高層鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)新探

郭 濤

（陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，陜西西安 710032）

鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、工業(yè)化、裝配化、綠色環(huán)保的特點(diǎn)，使鋼結(jié)構(gòu)在建筑和橋梁領(lǐng)域具有更為廣闊的應(yīng)用前景。（1）鋼結(jié)構(gòu)建筑自身重量較輕，強(qiáng)度高。在高層建筑施工中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，對下部結(jié)構(gòu)不會產(chǎn)生較大壓力，可確保施工質(zhì)量，降低建筑地基建設(shè)成本。在相同跨度及載荷狀況下，鋼結(jié)構(gòu)重量與混凝土結(jié)構(gòu)重量之比為1∶3。（2）施工周期短。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的施工時(shí)間大幅度縮短。首先，工廠化制作，工業(yè)化生產(chǎn)可顯著提高生產(chǎn)效率；其次，構(gòu)件加工精度和質(zhì)量有保障；最后，鋼結(jié)構(gòu)施工便捷，現(xiàn)場均為干作業(yè)。（3）環(huán)保節(jié)能。鋼結(jié)構(gòu)施工在高層建筑中應(yīng)用時(shí)，將綠色環(huán)保理念凸顯，傳統(tǒng)混凝土建筑施工中，粉塵、噪聲十分常見且較為嚴(yán)重，給周圍居民生活造成影響，對環(huán)境污染較為嚴(yán)重。

1 鋼結(jié)構(gòu)施工中常遇問題

1.1 柱腳處理問題

鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際施工進(jìn)程中，柱腳處理存在以下問題：（1）錨栓連接問題。施工進(jìn)程中，受各類因素影響，柱腳錨栓未擰緊，相應(yīng)墊板與地板未焊接，使各結(jié)構(gòu)間穩(wěn)固性難以保障。（2）預(yù)埋件錨栓。預(yù)埋件錨栓未及時(shí)處理，使鋼柱地板螺栓孔未能對應(yīng)，整體布局發(fā)生偏移，主要因標(biāo)高存在偏差，未及時(shí)給予絲扣保護(hù)策略。（3）錨栓未處于垂直狀態(tài)。鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)程中，柱子安設(shè)完成后未能處于同一直線上，使鋼柱安裝存在較大偏差，建筑結(jié)構(gòu)受力不均衡，難以滿足最終驗(yàn)收要求。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)制作問題

首先，對鋼板進(jìn)行切割及下料時(shí)，翼緣板尺寸寬窄存在差異，使牛腿及H型鋼尺寸不一。切割邊緣存在顯著切割痕跡，制作工藝較為粗糙，使拼板邊緣切割垂直度難以保障。其次，組裝進(jìn)程中，焊接H型鋼時(shí)沒有組裝胎架，使H型鋼高度尺寸存在較大偏差；腹板完成對接后，施工人員對焊縫未加以重視，存在顯著凹凸現(xiàn)象。再次，焊接輕鋼H型鋼翼板開料后，再實(shí)施拼接，焊縫未裝設(shè)引熄弧板，使焊縫缺乏飽滿，邊緣存在凹坑。柱腳、牛腿焊腳未嚴(yán)格依照相關(guān)圖紙實(shí)施，造成焊縫產(chǎn)生嚴(yán)重塌邊。最后，未做好除銹及構(gòu)件運(yùn)輸堆放。除銹指鋼結(jié)構(gòu)施工前，除銹工作未落于實(shí)處，使構(gòu)件表面涂抹厚度不均，且出現(xiàn)落銹狀況。使用油漆涂抹防銹前，沒有清除構(gòu)件表面雜質(zhì)，使表面凹凸不平，流掛現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。構(gòu)件運(yùn)輸堆放指構(gòu)件運(yùn)輸及堆放進(jìn)程中，未及時(shí)給予針對性保護(hù)層，使構(gòu)件直接暴露在空氣中，一旦被雨水浸透，會增加構(gòu)件腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)安裝中問題

鋼結(jié)構(gòu)安裝進(jìn)程中，受各類因素影響，安裝質(zhì)量難以保障，存在問題主要為以下方面：其一，實(shí)際安裝前，未制定完善的施工安裝流程，未嚴(yán)格依照相關(guān)安裝標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，無法形成穩(wěn)固框架，受外界強(qiáng)烈沖擊影響，會出現(xiàn)倒坍事故。其二，錨固螺栓高度不一。針對柱腳平面未能初期測量，預(yù)埋時(shí)發(fā)生位移，使柱子位置偏移，無法保證鋼結(jié)構(gòu)安裝質(zhì)量。其三，高強(qiáng)度螺栓連接。鋼結(jié)構(gòu)施工進(jìn)程中，高強(qiáng)度螺栓的擰緊需涉及初擰、復(fù)擰、終擰，方可確保穩(wěn)定性。在實(shí)際施工中，施工人員出于施工進(jìn)度考量，未嚴(yán)格依照要求將高強(qiáng)度螺栓擰緊，難以保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。其四，端接板摩擦面間隙與規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不符。高強(qiáng)螺栓連接板發(fā)生形變，接觸面無法緊密貼合，主要由于高強(qiáng)度螺栓連接，依靠構(gòu)件連接處通過摩擦對構(gòu)件滑動進(jìn)行約束。

