋼-混凝土柱、型鋼-混凝土梁等技術已經(jīng)較為普遍。但是，通過技術查新型鋼-混凝土組合結構在剪力墻應用在國內(nèi)尚無先例，只是在理論研究上多次出現(xiàn)。廣州天建花園商住小區(qū)B-1棟酒店和B

2、-2棟住宅工程，為增加建筑物使用面積，同時不減少建筑物現(xiàn)有高度，在酒店1F5F、20F28F；住宅1F4F、17F23F首次采用型鋼-混凝土剪力墻結構形式。在剪力墻中加設35厚鋼板，用來提高剪力墻的承載能力和抗剪性能。該工程建筑面積106405，建筑高度155.8m。剪力墻厚度200600，長度2.3m9.6m，層高3.5m8m,混凝土強度等級C60。本工法的編制是通過此工程實踐總結而成的。2、工法特點本工法所述的型鋼-混凝土組合剪力墻（以下簡稱鋼板墻），是在剪力墻墻體內(nèi)加設一道鋼板，鋼板表面焊接抗剪連接件，與原墻體鋼筋共同受力而形成整體組合結構。與普通剪力墻結構及全鋼結構相比具有自重低、抗剪

3、性能強、承載力高、造價降低2030等優(yōu)點，是今后超高建筑（摩天大廈）的發(fā)展方向之一。本工法本著經(jīng)濟、合理、安全、易行、快速的原則，實現(xiàn)了工程質(zhì)量、工期進度、經(jīng)濟效益三者的最大化。3、適用范圍本工法適用于型鋼-混凝土組合剪力墻結構施工。4、工藝原理利用鋼材承載力大、抗剪性能好、重量輕等特性，在普通剪力墻中增設一道定型鋼板，與原有墻體鋼筋一同澆筑混凝土。在不增加墻體厚度的情況下，使墻體的承載力和建筑物的抗震能力有極大提高。5、施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝：施工準備 鋼板放樣、加工 鋼板定位 鋼板吊裝組合 鋼板固定 鋼板焊接 對拉螺栓安裝焊接 墻體鋼筋綁扎及暗柱、暗梁鋼筋處理 墻體模板安裝、

4、加固 混凝土澆注施工 拆模養(yǎng)護5.2施工操作要點5.2.1施工準備1）認真進行圖紙會審，領會設計意圖，編制專項施工方案，并組織專家對施工方案進行可行性分析、論證和焊接工藝評定；2）對現(xiàn)場施工人員進行進行詳細的技術交底，特別是有關節(jié)點做法。3）組織施工人員進行技術培訓和安全技術交底工作。5.2.2定型鋼板、加工依據(jù)吊裝設備不同吊臂長度下的吊裝能力，確定單片鋼板尺寸。單片鋼板重量不得超過相應工況下吊車起重能力?？衫L制現(xiàn)場吊車吊運范圍的示意圖，測量鋼板墻在不同位置的吊臂長度，計算其吊運能力。（見圖5.2.2）剪力墻鋼板吊裝工況分析示意圖減少鋼板的焊縫長度是保證鋼板在焊接過程中降低翹曲變形主要手段，鋼

5、板尺寸可按高度每2m為一段、長度依據(jù)墻體長度和吊車吊運能力合理裁割。依據(jù)施工方案提供模板對拉螺栓直徑、間距和暗梁、暗柱箍筋具體位置，在鋼板出廠前完成鋼板表面鉆孔和焊接肋板焊接，便于現(xiàn)場調(diào)整。型鋼板邊緣直接加工出用于焊接施工的焊角坡口，角度參照下表： 表5-1 坡口焊角度參照表序號材質(zhì)試件厚度t（mm）試件長度L（mm）試件寬度B（mm）墊板尺寸B1×t1坡口尺寸（mm）角度（a）鈍邊（mm）間隙（mm）1Q235B3560025040×847.5262Q345B1660025040×847.52634060025040×847.526鋼結構設計圖紙審核合

