對高層鋼結(jié)構(gòu)住宅施工技術(shù)問題的探討

鮮木西努爾

摘 要 本文分析了高層鋼結(jié)構(gòu)住宅施工中存在的技術(shù)問題，結(jié)合實際提出了一些解決的辦法，對制約鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的輕質(zhì)墻體材料及制作精度問題提出了一些解決的途徑。

關(guān)鍵詞 鋼結(jié)構(gòu) 住宅 墻體材料 安裝

一、概述

鋼結(jié)構(gòu)住宅具有自重輕、抗震性能好、建造速度快、拆除時對環(huán)境污染少、鋼材可以重復利用等優(yōu)勢，故近年來得到了推廣。作為一種新的結(jié)構(gòu)體系，不論是設(shè)計、業(yè)主、監(jiān)理，還是施工單位，對實踐中涉及的技術(shù)問題的處理，還處在一個探索的過程。近幾年，我們承接了一部分高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，其結(jié)構(gòu)形式均為鋼框架-核心筒結(jié)構(gòu)，樓面為現(xiàn)澆板，外墻及分戶墻為190 mm免燒磚，內(nèi)隔墻為120 mm免燒磚，GRC輕質(zhì)隔墻；由于混凝土核心筒和墻體施工與鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工相互交叉，給現(xiàn)場組織管理帶來了許多問題。

二、存在的問題及對策

1.鋼柱分段。為減少現(xiàn)場焊接工作量，加快吊裝速度，從理論上講，只要安裝用的吊車起重能力足夠，每一標準柱節(jié)的長度宜盡量長，但實際工作中存在的問題是：箱型鋼柱一般斷面較小，大部分是400 mm×400 mm，450 mm×450 mm。箱型鋼柱在制作時鋼板薄，焊縫多，如果分段太長，鋼結(jié)構(gòu)焊接產(chǎn)生的變形（焊接收縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)）難以控制和校正，也加大了運輸及內(nèi)澆混凝土的難度。從實踐的情況來看，如果按住宅層高3 m計算，每一標準柱節(jié)的長度以三層為宜，也就是柱的長度控制在9 m，這樣，箱型鋼柱的制作質(zhì)量易控制，箱型鋼柱內(nèi)澆混凝土的難度也相應(yīng)降低。箱型鋼柱內(nèi)有隔板（加勁板），特別是設(shè)有牛腿的位置，隔板間距小，因此，箱體內(nèi)用普通混凝土澆灌難度很大，而且澆筑前必須做試驗，以確定施工方案。為保證箱型鋼柱內(nèi)混凝土的質(zhì)量，優(yōu)先采用自密實混凝土。

2.施工順序。大部分高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)均為鋼框架-核心筒結(jié)構(gòu)，常見的施工順序有兩種：一種是核心筒施工與鋼結(jié)構(gòu)吊裝基本同步；另一種是核心筒采用滑模施工，使其施工速度始終比吊裝速度快一標準柱節(jié)（三層）。核心筒與鋼結(jié)構(gòu)基本同步施工，鋼框架梁與核心筒內(nèi)暗埋鋼柱的聯(lián)結(jié)節(jié)點質(zhì)量容易控制，其缺點是鋼結(jié)構(gòu)施工速度快的優(yōu)勢沒有發(fā)揮出來，而且現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)吊裝、支模、扎筋，澆混凝土等多工種交叉作業(yè)，現(xiàn)場安全危險源多，施工人員的安全得不到保證，現(xiàn)場文明施工更是難以組織。核心筒施工速度始終比鋼結(jié)構(gòu)吊裝速度快三層，其優(yōu)點是：鋼結(jié)構(gòu)施工速度快的優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)，由于筒體采用滑模施工，占用時間短。因此，現(xiàn)場交叉施工的時間少，質(zhì)量、安全及文明施工都得到有效控制。缺點是：暗埋在核心筒內(nèi)的鋼柱與鋼框架梁的聯(lián)結(jié)節(jié)點若發(fā)生位移，處理難度大。因此，施工時，對核心筒的垂直偏差及預埋構(gòu)件的精度要求較高，必須設(shè)專人負責。通過以上分析，建議對鋼框架-核心筒結(jié)構(gòu)的施工，優(yōu)選采用核心筒施工速度始終比鋼結(jié)構(gòu)吊裝速度快三層的施工順序。

