南京德基廣場二期工程鋼管柱安裝全過程控制方案北京城建集團有限責任公司南京德基廣場工程項目經(jīng)理部2007年6月19日23 目 錄1工程概況12施工準備12.1吊裝機具的選擇12.2構件重量分析12.3吊裝前的準備工作13鋼管柱的安裝方法43.1澆設承臺與埋件安裝43.2搭設安裝支架53.3圓鋼柱吊裝過程及管端變形控制73.4標高確定93.5控制精度分析93.6傾角傳感器的初始值修正誤差103.7垂直度初調(diào)103.8垂直度精調(diào)113.9鋼柱固定143.10混凝土澆搗過程中的微調(diào)144鋼結構施工與基樁交叉施工配合及工藝流程155檢測方案175.1原材料檢測175.2制作過程檢測175.3焊接檢測185.4安裝質量檢測206安全管理、質量保證措施206.1安全管理措施206.2質量保證措施221工程概況本工程為“南京德基廣場二期工程地下室及裙樓標段” ，位于南京市中山路18號，是集商業(yè)、餐飲、辦公、酒店公寓為一體的綜合性超高層建筑。本工程塔樓51層（本標段為10層以下）、裙房8層、地下室5層組成，用地面積約21450m2，總建筑面積16萬m2。根據(jù)目前的設計圖紙，共有139根鋼管柱，規(guī)格有800、700mm兩種，26.716m高。本方案主要針對地下室逆作法鋼管柱的現(xiàn)場拼裝和安裝過程進行闡述，同時對鋼管柱制作、拼裝、安裝全過程的質量控制提出了要求。2施工準備2.1吊裝機具的選擇根據(jù)現(xiàn)場情況，大樓結構特點及鋼結構重量、鋼結構吊裝進度要求等因素，鋼構件吊裝選擇采用一臺100噸履帶吊作為主機，吊機41.4m主臂,14m半徑時的起重量為18.8t,有效高度為40m。另一臺25噸汽車吊作為輔機，協(xié)助主機吊裝鋼管柱。2.2構件重量分析根據(jù)圖紙計算得出鋼結構典型吊裝構件重量如下：圓管鋼柱80025 長26.7m 重量12.85噸圓管加強箍80016 長1m 五段 重量1.55噸鋼管柱總重 14.40噸通過對比起吊重量，所選吊車完全滿足該工程鋼結構的吊裝要求。2.3吊裝前的準備工作2.3.1 構件進場驗收檢查鋼構件進場后，按貨運單檢查所到構件的數(shù)量及編號是否相符，發(fā)現(xiàn)問題及時在回單上說明，反饋制作廠，以便更換補齊構件。按設計圖紙、規(guī)范及制作廠質檢報告單，對構件的質量進行驗收檢查，做好檢查記錄。為使不合格構件能在廠內(nèi)及時修改，確保施工進度，也可直接進廠檢查。主要檢查構件外形尺寸，螺孔大小和間距等。檢查用計量器具和標準應提前統(tǒng)一。制作超過規(guī)范誤差和運輸中變形的構件必須在安裝前在地面修復完成，減少高空作業(yè)。2.3.2 鋼構件堆場安排、清理按照安裝流水順序將配套好運入現(xiàn)場的鋼構件，利用現(xiàn)場的裝卸機械（主要利用現(xiàn)場吊機）盡量將其就位到吊機的回轉半徑內(nèi)。鋼構件堆放應安全、整體、防止構件受壓變形損壞。構件吊裝前必須清理干凈，特別在接觸面、摩擦面上，必須用鋼絲刷清除鐵銹、污物等。2.3.3 圓鋼柱現(xiàn)場拼接圓鋼鋼柱由于設計長度最長達到26.7m，工廠制作時分為12m、12m和2.7m三段制作（具體長度工廠按進料長度調(diào)整，分段數(shù)量和總長度不改變）?，F(xiàn)場安裝前先進行拼裝。拼裝前搭設臨時鋼平臺及工裝，以保證拼裝精度。施焊前在焊道兩側各100mm范圍均勻預熱，以保證焊接質量。拼裝完成后及時探傷及各項規(guī)范規(guī)定的檢驗，檢驗合格后方可進行吊裝。