超高層住宅型鋼混凝土柱腳創(chuàng)新施工技術(shù)應(yīng)用

蔡廣福

（上海建工五建集團有限公司，上海 200063）

0 引言

近年來，隨著我國建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，施工技術(shù)穩(wěn)步提高，超高層建筑不斷涌現(xiàn)，對結(jié)構(gòu)安全要求也越來越高。 在此情況下，型鋼混凝土（SRC）結(jié)構(gòu)在超高層建筑中的應(yīng)用日益廣泛。 與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，SRC 結(jié)構(gòu)剛度更大、承載力更強、抗震性能更好；與鋼結(jié)構(gòu)相比，SRC 結(jié)構(gòu)防火性能好、結(jié)構(gòu)局部及整體穩(wěn)定性好、節(jié)省鋼材。

結(jié)合上實泉州海上海C-8-1 地塊項目情況，針對超高層住宅型鋼混凝土柱腳的創(chuàng)新施工技術(shù)進行研究，希望能為其他類似工程提供借鑒。

1 工程概況

1.1 項目概況

上實泉州海上海C-8-1 地塊項目位于泉州市豐澤區(qū)東海灘涂回填區(qū)域內(nèi)，北臨港灣街，西臨泉寧路，南側(cè)為豐海路，東臨泉南路。

項目的總建筑面積為279 025.35 m2， 地上建筑面積為208 979.08 m2，地下建筑面積為70 046.27 m2。住宅區(qū)包括 9 棟高層住宅，其中 1#、2#、3#、5# 樓為超高層住宅。基礎(chǔ)頂面至七層樓面布置有內(nèi)置型鋼柱， 其中 1# 樓 30 根，2# 樓 35 根，3# 樓 35 根，5#樓 61 根，共計 161 根。

1.2 地質(zhì)情況

本工程場地原始地貌為海灣灘涂，現(xiàn)經(jīng)人工圍海堆填造地，原為0～-2 m 的灘涂面標(biāo)高，后期經(jīng)堆填，現(xiàn)在的鉆孔孔口標(biāo)高在4.10～6.30 m。 現(xiàn)場地形相對平坦，場地內(nèi)為空地，局部有近期堆填的施工棄土，周邊市政道路均建成，周邊環(huán)境現(xiàn)狀簡單。場地內(nèi)地質(zhì)情況主要含有較大流塑性的淤泥與淤泥質(zhì)黏土層。

根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果， 場地地下水穩(wěn)定埋深1.00～3.50 m，穩(wěn)定水位標(biāo)高 2.29～3.97 m，且地下水受晉江河口外的泉州灣海域潮汐影響較大。

1.3 型鋼混凝土柱概況

根據(jù)設(shè)計要求，本工程設(shè)計采用的型鋼混凝土柱尺寸如表1 所示。

表1 型鋼混凝土柱尺寸

2 型鋼混凝土柱柱腳的現(xiàn)行施工技術(shù)

2.1 現(xiàn)行施工工藝

根據(jù)現(xiàn)行技術(shù)及本項目原設(shè)計文件， 內(nèi)置型鋼柱柱腳做法為在底板底標(biāo)高處下挖700 mm 的坑槽并澆筑混凝土做為型鋼柱基礎(chǔ)， 通過預(yù)埋錨栓實現(xiàn)鋼柱埋板與基礎(chǔ)的固定（圖1）。鋼柱柱腳板通過螺栓與底部埋板連接， 柱腳板與埋板間縫隙的填充材料采用C40 無收縮細石混凝土或者是鐵屑砂漿。

圖1 現(xiàn)行技術(shù)的柱腳做法

2.2 現(xiàn)行技術(shù)分析

現(xiàn)行的型鋼混凝土柱柱腳做法耗時耗工，并且本項目地處泉州東海填海灘涂地區(qū)，地下水位高，僅開挖700 mm 的坑槽就需提前進行預(yù)降水措施，嚴重影響施工進度。 按現(xiàn)有設(shè)計圖紙柱腳做法施工，不僅無法滿足業(yè)主進度節(jié)點要求，而且施工成本高。