2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 施工圖紙審查階段

施工圖紙為鋼結(jié)構(gòu)施工的指導(dǎo)文件，高質(zhì)量施工圖紙為施工質(zhì)量核心保障。施工前加強(qiáng)圖紙審核可避免后期圖紙出現(xiàn)變更，影響施工進(jìn)度，可使施工工藝、要求與規(guī)定吻合。在圖紙審核過程中，一旦發(fā)現(xiàn)不當(dāng)部位，須立即與相關(guān)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行溝通，并進(jìn)行妥善解決，進(jìn)而保障施工質(zhì)量。加強(qiáng)設(shè)計(jì)圖紙審核可為施工提供完整的數(shù)據(jù)參數(shù)，確保項(xiàng)目設(shè)計(jì)完整性，為后期檢驗(yàn)施工環(huán)節(jié)提供便捷，針對隱蔽工程需加強(qiáng)審核力度，保證項(xiàng)目順利開展。

2.2 施工測量技術(shù)

高層鋼結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)、測量精度、準(zhǔn)確性要求較高。首先，在施工之前，為確保測量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，施工單位需擁有完整的測量系統(tǒng)以及科學(xué)、合理的施工方式，保障測量結(jié)果的精準(zhǔn)性。其次，測量前需校準(zhǔn)測量儀器，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)操作，避免校準(zhǔn)不當(dāng)造成測量結(jié)果存在誤差，增加施工質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。最后，選取測量方法，立足于項(xiàng)目實(shí)際狀況，對測量環(huán)節(jié)加以重視，測量是施工初始點(diǎn)，決定工程能否順利開展。高層建筑施工中，多以雙重控制網(wǎng)為主，利用GPS定位系統(tǒng)確定基線網(wǎng)，進(jìn)一步獲取準(zhǔn)確的建筑坐標(biāo)定位。

2.3 吊裝施工

鋼柱實(shí)際吊裝前，需明確鋼柱位置及軸線標(biāo)高，且應(yīng)反復(fù)檢查，主要內(nèi)容包含尺寸、連接板方位等，確保各項(xiàng)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)要求吻合，確定鋼柱兩端安裝中心線及標(biāo)高線，鋼柱吊裝應(yīng)嚴(yán)格遵循安裝順序，形成穩(wěn)定框架，在安裝過程中應(yīng)循序漸進(jìn)操作。首先，安裝完成吊裝各類輔助工作用具，譬如吊索用具、爬梯等。吊裝實(shí)施階段，安裝整體框架，之后實(shí)施樓板安裝，并遵循由四周擴(kuò)展，安裝主梁為首，其次為次梁。第一節(jié)鋼柱安裝中，需給予地腳螺栓架設(shè)保護(hù)套，避免地腳螺栓絲牙受損。在第一空間單元核心受力鋼柱安裝完畢后，實(shí)施主橫梁及次橫梁，將其安插于鋼梁兩端的螺孔內(nèi)部，使用臨時(shí)螺栓予以緊固。鋼梁安裝時(shí)，針對鋼梁與鋼柱連接整體垂直度以及明確軸線位置，利用限位鋼板進(jìn)行固定，位置通過多次審核校對完成。其次，主梁安裝前，將扶手桿及繩索安設(shè)于主梁上，吊裝就位后及時(shí)牢固，根據(jù)鋼梁實(shí)際跨度確定具體吊點(diǎn)位置，一般開孔位置在鋼梁翼緣部位并作為吊點(diǎn)。

針對小梁進(jìn)行吊裝時(shí)，通過多頭繩索實(shí)現(xiàn)多根吊裝或在地面組裝，再實(shí)施吊裝，以減少在高空作業(yè)的頻次及時(shí)間，降低高層施工危險(xiǎn)性。最后，鋼梁起吊就位后，測定安裝中預(yù)先留有的焊縫收縮量，通過經(jīng)緯儀測量傾斜及垂直狀況，將構(gòu)件調(diào)整至準(zhǔn)確安裝部位，使用螺栓緊固，主梁吊裝完成后，使用高強(qiáng)螺栓實(shí)施緊固，應(yīng)注意施工中使用的高強(qiáng)度螺栓規(guī)格及性能，均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，螺栓根據(jù)規(guī)格及型號存儲，施工中使用螺栓連接副緊固力平均值，在工廠內(nèi)進(jìn)行檢測。