每個鋼柱四個胎架胎架示意圖2.3.4 定位軸線的檢查定位線必須重合封閉，每根定位線的總尺寸誤差是否超過控制數(shù)，定位軸線必須垂直或平行；定位軸線的檢查應由業(yè)主、監(jiān)理、總包（土建）、安裝聯(lián)合進行檢查，對檢驗的數(shù)據(jù)要統(tǒng)一認可后才能進行鋼結構吊裝。2.3.5 柱間距檢查柱間距檢查是在定位軸線被認可的前提下進行的，用標準鋼卷尺實測柱間距，柱間距的偏差值應嚴格控制在2mm以內(nèi)。2.3.6 柱中心線的檢查檢查柱中心線與定位軸線的偏差。3鋼管柱的安裝方法本工程鋼柱吊裝采用新工藝逆作法施工，我公司根據(jù)工程特點制定如下吊裝方法：3.1澆設承臺與埋件安裝鋼筋混凝土承臺安裝前在鋼柱預留洞口四周澆設如上圖所示在鋼柱安裝前，先測量定位，確定鋼柱的平面位置，然后在鋼柱平面位置處澆搗砼平臺，平臺中間預留洞口，并設置埋件（在原有硬化地坪，每個埋件用4個M16的膨脹螺栓固定，鉆孔樁就從洞口往下鉆孔）。3.2搭設安裝支架待鉆孔樁成孔后，在洞口安裝支架，支架高約2.2m，用于懸掛鋼柱。支架中心誤差控制在2mm之內(nèi)，并在相應位置進行標識，確保其定位必須正確，并與砼平臺埋件焊接牢固。安裝支架如下圖所示：3.3圓鋼柱吊裝過程及管端變形控制支架安裝完成后，先將拼裝好鋼管柱移位到將要安裝鋼管的樁孔附近，（汽車吊有效半徑范圍內(nèi)），然后用兩臺吊車將鋼管柱懸吊空中，在空中將鋼管柱調(diào)直，誤差控制在5mm以內(nèi)，使鋼管柱在空中保持豎直狀態(tài)。鋼管吊裝過程借助工作段避免頂端口變形。將灌注樁鋼筋籠吊入樁孔中，并將鋼筋籠用鋼絲繩吊掛在樁孔口處,使鋼筋籠上部露出樁孔口。緊接著吊裝鋼柱，鋼柱起吊后能垂直大地，鋼柱吊到樁孔后，將鋼管插入鋼筋籠中，鋼筋籠和鋼管緩慢放入樁孔中（備注：樁鋼筋籠單獨設置吊筋，與鋼管不發(fā)生任何連接），見下圖所示。3.4標高確定鋼柱通過支承板擱置在支架梁上，因此待支架安裝完成后，實測支架梁的頂面標高，確定支承耳板的插銷位置，這樣可以通過微調(diào)確保鋼柱標高正確。采取模具控制，確保四塊支撐板在同一個平面，且垂直于鋼管中心線。在支承耳板水平的前提下，鋼管在自重作用下基本達到垂直，盡量不耗用水平千斤頂?shù)淖饔昧Α?.5控制精度分析初調(diào)精度：J-2經(jīng)緯儀對點精度1mm；對點高度2000mm，可以達到（1+1）200011000 。細調(diào)精度：傾角傳感器靈敏度0.05度，tan0.05=0.00872=1/1145 。3.6傾角傳感器的初始值修正誤差針對鋼管加工質量與制作鋼管板材的缺陷，以及傾角傳感器底座的誤差，采取在鋼管插入樁孔之前，利用汽車吊和支架臨時將鋼管調(diào)直，將傾角傳感器（傳導線加長）裝好，采用經(jīng)緯儀與鋼管十字雙向對準后讀取傾角傳感器的角度初始值，以修正上述的誤差。X、Y方向各設2套傾角傳感器，確保其實施的精度要求。傾角傳感器設置在0.8m處，消除了鋼管工作段由于吊裝導致變形而引起的誤差。3.7垂直度初調(diào)鋼柱吊裝到位后是懸掛在支架上的，鋼柱的形狀又比較對稱，因此鋼柱安裝到位后，靠鋼柱本身的重量，可以使其基本保持垂直，其調(diào)整方法分兩步進行，含初調(diào)和精調(diào)。用經(jīng)緯儀觀察，調(diào)整鋼柱繞支架頂面轉動，以達到初步調(diào)整支架垂直度的目的。如下圖所示：3.8垂直度精調(diào)采用垂直控制系統(tǒng)對鋼柱進行垂直度微量精確調(diào)整。