魏 東，紀(jì)春明，肖 闖，王 彬，楊青峰

(1.濟(jì)南市工程質(zhì)量與安全中心，山東 濟(jì)南 250102； 2.中建八局第一建設(shè)有限公司，山東 濟(jì)南 250014)

0 引言

1 工程概況

中部國際設(shè)計中心項目一期總建筑面積13.3萬m2，由裙房和3棟塔樓組成，建筑形態(tài)以郁金香為設(shè)計意向，塔身賦以白色線條勾勒出花朵經(jīng)絡(luò)，呈現(xiàn)弧形花萼形態(tài)。建筑造型設(shè)計輕盈曼妙、流暢自然、渾然天成、獨具神韻，如圖1所示。

圖1 工程效果

塔樓為鋼框架-核心筒結(jié)構(gòu)，環(huán)梁主要分布于3棟塔樓地下2層至地上2層鋼管混凝土結(jié)構(gòu)中，共236根環(huán)梁，環(huán)梁最大直徑為2 100mm，最大高度為2 450mm。塔樓結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

圖2 結(jié)構(gòu)整體模型

2 環(huán)梁施工技術(shù)

2.1 環(huán)梁施工難點

1)環(huán)梁鋼筋為圓形環(huán)筋，且直徑、形狀、規(guī)格多，不易加工，加工精度要求高。

2)環(huán)梁鋼筋密集，特別是上、下部環(huán)筋，環(huán)梁上部寬度僅450mm，過于密集導(dǎo)致鋼筋定位要求高，綁扎操作空間小，綁扎完成后鋼筋間距過小，無法澆筑混凝土。

3)上、下部環(huán)筋采用焊接連接，焊接難度極大、工程量大。

4)環(huán)梁箍筋無法整箍綁扎，綁扎難度大。

5)環(huán)梁外部的混凝土框架梁鋼筋錨入環(huán)梁十分困難。

“可惡！你到底是誰？跟著我到底要干嗎？！”唐小果對著空氣喊道，使出吃奶的力氣才掙脫開。一獲自由，他便飛奔著往家里跑。

2.2 解決措施

運(yùn)用BIM建模，通過模型直觀了解環(huán)梁鋼筋排布形式，如圖3所示。環(huán)梁縱筋單排放置，鋼筋凈間距僅11mm，采用焊接連接；連接的鋼筋混凝土直梁縱筋采用彎錨形式；采用封閉式箍筋，最大凈間距75mm。

圖3 環(huán)梁BIM模型

1)鋼筋不易加工、加工精度要求高 使用專門的鋼筋加工設(shè)備彎弧機(jī)進(jìn)行加工,保證鋼筋彎曲成圓的形狀滿足要求。由于鋼筋形狀、規(guī)格繁多,應(yīng)根據(jù)圖紙進(jìn)行放樣，注意區(qū)分主筋、腰筋在不同位置形成的直徑不同。

2)環(huán)梁鋼筋過于密集無法施工 通過與設(shè)計單位溝通，在滿足環(huán)梁構(gòu)造要求的前提下，改變上、下環(huán)筋排布，由單排變?yōu)槎嗯?，增加鋼筋間距，便于混凝土施工；同時，可結(jié)合現(xiàn)場試驗，增加鋼筋根數(shù)，減小鋼筋直徑，便于環(huán)筋的加工與安裝。環(huán)梁構(gòu)造要求為：①環(huán)梁上、下環(huán)筋截面面積不小于其上、下縱筋截面面積的0.7倍；②環(huán)梁內(nèi)、外側(cè)應(yīng)設(shè)置環(huán)向腰筋，其直徑應(yīng)≥16mm，間距≤150mm；③環(huán)梁按構(gòu)造設(shè)置的箍筋直徑應(yīng)≥10mm，外側(cè)間距≤150mm。

3)上、下部環(huán)筋焊接難度大 可將環(huán)筋加工成2個半圓形，然后焊接閉合，便于環(huán)筋安裝，但1根環(huán)筋需焊接2次，焊接工程量大。經(jīng)過與設(shè)計單位溝通和現(xiàn)場試驗，最終將環(huán)筋焊接連接改為正反絲套筒連接(見圖4)，取消焊接，大大方便現(xiàn)場施工；但環(huán)筋機(jī)械連接處需加工成直段，才能套絲，否則正反絲套筒無法連接或連接質(zhì)量不滿足要求。

圖4 環(huán)筋正反絲套筒連接

4)箍筋無法整箍綁扎封閉 將箍筋加工為2段L形，其中連接環(huán)梁上部環(huán)筋和中部腰筋采用2段L形小箍筋綁扎封閉，采用一大一小L形大箍筋連接上、下部環(huán)筋和腰筋，通過正反絲套筒連接封閉，如圖5所示。

圖5 箍筋封閉形式

5)環(huán)梁外部混凝土框架梁鋼筋錨入環(huán)梁困難 可根據(jù)16G101《混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖》，將彎錨改為單面貼焊錨筋，滿足錨固要求，同時便于現(xiàn)場施工，如圖6所示。