3 型鋼混凝土柱柱腳的創(chuàng)新施工技術(shù)

3.1 創(chuàng)新施工工藝

根據(jù)本工程實際需求，在施工中采用創(chuàng)新的型鋼混凝土柱柱腳施工技術(shù)，具體做法如圖2 所示。

圖2 創(chuàng)新技術(shù)的柱腳做法

（1）柱腳基礎(chǔ)基坑開挖：首先開挖土方到底板底部的標(biāo)高，進行定位放線，接著開挖柱腳基礎(chǔ)土方。 采用放坡開挖的方法來開挖柱腳基礎(chǔ)的基坑，放坡的坡腳為45 °，深度為300 mm，底邊的寬度為型鋼柱寬度加上800 mm（左右兩側(cè)各加400 mm）。

（2）進行基礎(chǔ)墊層施工，墊層厚度為150 mm。

（3）進行卷材防水以及細石混凝土保護層的施工，保護層的厚度為70 mm。

（4） 底部布設(shè)Φ10@150 單層雙向鋼筋網(wǎng)片，可以解決錨栓定位固定問題。

（5）錨栓埋設(shè)：首先將錨栓與鋼筋網(wǎng)片焊接固定，以此完成定位，同時應(yīng)確保錨栓要有足夠的錨固長度。

（6）鋼柱預(yù)埋鋼板埋設(shè)：預(yù)埋鋼板邊長比鋼柱邊長寬300 mm（圖3）；預(yù)埋鋼板與錨栓通過焊接連接，預(yù)埋鋼板焊接前應(yīng)通過經(jīng)緯儀進一步準(zhǔn)確定位后，方可施焊。

圖3 鋼柱柱腳平面

（7）鋼柱柱腳基坑混凝土澆筑：混凝土澆筑時注意成品保護，嚴禁破壞柱腳埋板，澆筑過程中保持對埋板平面定位的測設(shè)，保證定位精度。

（8）基礎(chǔ)節(jié)鋼柱吊裝：基礎(chǔ)節(jié)鋼柱長度約2 800 mm，與埋板通過螺栓連接；在吊裝過程中，鋼柱的垂直度通過經(jīng)緯儀進行校準(zhǔn)，并通過架設(shè)斜撐來進行臨時固定；吊裝到位后，柱腳板與埋板縫隙通過無收縮灌漿料填實。

3.2 新工藝創(chuàng)新點分析

（1）在新工藝中，原本700 mm 的鋼柱基礎(chǔ)深坑減少至300 mm，并且省去了坑槽支護及預(yù)降水措施，大大減小了工作量，降低了施工難度，加快了施工進度，節(jié)約成本。

（2）鋼柱基礎(chǔ)底部鋼筋網(wǎng)片的布設(shè)方便了錨栓定位，提高了鋼柱就位的精準(zhǔn)度。

（3）填充材料由灌漿料代替細石混凝土，加強了鋼柱埋板與柱腳板的密實度， 減小鋼柱偏位的可能性，提高水平精準(zhǔn)度。

4 型鋼柱吊裝

4.1 地腳螺栓埋設(shè)

首節(jié)鋼柱的施工精度尤為重要。 為此，采用二次埋設(shè)法施工。 首先在B2 層混凝土柱鋼筋綁扎施工時，使用型鋼支架用于固定地腳螺栓，并在混凝土柱澆筑過程中確保螺栓群的穩(wěn)定性。澆筑混凝土后，及時重新測量每個柱腳上地腳螺栓的位移數(shù)據(jù)和偏移情況，并根據(jù)地腳螺栓重新測量的數(shù)據(jù)對首節(jié)鋼柱柱底板進行加固處理。