該系統(tǒng)的工作原理是通過傾角傳感器，將鋼柱垂直度信息傳給計算機，由計算機發(fā)指令給液壓千斤頂（千斤頂端頭設加強柱面塊體，分散鋼管承壓力），千斤頂根據(jù)指令水平頂壓鋼柱，使鋼柱垂直度達到要求，如下圖所示：1、油泵 2、壓力表3、溢流閥 4、比例閥5、油缸 6、壓力傳感器 7、傾角傳感器 8、控制器9、信號線10、軟管整個系統(tǒng)由一臺液壓泵控制4個液壓油缸，每2個油缸帶有一個比例閥，可以實現(xiàn)伸出、縮回動作的切換。選擇液壓泵主要依據(jù)系統(tǒng)內(nèi)4個頂升缸的規(guī)格、需要的頂升速度，并充分考慮液壓泵的流量對控制精度的影響。整個系統(tǒng)只選用一臺泵，可以提高系統(tǒng)的可靠性、簡化操作、提高效率。控制系統(tǒng)在泵站上設有一個主控制器，操作箱通過有線傳輸與主控制器連接，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的集中控制，數(shù)據(jù)采集以及各種故障的報警。操作箱上的觸摸屏可通過總線與主控制器通訊，實時傳遞各種參數(shù)、指令信號，同時可以輸出、保存所需數(shù)據(jù)。在自動控制狀態(tài)下、一般主畫面顯示各主要參數(shù)，如壓力、時間以及報警數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由安裝在各個點的傳感器采集并通過網(wǎng)絡傳輸；同時在手動操作狀態(tài)下，各子畫面可顯示詳細數(shù)據(jù)，同時配合按鈕、手柄操作控制設備、設置各種參數(shù)。電子控制系統(tǒng)是實現(xiàn)垂直度調(diào)節(jié)的關鍵。提供的控制系統(tǒng)是基于閉環(huán)控制系統(tǒng)理論，將鋼立柱上安裝的各傾角傳感器所采集的傾角信號作為受控參數(shù)，各液壓千斤頂受力腔內(nèi)產(chǎn)生的壓強信號作為參考量。通過傳感器采集這些信號，將這些信號傳輸至控制器?？刂破鹘邮懿⑻幚磉@些信號，通過控制各比例閥實現(xiàn)各油缸的進退動作，從而實現(xiàn)垂直度的調(diào)節(jié)。當系統(tǒng)調(diào)整過程中的誤差無法被修正時，系統(tǒng)發(fā)出錯誤報警指令，停止各執(zhí)行油缸的動作。直到該錯誤被修復，并得到操作者重新工作的指令，系統(tǒng)才恢復工作。第二步的工作流程是：（1）按照設備安裝要求安裝完成后，確認系統(tǒng)連接的完整性和各點對應關系的正確性。（2）傾角傳感器和油缸位置的放置精度直接影響到系統(tǒng)的調(diào)整精度；并注意安放位置的精度。（3）按要求設置各種參數(shù)。（4）如無異常情況，系統(tǒng)即可進入自動將所選定的鋼立柱垂直度調(diào)整至要求范圍，如有特殊情況造成系統(tǒng)報警時需由工作人員確認報警原因及相應處理措施。（5）油缸進入保壓狀態(tài)，并可在屏幕上實時監(jiān)控傾斜度情況。（6）要保證做到高垂直度，確保鋼柱能垂直地沉入土中，拼裝時需保證鋼立柱的直線性。3.9鋼柱固定鋼柱平面位置、標高、垂直度全部校正安裝到位后，要進行臨時固定。上、下部支承耳板處用限位塊固定，防止其水平滑動。3.10混凝土澆搗過程中的微調(diào)鋼管柱混凝土在澆筑時接近鋼管柱底部時（混凝土已澆筑了近34m高），混凝土向上和四周擴散程度基本一致，此時，對鋼管柱進行校正。由于鋼管突然出現(xiàn)，混凝土流動受阻，其流動方向和向上分流發(fā)生一些改變，導致對鋼管形成略有差異的側壓力，特別是在鋼管底部11.2m范圍內(nèi)有一定影響，為此需控制此部份由于混凝土澆筑帶來鋼管的偏移。