超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

于耀輝 王 冬 董偉強(qiáng) 藍(lán)洪春

中建八局第二建設(shè)有限公司

1 引言

根據(jù)我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，樓層數(shù)大于40層或建筑高度大于100m的建筑物可稱為超高層建筑。超高層建筑將大部分建筑空間都延伸到了上層，從而大大節(jié)省了土地資源。目前在我國(guó)一二線城市的新建建筑工程項(xiàng)目中，超高層建筑的占比正越來越高。但超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)比一般建筑難度更大，因此有必要對(duì)這方面展開深入研究。

2 超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工前的準(zhǔn)備工作

2.1 技術(shù)資料準(zhǔn)備

在超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工前首先要做好相關(guān)技術(shù)資料準(zhǔn)備，具體包括：圖紙會(huì)審資料、設(shè)計(jì)變更資料、工程洽商記錄等。同時(shí)，不但要準(zhǔn)備好相關(guān)技術(shù)資料，還要根據(jù)它們制定完善合理的施工計(jì)劃安排及指導(dǎo)方案。

2.2 施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

在超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)做好施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備，確保道路通、水電通、土地平整。由于超高層建筑主體結(jié)構(gòu)工程屬于高密度集約型工程，且施工涉及的材料和設(shè)備繁多，所以在施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備中需重點(diǎn)規(guī)劃好施工區(qū)域、起重吊裝區(qū)域、材料堆放區(qū)域等，以保證在施工過程中各道工序能夠有效開展及各類材料能夠有序供應(yīng)。

2.3 機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

由于超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工需應(yīng)用到多種多樣的機(jī)械設(shè)備，尤其是各種類型的起重吊裝設(shè)備，因此必須要在施工前先做好機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備。機(jī)械設(shè)備一要保證質(zhì)量合格，二要保證型號(hào)符合相關(guān)要求，三要保證狀態(tài)良好、能夠正常運(yùn)行。

3 超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 放線測(cè)量技術(shù)

在超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工前，先要做好放線測(cè)量工作，這樣才能夠保證施工的精確性。常用的定位放線方式有兩種：一種是直線段定位放線法，其需要利用經(jīng)緯儀來進(jìn)行測(cè)量定向及利用測(cè)距儀來進(jìn)行定位放線，該方法必須在平緩地形中才能夠使用；另一種是曲線定位放線法，當(dāng)在定位放線中遇到非直線定位放線需求時(shí)需要應(yīng)用到該方法，為方便操作及保障測(cè)量精度，其通常會(huì)結(jié)合圓線、弧線、直線等來進(jìn)行定位放線，并利用橫豎軸雙坐標(biāo)來輔助定位。為進(jìn)一步確保放線測(cè)量精度，還需采取有效地方法對(duì)定位放線進(jìn)行校核。在主要軸線點(diǎn)的定位放線校核中，常用的校核方法有兩組坐標(biāo)校核法、三邊測(cè)距交會(huì)法、三角相加之和為180°原則法等，但注意在軸線點(diǎn)的測(cè)量中不能使用兩點(diǎn)測(cè)角交會(huì)法；在工程輪廓點(diǎn)的定位放線校核中，首先需對(duì)測(cè)角前方與定點(diǎn)進(jìn)行交會(huì)，并引入第三方向作為主要校核方向，另外如果與定點(diǎn)交會(huì)的是測(cè)角后方，則此時(shí)不僅需要引入第三方向，還需引入第四方向；其次若定位放線校核的條件是四組坐標(biāo)，則必須先完成定點(diǎn)放線后再進(jìn)行測(cè)量，并在測(cè)量完畢后將測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)做比對(duì)以判斷測(cè)量精度；最后若是采用的幾何圖形法進(jìn)行定點(diǎn)放線，則在校核時(shí)需充分把握好幾何圖形之間的相互關(guān)系。在使用相關(guān)儀器來測(cè)站定向之時(shí)，需通過后視兩個(gè)確定方向來觀測(cè)方位角的符合性，若對(duì)精度要求不高也可選擇在水平角上進(jìn)行觀測(cè)，另外當(dāng)需要高程或進(jìn)行傾斜改正操作時(shí)，還需觀測(cè)天頂距。

3.2 核心筒施工技術(shù)

在超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工中，核心筒一般需要先行施工，且核心筒總體施工難度較大，必須要有效解決高空作業(yè)面及安全防護(hù)問題。在具體的核心筒施工中，可基于專用模架系統(tǒng)開展相關(guān)作業(yè)，并集成大模板系統(tǒng)、堆料平臺(tái)及混凝土布料機(jī)等，以保證作業(yè)便利和安全。再者，為方便人員運(yùn)輸，還需提前在核心筒內(nèi)設(shè)置能夠有效通往模架平臺(tái)的筒內(nèi)電梯。塔吊可選擇外掛式塔吊，附著于核心筒的側(cè)壁剪力墻上面。