6、格后，由專業(yè)鋼結構加工企業(yè)按圖紙要求進行鋼構件制作。5.2.3型鋼板定位鋼板面長邊必須在樓層地板上固定牢固，保證鋼板在混凝土澆筑前的穩(wěn)定性。于鋼板起始標高處埋設預埋件。見下圖：5.2.3-1鋼板起始標高處埋設預埋件的剖面圖5.2.3-2鋼板安裝平面圖 5.2.3-3埋件大樣圖5.2.4型鋼板吊裝吊運前首先對加工制作完成的鋼板板面按設計要求進行栓釘及端頭板焊接。然后對鋼板依據(jù)不同位置進行編號，按順序進行吊裝、拼接。5.2.4鋼板安裝立面圖5.2.5型鋼固定對每塊鋼板要拉設纜風繩做為臨時固定。攬風繩可選用不小于14的鋼絲繩，拉結間距不大于2m。如下圖：5.2.5-1第一塊鋼板安裝，并拉設纜風繩穩(wěn)固

7、 5.2.5-2 AA剖面圖5.2.5-3鋼板墻現(xiàn)場實體照片5.2.6型鋼板焊接（1）、對校正合格后得鋼板依次進行水平縫及豎向縫焊接。厚板焊接采用根部手工焊封底、半自動焊中間填充、面層手工焊蓋面的焊接方式。帶襯板的焊件全部采用CO2氣體保護半自動焊焊接。每一層高最后一塊鋼板要求突出下一層的樓面上12m，便于下一層鋼板的拼接施工。（2）、施焊前準備工作：電流調(diào)試：手工電弧焊不得在母材和組對的坡口內(nèi)進行，可在試弧板上分別做短弧、長弧、正?；￠L試焊，并核對極性。CO2氣體保護焊可在試弧板上分別做焊接電流和電壓、收弧電流和收弧電壓對比調(diào)試。氣體檢驗：核定CO2氣體流量、送氣時間、滯后時間、確認氣路無阻

8、滯、無泄露。焊接材料：現(xiàn)場焊接施工所需的焊接材料和輔材，均應有質(zhì)量合格證書，施工現(xiàn)場設置專門的焊材存儲場倉庫，進行分類保管。領用人員領取時需核對焊材的質(zhì)量合格證、牌號、規(guī)格。焊條使用前均需要進行烘干處理。正式施焊前應清除定位焊焊渣、飛濺等污物。定位焊點與收弧處必須用角向磨光機修磨成緩坡狀且確認無未熔合、收縮孔等缺陷。（3）、焊接條件：手工電弧焊作業(yè)風力大于5m/s和CO2氣體保護焊作業(yè)風力大于2m/s時，未設置防風棚或沒有防風措施的部位嚴禁施焊作業(yè)。陰雨天氣露天嚴禁進行焊接施工。 厚板焊接施工時，需對焊口兩側區(qū)域進行預熱，寬度為1.5倍焊件厚度以上，且不小于100mm。當外界溫度低于常溫時，應

9、提高預熱溫度1525。若焊縫區(qū)空氣濕度大于85，應采取加熱除濕處理。（4）、焊接操作：打底層：在焊縫起點前方50 mm處的引弧板上引燃電弧，然后運弧進行焊接施工。熄弧時，電弧不允許在接頭處熄滅，而是應將電弧引帶至超越接頭處50mm的熄弧板熄弧，并填滿弧坑，運弧采用往復式運弧手法，在兩側稍加停留，避免焊肉與坡口產(chǎn)生夾角，達到平緩過度的要求。填充層：施焊前清除首層焊道上的凸起部分及引弧造成的多余部分，清除粘連在坡壁上的飛濺物及粉塵，檢查坡口邊緣有無未熔合及凹陷夾角，必須用角向磨光機清理干凈。CO2氣體流量宜控制在4055（L/min），焊絲外伸長2025mm，焊接速度控制在57mm/s，熔池保持水