調(diào)整方法是利用貼在鋼柱側面的2組4個傾角傳感器將鋼柱垂直度信息傳給計算機，由計算機發(fā)指令給液壓千斤頂，千斤頂根據(jù)指令水平頂壓鋼柱，使鋼柱垂直度達到要求；每次發(fā)現(xiàn)偏差時隨時停止混凝土澆筑1530分鐘，在此時間段內(nèi)立即將鋼柱位置調(diào)整到位。避免因調(diào)整時間過長或發(fā)現(xiàn)問題不及時而影響效果。 此部份調(diào)整應隨時密切觀察，發(fā)現(xiàn)問題及時解決，做好混凝土澆筑單位的協(xié)調(diào)配合工作。鋼柱調(diào)整到位后可進行混凝土澆搗，澆搗過程中全面監(jiān)控，以保證鋼柱的安裝精度。4鋼結構施工與基樁交叉施工配合及工藝流程地下室鋼結構施工與基樁施工密切相關，必須相互配合才能確保本工程順利實施，以下是主要的幾個配合點：4.1在鉆孔前，須在洞口處澆灌330.2m的混凝土承臺，承臺面標高5mm。4.2鉆孔樁與鋼結構安裝交替進行，當鉆孔完成后，應立即投放鋼筋籠、支架安裝、安裝鋼柱、澆灌砼，這四步應在成孔塌方前一氣呵成，這樣才能確保樁基質量。為了達到鋼柱能在最短的時間里安裝完成，安裝鋼柱的各項準備工作應事先做好。4.3為了確保鋼柱的安裝質量，防止因樁基砼強度不足面不能承受鋼柱重，懸掛鋼柱的支架必須待樁基砼強度達到50%以上，四周碎石填充后才能拆除。為不影響工程進度，樁基砼應添加早強劑，同時準備三個支架周轉。4.4為確保樁基、鋼柱定位準確，將在鉆孔前對孔位進行復測，同時樁基施工單位拿到總包、監(jiān)理對孔位軸線驗收報告后才能鉆孔。4.5施工工藝流程圖：基樁與地下鋼柱施工工藝流程圖5檢測方案5.1原材料檢測本工程中鋼材主要采用Q345B鋼材。鋼材進料時必須有材質證明書，并逐一核對材質規(guī)格尺寸，并將質保書提交監(jiān)理或甲方認可，如有必要進行抽檢。對鋼材按不同的材質進行涂色標記，還需根據(jù)定料清單編號對鋼板進行編號，以便構件加工時定料使用。原輔材料名稱主 要 檢 驗 內(nèi) 容鋼板、型鋼質保書、外觀損傷及幾何尺寸焊絲、焊條質保書、合格證、生產(chǎn)日期、外觀、型號規(guī)格焊劑質保書、濕度氣體質保書、純度5.2制作過程檢測5.2.1放樣、號料必須預留余量，預留余量按以下檢測：（1 ）氣割縫寬度：板厚<14mm 2.0mm板厚16mm<<25mm 2.5mm板厚25mm< 3.0mm（2 ）需進行端頭加工的板料考慮焊接收縮余量、熱校收縮余量、切頭余量，長度方向不少于50mm 。（3） 考慮焊接收縮余量、少量熱校收縮余量，板料寬度方向預留余量按每條焊縫收縮余量檢測如下：貼角焊縫 0.5mm全熔透焊 1.0mm（4）號料偏差應符合規(guī)范要求。5.2.2下料切割的主要的精度檢測項 目允許偏差寬度和長度3.0mm邊緣缺棱不大于1.0mm垂直度不大于板厚的5%不大于1.5mm型鋼端部傾斜值不大于2.0mm坡口角度不大于55.2.3 構件外觀檢測項 目允許偏差外觀尺寸2mm腹板中心偏移2mm端頭平齊3mm頂緊面間隙1.5mm翼緣對腹板的垂直度2mm腹板局部平面度3mm扭曲度5mm5.2.4 端銑平面的截面尺寸檢測項 目允許偏差兩端銑平時構件長度2.0兩端銑平時零件長度0.5銑平面的平面度0.3銑平面對軸線的垂直度L/15005.3焊接檢測鋼結構的焊接檢驗包括檢查和驗收兩項內(nèi)容，因而焊接檢驗不能僅僅局限于焊接完成后，應該穿插在焊接作業(yè)的全過程中。檢 驗 階 段檢 驗 內(nèi) 容焊接施工前接頭的組裝，坡口的加工，焊接區(qū)域的清理，定位焊質量。引、熄弧板安裝。焊接施工中焊接材料烘焙，焊接材料牌號、規(guī)格、焊接位置、焊接順序、焊接電流、電壓、焊接速度、預熱、層間溫度、后熱、施焊期間熔渣的清理，反面清根情況。