4 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

4.1 鋼柱施工

鋼柱施工的第一步是吊點(diǎn)設(shè)置，一般吊點(diǎn)可設(shè)置在鋼柱兩端的焊接帶圓孔的耳板上，利用四根強(qiáng)度足夠高的單繩吊掛進(jìn)行吊運(yùn)，通過掛設(shè)倒鏈來合理調(diào)節(jié)斜柱傾斜度來維持吊裝平衡；為避免起吊時(shí)產(chǎn)生地面拖拉而造成鋼柱受損，還應(yīng)在鋼柱下墊枕木。在具體的鋼柱吊裝中應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況合理選擇吊裝方式，例如直鋼柱施工可采用一點(diǎn)起吊法，先在鋼柱接頭的內(nèi)襯板、頂板上通過焊接的方式安裝好吊耳，再于吊耳內(nèi)穿上卡環(huán)，最后在卡環(huán)上系起吊鋼絲繩，從而保證起吊后的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件保持垂直。此外還注意，如果吊耳安裝位置為內(nèi)襯板的話，則在焊接時(shí)不用割除吊耳；如果吊耳安裝位置為頂板的話，則在焊接時(shí)需要割除吊耳。

4.2 鋼梁施工

鋼梁施工是一項(xiàng)重難點(diǎn)問題，為保證施工便利和安全，應(yīng)在鋼梁構(gòu)件的加工預(yù)制環(huán)節(jié)就提前焊接好吊耳，吊耳的位置一般是選擇在上翼緣部位；吊點(diǎn)位置則應(yīng)選擇在鋼梁端頭位置，且要距離鋼構(gòu)件約1/4劇里。對(duì)于大構(gòu)件的主梁，采取捆綁法進(jìn)行吊裝是最佳的方式。在鋼梁的安裝過程中注意要分清主次順序，先安裝好主梁再進(jìn)行次梁的安裝，且鋼柱及其連接鋼梁需共同完成安裝，這樣有助于強(qiáng)化結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。對(duì)于中庭平臺(tái)梁，在吊裝提升時(shí)需同時(shí)應(yīng)用兩輛吊車進(jìn)行施工，并且在正式起吊前應(yīng)先試吊一小段，目的是觀察構(gòu)件的傾斜度及鋼絲繩的拉緊度是否符合相關(guān)要求；此外，由于中庭平臺(tái)梁自身較長(zhǎng)而兩梁間相距短，所以應(yīng)選擇退吊方式。

4.3 焊接施工

在鋼結(jié)構(gòu)施工中的焊接施工環(huán)節(jié)，應(yīng)提前清理干凈焊接表面及邊緣，焊接時(shí)保證角焊縫連工件的密貼性，并注意加強(qiáng)對(duì)焊縫周圍母材的保護(hù)以預(yù)防定位焊產(chǎn)生裂紋。

5 模板施工技術(shù)

5.1 柱模施工

在柱模施工前，先要根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行柱模板的制作，并對(duì)壓腳板、柱模板進(jìn)行有效安裝，注意頂撐需應(yīng)采用斜拉桿。柱箍的安裝是一項(xiàng)關(guān)鍵，在施工中需按照由上到下的順序，同時(shí)結(jié)合柱高、斷面尺寸等參數(shù)合理計(jì)算確定柱箍間距。以雙鋼管柱箍的施工為例：為保證柱箍與模板之間連接的緊密性，需利用木楔來進(jìn)行加固處理，且在安裝完畢后還需利用鋼管等配件來進(jìn)一步固定柱模，并確保柱模支撐為對(duì)稱固定。若柱斷面超過700mm，則可選擇以高強(qiáng)度的對(duì)拉螺桿來連接柱箍與模板，并結(jié)合實(shí)際情況合理控制好對(duì)拉螺桿之間的距離。

5.2 梁模施工

在梁模施工前需要先搭設(shè)支模架，為保證架底的平整度，可在其立桿下面設(shè)置墊木。在搭設(shè)完支模架后，再準(zhǔn)確測(cè)量找平梁底模標(biāo)高，之后進(jìn)行木枋的鋪設(shè)和高強(qiáng)度復(fù)合膠合板的鋪設(shè)，注意為保證鋪設(shè)的嚴(yán)密性，因在最后利用膩?zhàn)舆M(jìn)行適當(dāng)?shù)那堆a(bǔ)。在正式的梁模安裝過程中，需將梁側(cè)模安裝在底模上并以支架做好固定，若梁高超過600mm 則還需利用高強(qiáng)度的對(duì)拉螺桿來對(duì)兩側(cè)模板之間進(jìn)行對(duì)拉固定。

5.3 板模施工

在板模施工前也需先搭設(shè)支模架、準(zhǔn)確測(cè)量找平梁底模標(biāo)高及進(jìn)行木枋的鋪設(shè)和高強(qiáng)度復(fù)合膠合板的鋪設(shè)。注意在高強(qiáng)度復(fù)合膠合板的鋪設(shè)過程中，需從四周開始，逐漸收攏到中間，最后在中間收口。此外，為保證鋪設(shè)的嚴(yán)密性，可在最后利用木刨子做找平處理及利用膩?zhàn)舆M(jìn)行適當(dāng)?shù)那堆a(bǔ)，或者也可選擇張貼膠帶。