圖6 外部混凝土梁鋼筋錨固形式

為保證環(huán)梁鋼筋順利安裝，需改變常規(guī)鋼筋安裝順序。采用逆序施工，先支設(shè)環(huán)梁底模板，環(huán)梁鋼筋綁扎完畢后安裝環(huán)梁側(cè)模板，環(huán)梁側(cè)模板采用定型圓弧模板，便于安裝和加固；環(huán)梁鋼筋從底往上、從內(nèi)往外安裝，先放置箍筋，后安裝腰筋、主筋。從底往上，一半L形大箍筋放置后，放環(huán)梁底部環(huán)筋、中部腰筋，然后安裝一半L形小箍筋，再安裝上部環(huán)筋，最后箍筋封閉，外部框架梁鋼筋錨入環(huán)梁。

為保證環(huán)梁及鋼管柱混凝土成型質(zhì)量，現(xiàn)場均采用細(xì)石自密實混凝土，設(shè)計單位及商品混凝土站共同優(yōu)化配合比，經(jīng)試配，滿足設(shè)計強(qiáng)度和現(xiàn)場方便施工要求。

2.3 施工工藝流程

1)環(huán)梁鋼筋采用原位綁扎，綁扎前先支設(shè)環(huán)梁底模板，用于支設(shè)環(huán)梁鋼筋，待環(huán)梁鋼筋綁扎完成后支設(shè)環(huán)梁側(cè)模板，為環(huán)梁鋼筋綁扎提供有利空間，如圖7所示。

圖7 環(huán)梁模板支設(shè)示意

2)綁扎時按設(shè)計間距要求先放置Ⅱ型箍筋-2，然后放置環(huán)梁底部內(nèi)側(cè)環(huán)筋，綁扎箍筋與環(huán)梁底部內(nèi)側(cè)環(huán)筋。

3)按設(shè)計間距要求放置Ⅰ型箍筋-2，然后放置環(huán)梁中部腰筋，綁扎Ⅰ型箍筋-2與環(huán)梁內(nèi)側(cè)主筋、內(nèi)側(cè)腰筋。

4)連接環(huán)梁剩余主筋、腰筋，綁扎連接中部、底部主筋與對應(yīng)箍筋，上部主筋無法與箍筋連接，先放置于環(huán)梁內(nèi)部。

5)Ⅱ型箍筋-1與Ⅱ型箍筋-2進(jìn)行套筒連接封閉，然后綁扎Ⅱ型箍筋內(nèi)部主筋、腰筋。

6)對Ⅰ型箍筋-1與Ⅰ型箍筋-2進(jìn)行封閉綁扎，然后綁扎Ⅰ型箍筋內(nèi)剩余主筋，綁扎完成后綁扎拉筋。

7)與環(huán)梁連接的外部直鋼筋混凝土框架梁主筋進(jìn)行單面貼焊后錨入環(huán)梁內(nèi)。

8)因環(huán)梁外圍連接直鋼筋混凝土梁，環(huán)梁模板需根據(jù)每個環(huán)梁直線混凝土梁數(shù)量及位置進(jìn)行定制裁割。環(huán)梁模板由若干個20mm厚帶茬口的圓弧狀木模板組合而成 ，背楞采用40mm×80mm方鋼配合對拉螺栓進(jìn)行加固。

9)因環(huán)梁內(nèi)鋼筋主筋、箍筋間距較小，鋼筋密度較大，環(huán)梁混凝土采用C40細(xì)石自密實混凝土，與環(huán)梁相接的直線混凝土梁采用C35混凝土，因此在環(huán)梁與框架梁接頭位置設(shè)混凝土隔離網(wǎng)?；炷翝仓皺z查環(huán)梁側(cè)面、底部及頂部的保護(hù)層厚度，確保保護(hù)層厚度符合規(guī)范要求方可進(jìn)行混凝土澆筑，混凝土澆筑過程中選用小型振動棒進(jìn)行振搗，確保環(huán)梁內(nèi)混凝土澆筑密實。

現(xiàn)場成型環(huán)梁如圖8所示。

圖8 環(huán)梁成型效果

3 結(jié)語

本工程地下2層至地上2層3棟塔樓共有236根環(huán)梁，目前已全部施工完畢。環(huán)梁為塔樓施工的關(guān)鍵，通過研究應(yīng)用鋼-混組合結(jié)構(gòu)中超大截面環(huán)梁施工技術(shù)，可縮短塔樓整體工期60d，節(jié)約成本約110萬元。

該技術(shù)的應(yīng)用可解決本項目鋼-混組合結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵節(jié)點的施工難題，保證工程施工安全和質(zhì)量，同時縮短工期，對于類似鋼-混組合結(jié)構(gòu)中大截面混凝土環(huán)梁施工具有一定的借鑒意義。