焊接完成外觀檢查焊接縫表面形狀，焊縫尺寸、咬邊、表面氣孔、表面裂紋、焊瘤、弧坑、表面凹凸坑，引熄弧部位的處理，未溶合、鋼印等。內(nèi)部檢查氣孔、未焊透、夾渣、裂紋等焊接前的加工及裝配尺寸允許偏差按“鋼結構工程施工及驗收規(guī)范”有關規(guī)定執(zhí)行。焊縫的外形尺寸及表面缺陷允許范圍按“鋼結構工程施工及驗收規(guī)范”有關規(guī)定執(zhí)行。焊縫內(nèi)部缺陷檢查：焊縫探傷必須在外觀檢驗合格后進行。焊縫探傷檢查應在焊接24小時后進行。對接焊縫100%超聲波探傷。探傷工藝流程為： 鋼構件焊后24小時 打磨 探傷 合格 出探傷檢驗報告 不合格 返修 同一焊縫返修不能超過兩次（超過者按規(guī)范切割后重新焊接） 5.4安裝質量檢測 安裝過程中及時對下列項目進行檢測，確保安裝質量。項 目允許偏差檢測儀器備注鋼結構的定位軸線l/2000, 3.0經(jīng)緯儀L為建筑物軸線長度鋼柱定位軸線3.0經(jīng)緯儀柱頂標高5.0mm水準儀柱的垂直度1/600經(jīng)緯儀僅地下鋼柱6安全管理、質量保證措施6.1安全管理措施6.1.1安全文明管理保證體系建立以項目經(jīng)理為第一責任人的安全文明管理保證體系，項目部各部門、專業(yè)施工單位，直至班組職責明確，落實到人的項目安全管理責任制。6.1.2安全保證措施（1）施工現(xiàn)場全體人員按國家規(guī)定正確使用勞動防護用品。（2）施工現(xiàn)場各類孔洞、臨邊必須有防護設施。（3）施工臨時用電符合JGJ462005標準。（4）施工機械的操作者持證上崗，起重機械安裝須取得勞動局驗收，嚴格遵守“十不吊”規(guī)定。（5）特種作業(yè)人員持證上崗。（6）安裝頂面次結構在高空作業(yè)，一定要張掛安全網(wǎng)，操作者要帶好安全帶。并且拉好安全繩，嚴防高空墜落。（7）大型桿件安裝就位后，要注意采取必要的保護措施與臨時固定措施。（8）綁扎用的鋼絲繩應有足夠的安全系數(shù)，要加強日常的檢查，凡表面磨損、腐蝕、斷絲超過標準的、打死彎、斷股、火烤、油蕊外露的均不得使用。（9）吊鉤應有防止脫鉤的裝置。6.2質量保證措施6.2.1質量保證體系項目經(jīng)理監(jiān) 理項目總工程師技術部工程部質量部施工班組專職質量員全過程質量檢測、評定結果材料及半成品驗收按照GB/T19001-ISO9001模式成立由制度保證體系、施工保證體系和組織保證體系組成全面質量控制保證體系（見下圖），質量保證體系對質量實行全過程控制。在施工過程中把對人員的控制作為全過程控制的重點，對項目管理人員，根據(jù)職責分工，必須盡職盡責，做好本職工作，同時搞好團結協(xié)作，對不稱職的管理人員及時調(diào)整；對勞務隊伍嚴格施工資質審查，并進行考核持證上崗。樹立全員質量意識，貫徹“誰管生產(chǎn)，誰管理質量；誰施工，誰負責質量；誰操作，誰保證質量”的原則，實行工程質量崗位責任制，并采用經(jīng)濟手段來輔助質量崗位責任制的落實。6.2.2質量保證措施（1）各種測量儀器、鋼尺在施工前均送檢標定合格后使用。（2）安裝施工中各工序之間嚴格執(zhí)行“三檢制” ，保證各種偏差在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。（3）質量檢查員對各工序必須親自到場檢驗，合格后按工序進行報驗。（4）制定項目質量管理獎罰條例，促進全體職工質量管理意識，實行質量一票否決制。（5）各種厚度、接頭類型的焊接必須按照焊接工藝認真執(zhí)行，特殊部位焊接需經(jīng)必要的培訓。（6）嚴格執(zhí)行施工測量方案，保證數(shù)據(jù)及時、準確。