10、準狀態(tài)，運焊手法采用劃斜圓方法，填充層焊接面層時，應注意均勻留出1.5mm2mm的深度，便于蓋面時能夠看清坡口邊。面層焊接：施焊前應對全焊縫進行修補，消除凹凸缺陷，保持該焊縫的連續(xù)均勻成型。面層焊縫應在最后一道焊縫焊接時，注意防止邊部出現(xiàn)咬邊缺陷。（5）、注意事項：全部焊段必須盡可能保持連續(xù)施焊，避免多次熄弧、起弧。穿越安裝連接板處工藝孔時必須盡可能將接頭送過連接板中心，接頭部位均應錯開。同一層道焊縫出現(xiàn)一次或數(shù)次停頓需再續(xù)焊時，施焊接頭需在原熄弧處后至少15mm處起弧，禁止在原熄弧處直接起弧。CO2氣體保護焊熄弧時，應待保護氣體完全停止供給、焊縫完全冷凝后方能移走焊槍。禁止電弧剛停止燃燒即移

11、走焊槍，使紅熱熔池暴露在大氣中失去CO2氣體保護。焊接過程中焊縫的層間溫度應始終控制在100150之間，在施焊過程中出現(xiàn)修補缺陷、清理焊渣所需停焊的情況造成溫度下降，則必須進行加熱處理，直至達到規(guī)定值后方能繼續(xù)焊接。焊縫出現(xiàn)裂紋時，焊工不得擅自處理，應報告焊接技術負責人，查清原因，訂出修補措施后，方可進行處理。母材焊縫，必須立即進行后熱保溫處理，后熱應在焊縫兩側各100mm寬幅均勻加熱，加熱時自邊緣向中部，又自中部向邊緣由低向高均勻加熱，嚴禁持熱源集中指向局部，后熱消氫處理加熱溫度為200-250，保溫時間按每25mm板厚1h確定。達到保溫時間后緩冷至常溫。焊后應清除飛濺物與焊渣，用焊縫量規(guī)、

12、放大鏡對焊縫外觀進行檢查，不得有凹陷、咬邊、氣孔、未熔合、裂紋等缺陷，并做好焊后自檢記錄，自檢合格后鑒上操作焊工的編號鋼印，鋼印應鑒在接頭中部距焊縫縱向50mm處，嚴禁在邊沿處鑒印，防止出現(xiàn)裂源。焊件冷至常溫24h后，進行無損檢驗，檢驗方式為UT檢測。5.2.7對拉螺栓安裝焊接采用12鋼筋，按照水平間距600、豎向間距450，由鋼結構加工廠家按照交底在鋼板上打好孔?，F(xiàn)場將對拉螺栓穿過鋼板，并將螺栓焊接在鋼板上，螺栓與鋼板相交的根部節(jié)點兩面均需焊接牢固，禁止點焊。5.2.7-1鋼板上加工完成的對拉螺栓孔 5.2.7-2焊接完成的對拉螺栓5.2.8墻體鋼筋綁扎及暗柱、暗梁處理 鋼筋的施工順序如下：

13、暗柱鋼筋綁扎對暗柱箍筋與鋼板上的豎向肋板進行焊接墻體鋼筋綁扎暗梁鋼筋綁扎對暗梁箍筋與鋼板上的橫向肋板進行焊接完成對于剪力墻鋼板安裝影響下造成的暗柱、暗梁箍筋切斷地方處理方式：（1）暗柱及柱墻節(jié)點：認真識圖，確定暗柱（柱墻）位置，在鋼板上直接加工肋板，現(xiàn)場將暗柱（柱墻）箍筋按照10倍搭接焊倍數(shù)焊接在肋板上，同時部分內(nèi)部箍筋可加工成開口箍形式進行綁扎。對于現(xiàn)場鋼板肋板位移偏差較大時，可采用與箍筋同規(guī)格、直徑的鋼筋加工L型，滿足10d搭接焊倍數(shù)，同時連接鋼板和箍筋。 5.2.8-1暗柱箍筋示意圖一 5.2.8-2暗柱箍筋示意圖二5.2.8-3柱及暗柱焊接方式 （2）暗梁：將墻體內(nèi)的暗梁箍筋與鋼板上的