4.2 鋼柱安裝

（1）在安裝鋼柱之前，先在每個地腳螺栓擰上螺母，為了確保后續(xù)鋼柱安裝的精度，需要注意保證螺母表面的高度應(yīng)為鋼柱底板的標(biāo)高。

（2）將鋼柱或鋼柱底板安裝就位。

（3）對底板或鋼柱的平整度與垂直度進行再次測量，如果出現(xiàn)誤差，可采用扳手微調(diào)底板下的螺母。

（4）擰上底板面上的螺母，即可完成鋼柱的臨時固定。

按照創(chuàng)新技術(shù)的柱腳做法進行施工時，鋼柱吊裝后需加設(shè)型鋼斜撐，而現(xiàn)有柱腳做法由于底部有一定的嵌固深度，不用再加斜撐。

4.3 鋼柱安裝要點

（1）在安裝鋼柱之前，需要再次檢查下部結(jié)構(gòu)的高度和軸線，記錄數(shù)據(jù)，與規(guī)范進行比較，若出現(xiàn)超出規(guī)范的偏差，應(yīng)該立即進行修正。

（2）安裝前，需要對鋼柱的長度、斷面、撓曲以及牛腿面的標(biāo)高進行預(yù)檢，如果出現(xiàn)問題，應(yīng)該立即將其報告給技術(shù)部門并及時采取適當(dāng)措施。

（3）安裝前，先在地面上把鋼爬梯等在鋼柱上安裝好，以便于需要登高作業(yè)時使用。

（4）鋼柱加工廠需要根據(jù)本工程的需要和要求在鋼柱的兩端設(shè)置臨時連接耳板，首節(jié)鋼柱的臨時連接耳板設(shè)置在鋼柱頂部。等到完成鋼柱的對接焊接后，對鋼柱施工進行驗收，合格后方可切割耳板。

（5）鋼柱的施工采用二點就位、一點吊裝。項目采用旋轉(zhuǎn)回直法進行鋼柱吊裝，吊點的位置在鋼柱頂部，嚴禁從鋼柱根部拖柱。

（6）鋼柱起吊時，鋼柱的根部要墊實，以此確保在起吊高柱的時候鋼柱根部不離開地面。 通過吊鉤的起升與變幅及吊臂的回轉(zhuǎn)，慢慢將鋼柱扶直，等到鋼柱停止晃動后方可繼續(xù)提升[1]。 為了使鋼柱吊裝保持穩(wěn)定，必須在鋼柱的頂部綁上2 條白棕繩，每根繩索的長度為鋼柱長度的1.2 倍。

（7）鋼柱安裝就位后，對鋼柱的垂直度和位移進行初次校核。 鋼柱底部的固定使用地腳螺栓，上層接柱的固定用夾板與安裝螺栓擰緊，拆除索具需要等到固定完成之后方可進行。拆除索具采用鋼管爬梯。

（8）安裝標(biāo)準(zhǔn)層鋼框架結(jié)構(gòu)時，先安裝外圍鋼柱。安裝完后，以外圍鋼柱為標(biāo)準(zhǔn)，安裝本流水段鋼框架結(jié)構(gòu)。

（9）在鋼柱吊裝到位后，利用接柱處的裝配板進行臨時固定，同時要及時吊裝與其存在聯(lián)系的樓層鋼梁，以便形成穩(wěn)定的節(jié)間，確保鋼柱吊裝的施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

結(jié)合上實泉州海上海C-8-1 地塊項目的具體情況，針對項目體量大、工期緊、業(yè)主銷售節(jié)點要求高及填海灘涂復(fù)雜地質(zhì)的施工重點，分析現(xiàn)有的型鋼混凝土柱柱腳做法存在的問題，對超高層住宅項目型鋼混凝土柱腳的施工技術(shù)進行創(chuàng)新應(yīng)用。通過工程實踐及綜合分析，創(chuàng)新柱腳施工技術(shù)具有可行性和經(jīng)濟性，為類似工程提供了借鑒。