2.4 焊接鋼結(jié)構(gòu)

高層建筑結(jié)構(gòu)中選取鋼材厚度較厚，在設(shè)計(jì)中使用大量斜柱，此類設(shè)計(jì)增加了焊接工作量，需實(shí)施大量斜焊作業(yè)，增加了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，且難以確保施工質(zhì)量。因此，為解決上述問題，焊接中使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)半自動化焊接，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行斜焊，確保焊接質(zhì)量，且提升焊接速率。確定焊接技術(shù)后，需抽調(diào)專業(yè)人員組成焊接工藝評定小組，將焊接參數(shù)進(jìn)行編制。在焊接過程中，焊接節(jié)點(diǎn)繁多，加之鋼結(jié)構(gòu)安全性較低、結(jié)構(gòu)高，給鋼結(jié)構(gòu)焊接工作提出新的挑戰(zhàn)，為提升焊接技術(shù)質(zhì)量，明確焊接順序，根據(jù)鋼材類別選取合適的焊接技術(shù)。加強(qiáng)培訓(xùn)焊接專業(yè)人員，確保人員持證上崗，對焊接后產(chǎn)品審核，特別為缺陷及內(nèi)部損傷檢測，進(jìn)而控制焊接質(zhì)量。

焊縫質(zhì)量等級檢測部分項(xiàng)目如表1所示。

表1 焊縫質(zhì)量等級檢測部分項(xiàng)目

2.5 仿真技術(shù)

高層鋼結(jié)構(gòu)施工中，鋼結(jié)構(gòu)自身重力、外界因素影響，鋼結(jié)構(gòu)焊點(diǎn)位置極易發(fā)生形變，若未能有效解決，便難以保證建筑質(zhì)量。

施工中焊點(diǎn)發(fā)生形變，主要通過仿真技術(shù)進(jìn)行檢測，在鋼結(jié)構(gòu)未發(fā)生形變前，先預(yù)測及計(jì)算，通過實(shí)施仿真試驗(yàn)，明確結(jié)構(gòu)形變特征，若發(fā)生變形應(yīng)基于針對性防護(hù)。

3 加強(qiáng)高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)策略

3.1 完善實(shí)時(shí)監(jiān)控操作系統(tǒng)

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，質(zhì)量易受外界因素影響，存在變量較多，需完善實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng)，收集施工中各類數(shù)據(jù)信息，為施工安全及可靠性做保障。當(dāng)前動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，可將施工全過程進(jìn)行展現(xiàn)，可展現(xiàn)部分盲點(diǎn)，避免隱蔽部分出現(xiàn)質(zhì)量問題，且根據(jù)收集數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合分析，為施工有序性及科學(xué)性提供支撐。

3.2 加強(qiáng)安全操作系統(tǒng)

高層建筑施工危險(xiǎn)性與普通建筑相比，系數(shù)大幅度提升，應(yīng)重視安全操作系統(tǒng)，應(yīng)確保施工人員安全，且提升施工效率及質(zhì)量。根據(jù)施工實(shí)際狀況，設(shè)置部分防護(hù)設(shè)施，從根本上遏制各類安全隱患。加強(qiáng)安全操作系統(tǒng)建設(shè)，如針對樓層缺失層面，可布設(shè)工字鋼支撐設(shè)備，為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安裝提供便捷。

3.3 實(shí)施氣象保護(hù)措施

高層鋼結(jié)構(gòu)施工中，易受外界氣候影響，如雷擊破壞，給施工人員安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，施工單位應(yīng)與氣象部門建立良好溝通，及時(shí)索取天氣狀況，避免外界因素影響，加強(qiáng)保護(hù)措施，為項(xiàng)目順利實(shí)施提供保障。

4 結(jié)語

城市化進(jìn)程不斷加快，為建筑行業(yè)帶來新的機(jī)遇，帶來相應(yīng)的挑戰(zhàn)，鋼結(jié)構(gòu)施工成為建筑行業(yè)核心技術(shù)。為了提升企業(yè)市場競爭力，掌握鋼結(jié)構(gòu)核心要點(diǎn)，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)要求操作，加強(qiáng)優(yōu)化及完善部分關(guān)鍵部位，提升鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)質(zhì)量，為項(xiàng)目質(zhì)量做以支撐。