14、水平肋板焊接10d單面焊接（或5d雙面焊接）。完成后將焊渣清理干凈，進行自檢及驗收，合格后方可進行下道工序。5.2.8-4暗梁箍筋焊接方式5.2.9模板安裝、加固因鋼板將墻體一分為二，同時樓層高度底層達到8m，在鋼板兩側混凝土澆筑時的側壓力較大，容易導致墻體內(nèi)型鋼板的位移、墻體模板鼓?；驌p壞，因此必須加強對拉螺栓的焊接（要求同本章節(jié)5.2.6對拉螺栓安裝焊接），通過對拉螺栓調(diào)節(jié)好型鋼板的位置，緊固螺帽固定。5.2.9混凝土施工（1）對進場的混凝土嚴格進行坍落度檢驗，達不到要求一律清退出場。（2）混凝土澆筑時采用布料機對墻體兩側均勻下料，鋼板兩面混凝土澆注時的高度差不得大于500mm，并加強混凝

15、土的振搗。（3）選用直徑30以下的小直徑混凝土振搗棒進行振搗及模板外部輔助振動器振搗。（4）在混凝土澆筑過程中禁止拆除鋼板的固定錨索，保證鋼板在墻體內(nèi)的準確位置。5.2.9-1鋼板鋼筋綁扎及拼裝示意圖5.2.9-2澆筑完成后第二塊鋼板拼裝示意圖5.2.9-3剪力墻第二段混凝土澆筑5.2.10混凝土養(yǎng)護混凝土澆注完成后采用如下措施進行養(yǎng)護處理：保水：對于豎向混凝土表面，當混凝土澆搗完約12h后，模板將拆除，在拆除時及時用塑料薄膜粘貼或用無水養(yǎng)生液進行混凝土表面封閉，以達到保水的目的。在養(yǎng)護期間，派專人隨時檢查，修復脫落的保水面層。澆水：當模板拆除后，及時澆水養(yǎng)護，為保證豎向混凝土表面濕潤，采取表

16、面掛麻袋的方式，不斷澆水達到養(yǎng)護的目的。平面混凝土可采取連續(xù)澆水的方式進行養(yǎng)護，當陽光較強時也須進行覆蓋草袋、麻袋等進行養(yǎng)護。6、材料與設備6.1材料準備：鋼板：鋼板規(guī)格、厚度按照設計要求準備。焊接材料型號：表6-1 焊接材料型號表焊接方式焊接母材焊接材料規(guī) 格備 注手工焊Q235BE434mm焊條Q345BE5015、E5016、E50184mm焊條CO2氣體保護焊Q235BJM-581.2mm焊絲（實芯）Q345BJM-581.2mm焊絲（實芯）鋼筋：鋼筋規(guī)格、直徑按照設計要求準備?；炷粒翰捎卯?shù)厣唐坊炷?，細石混凝土，坍落度?80±20mm?；炷羶?nèi)摻加緩凝劑，初凝時間控制

17、在標準狀態(tài)下超過8h，高溫條件下超過6h。6.2主要施工機械設備表：表6-2 主要施工機械設備表機械名稱機械名稱塔吊插入振動器圓盤鋸木工壓刨木工平刨手提電刨鋼筋切斷機鋼筋彎曲機電渣壓力焊直流電焊機交流電焊機02和CO2裝置直螺紋滾壓套絲機螺旋千斤頂氣焊工具對講機砂輪切割機手拉葫蘆平板車序號儀器設備名稱規(guī)格/型號單位數(shù)量1超聲波探傷儀CTS-22臺12自動安裝水準儀ZDS3臺13測溫儀300度臺24全站儀5"臺15經(jīng)緯儀J2臺27、質(zhì)量控制7.1鋼板質(zhì)量要求7.1.1主控項目 鋼材與焊接填充材料的選用應符合設計要求，并應有焊接材料廠出具的質(zhì)量證明書或檢驗報告；其化學成分和其他質(zhì)量要求必