5.4 電梯井模板施工

通常是采用三軸鉸鏈筒模施工法來進(jìn)行電梯井模板施工，連接方式則采用層板、角鋼等。電梯井模板對(duì)尺寸具有較嚴(yán)格的要求，需要保證對(duì)邊模尺寸一致、模板長(zhǎng)寬偏差在2mm內(nèi)。在實(shí)際電梯井模板安裝中，需在井四周彈出水平線，設(shè)置操作平臺(tái)并進(jìn)行有效地固定，注意支腿需埋設(shè)至井壁，且井壁洞口不得小于20cm。一般電梯井模板可選擇采取現(xiàn)場(chǎng)拼裝施工方式，在拼裝完畢后再涂抹有效地脫模劑，之后以塔吊設(shè)備進(jìn)行吊裝。

5.5 樓梯模板施工

樓梯模板施工難度相對(duì)較大，在其實(shí)際施工過程中，首先需要在墻體上預(yù)留出一部分的鋼筋，然后再安裝固定模板并有效調(diào)整鋼筋位置，最后進(jìn)行樓梯鋼筋的綁扎作業(yè)和踏步的安裝。

5.6 模板拆除

在模板施工完畢后，還需要對(duì)模板進(jìn)行有效拆除，這是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。在模板拆除時(shí)注意避免對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊荷載，并且在側(cè)模的拆除中還要避免損傷、劃傷到混凝土結(jié)構(gòu)表面和邊角處。

5.7 混凝土施工技術(shù)

在超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工中往往會(huì)涉及許多混凝土施工作業(yè)，其首先要保證混凝土質(zhì)量合格、配比合理。在具體的混凝土澆筑中，應(yīng)遵循合理的操作次序，并采用分層澆注方式，根據(jù)實(shí)際情況選擇斜向分層澆筑、全面分層澆筑或者分段分層澆筑等。注意在澆筑過程中應(yīng)預(yù)防泌水現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)泌水后及時(shí)清理?；炷潦┕さ脑瓌t是邊澆筑邊振動(dòng)、快插慢拔、掌握好振距。在混凝土澆筑完畢后，為預(yù)防其表面形成塑性裂縫，還應(yīng)在1h～6h后進(jìn)行二次澆灌或二次壓光處理。此外，在澆筑后必須及時(shí)進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，一般常溫澆灌完畢后的6-18h 內(nèi)即要開始進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，總養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥28d。

6 超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測(cè)

由于超高層建筑主體結(jié)構(gòu)的材料大多是鋼筋和混凝土，利用這些類材料進(jìn)行施工時(shí)必須要符合相關(guān)質(zhì)量與性能要求，否則會(huì)影響到建筑安全與使用效果，因此必須要重視對(duì)主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量檢測(cè)。首先，主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測(cè)需遵循三項(xiàng)原則：一是合法性原則，即在檢測(cè)時(shí)必須要確保符合國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)要求；二是公平性原則，即在檢測(cè)時(shí)必須要給出具備嚴(yán)格法律效用的檢測(cè)報(bào)告，嚴(yán)禁出現(xiàn)舞弊現(xiàn)象；三是準(zhǔn)確性原則，即在檢測(cè)時(shí)必須要采取科學(xué)的檢測(cè)方法并端正工作態(tài)度。其次，在檢測(cè)前注意要明晰檢測(cè)重點(diǎn)，先結(jié)合主體結(jié)構(gòu)方案、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家法律法規(guī)等制定一套科學(xué)合理的檢測(cè)方案，并提前給施工單位做好交底，確保各方都充分明晰檢測(cè)的重點(diǎn)后再開展實(shí)際檢測(cè)工作。再次，在具體的主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測(cè)過程中，應(yīng)有效掌握好工作方向和重點(diǎn)，有計(jì)劃、有次序地進(jìn)行檢測(cè)，例如將梁板鋼筋保護(hù)層質(zhì)量檢測(cè)、梁柱混凝土強(qiáng)度檢測(cè)等作為第一重點(diǎn)，將鋼筋間距檢測(cè)、板厚檢測(cè)、砂漿施工質(zhì)量檢測(cè)等作為第二重點(diǎn)，其余內(nèi)容的質(zhì)量檢測(cè)則作為第三重點(diǎn)；并且，當(dāng)在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)施工質(zhì)量問題和差錯(cuò)時(shí)，應(yīng)及時(shí)下令返工，待返工完畢后再次進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，直到主體結(jié)構(gòu)的所有部分都經(jīng)質(zhì)量檢測(cè)合格后才可進(jìn)入后續(xù)施工環(huán)節(jié)。

7 結(jié)語

綜上所述，在超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工前，先要做好技術(shù)資料、施工現(xiàn)場(chǎng)及機(jī)械設(shè)備等的準(zhǔn)備工作；在實(shí)際施工過程中，需重點(diǎn)把握好放線測(cè)量技術(shù)、核心筒施工技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)、模板施工技術(shù)、混凝土施工技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)；此外在施工完畢后，還要有效開展好主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測(cè)，如此才能夠切實(shí)保證超高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。