18、須符合國家現(xiàn)行標準規(guī)定；7.1.2一般項目（1）結構用鋼板的制作必須采用機械加工，并宜由工結構制作廠承擔。（2）承擔焊接工作的焊工，應按現(xiàn)行行業(yè)標準建筑鋼結構焊接規(guī)程JGJ81規(guī)定，持證上崗。（3）鋼板的安裝應嚴格按照圖紙規(guī)定的軸線方向和位置定位；吊裝過程中應使用經(jīng)緯儀嚴格校準垂直度，并及時定位。（4）施工中應確?，F(xiàn)場型鋼板的焊接質(zhì)量，起焊縫質(zhì)量應滿足一級焊縫質(zhì)量等級要求。7.1.3鋼板驗收標準。表7-1 鋼板安裝尺寸允許偏差及外觀驗收標準項目允許偏差（mm）檢驗方法1表面平整度82m靠尺配合塞尺檢查2垂直度8用經(jīng)緯儀檢查3翹曲度4拉通線配合鋼尺檢查線7.2其他質(zhì)量要求7.2.1本工法除滿足設

19、計圖紙外，還必須執(zhí)行混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50204-2002）、建筑鋼結構焊接技術規(guī)程（JGJ81-2002）、型鋼混凝土組合結構技術規(guī)程（JGJ138-2001）相關規(guī)定。7.2.2選用細石混凝土，坍落度達到180±20mm；混凝土初凝時間為標準狀態(tài)下超過8h，高溫條件下超過6h。8、安全措施8.1、要在職工中牢牢樹立起安全第一的思想，認識到安全生產(chǎn)，文明施工的重要性，做到每天班前教育，班前總結，班前檢查，嚴格執(zhí)行安全生產(chǎn)三級教育。8.2、進入施工現(xiàn)場必須戴好安全帽，2m以上高空作業(yè)必須佩帶安全帶。8.3、吊裝前起重指揮要仔細檢查吊具是否符合規(guī)格要求，是否有損傷，所

20、有起重指揮及操作人員必須持證上崗。8.4、高空操作人員應符合高層施工體質(zhì)要求，開工前進行體檢。8.5、高空作業(yè)人員應佩帶工具袋，工具應放在工具袋中不得放在桁架或易失落的地方，所有手動工具（如手錘、扳手、撬棍），應穿上繩子套在安全帶或手腕上，防止失落傷及他人。8.6、鋼結構是良好導電體，四周應接地良好，施工用的電源線必須是膠皮電纜線，所有電動設備應安裝漏電保護開關，嚴格遵守安全用電操作規(guī)程。8.7、保持身體干爽，避免在陰雨天氣露天作業(yè)。8.8、高空作業(yè)人員嚴禁帶病作業(yè)，施工現(xiàn)場禁止酒后作業(yè)，高溫天氣做好防暑降溫工作。8.9、吊裝時應架設風速儀，風力超過6級或雷雨濃霧天氣時應禁止吊裝；夜間吊裝必須

21、保證足夠的照明，構件不得懸空過夜。8.10、氧氣、乙炔、油漆等易爆、易燃物品，應妥善保管，分類堆放，嚴禁在明火附近作業(yè)，嚴禁吸煙。9、環(huán)境保護9.1、出入現(xiàn)場車輛要保持清潔，材料堆放要整齊，施工現(xiàn)場要做到工完場清。9.2、鋼材放樣、號料要充分考慮鋼板的尺寸，避免出現(xiàn)不可用的大料，節(jié)約鋼材用量。9.3、鋼結構加工、焊接要一次到位，避免重復作業(yè)或者出現(xiàn)不合格品。9.4、焊接加工場地應確保足夠的通風，使場內(nèi)環(huán)境良好。9.5、嚴格執(zhí)行當?shù)赜嘘P環(huán)保要求的其他規(guī)定。10、效益分析10.1 混凝土用量節(jié)約：剪力墻內(nèi)增加受力加勁鋼板后，剪力墻厚度由原設計600mm厚減小為400mm厚，每道剪力墻減小0.2m。節(jié)約混凝土用量約 617.8m³。10.2 鋼筋用量節(jié)約：鋼筋比原設計降低二個等級（由原設計三級鋼16減小為三級鋼12），降低鋼筋用量約21.6%