另外，鋼結(jié)構(gòu)吊裝過程中的安裝順序也要進行合理規(guī)劃。對一個標準柱節(jié)而言（三層），目前吊裝的順序有兩種：第一種是鋼柱→下層主次梁→中層主次梁→上層主次梁，由下向上逐層安裝。第二種是柱→下層主梁→中層主梁→上層主梁→下層次梁→中層次梁→上層次梁。第一種施工方法的優(yōu)點是空中交叉少，安全容易保證；缺點是安裝誤差累計傳遞，有時導致最上一層構(gòu)件無法就位，鋼柱無法校正，造成返工。第二種施工方法的缺點是施工時有交叉，有一定的安全隱患，但由于采用先安裝主梁，再安裝次梁的施工方法，兼顧了各層構(gòu)件的空間關(guān)系，每層的誤差及時校正，安裝質(zhì)量容易保證，工期也較短，因此，在高層鋼結(jié)構(gòu)住宅吊裝時，宜優(yōu)選采用第二種施工方案。

3.細部節(jié)點處理。（1）鋼柱、鋼梁與外墻聯(lián)結(jié)處理。由于鋼結(jié)構(gòu)配套的外墻輕質(zhì)墻體材料發(fā)展滯后，目前外墻維護結(jié)構(gòu)均以小型砌體為主。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)比，在溫差相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的變形更大。因此，如何處理鋼結(jié)構(gòu)與外墻的聯(lián)結(jié)，使之不產(chǎn)生收縮裂縫，是質(zhì)量控制的難點。要使外墻不產(chǎn)生裂縫，外墻與鋼柱的聯(lián)結(jié)必須有一定的彈性。施工時，采取了以下措施：用TA2瓷磚膠把與鋼柱聯(lián)結(jié)的砌體直接粘牢，使砌變?yōu)檎?，中間的砌體按常規(guī)方法施工。在鋼柱與砌體結(jié)合處用300 mm寬鋼板網(wǎng)補強，使結(jié)合處整體性得到加強。通過這兩項措施，在最近幾年的回訪中，沒有用戶投訴外墻墻體開裂的問題，說明效果轉(zhuǎn)好。

（2）內(nèi)墻H型鋼的處理。高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中，與鋼柱相連的主梁、次梁均為焊接H型鋼或熱軋H型鋼，室內(nèi)裝修時，如何處理H型鋼的外表面（如圖1），使其不改變設(shè)計時的受力狀態(tài)，又要保證室內(nèi)美觀，比較經(jīng)濟而又適用的處理方法為：用石膏板把H型鋼封閉，使其與墻面平。為保證石膏板位置準確，可在H型鋼上焊角鋼，然后再固定石膏板。

三、筆者的幾點體會

1.鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式單一。目前承接的高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，大部分結(jié)構(gòu)形式均為鋼框架--鋼筋混凝土核心筒組合結(jié)構(gòu)，這種組合結(jié)構(gòu)，使傳統(tǒng)鋼筋混凝土施工與鋼結(jié)構(gòu)施工相互交叉，使鋼結(jié)構(gòu)施工速度快的優(yōu)勢難以充分體現(xiàn)，現(xiàn)場安全生產(chǎn)、文明施工不易保證。因此，框、筒結(jié)構(gòu)不是高層住宅鋼結(jié)構(gòu)的最佳組合，應(yīng)當對結(jié)構(gòu)形式進行探索和創(chuàng)新。

2.輕質(zhì)墻體材料發(fā)展滯后。鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢之一就是自重輕，能增加使用面積，要真正體現(xiàn)這一優(yōu)勢，必須大力發(fā)展輕質(zhì)墻板。目前常用的輕質(zhì)墻板：玻璃纖維增強水泥輕質(zhì)多孔隔墻條板（GRC）、蒸壓加氣混凝土板、建筑隔墻用輕質(zhì)條板、輕集料混凝土板、鋼絲網(wǎng)架水泥聚苯乙烯夾心板、金屬面夾芯板、硅鎂加氣混凝土空心輕質(zhì)板、工業(yè)灰渣混凝土空心板等。由于生產(chǎn)廠家分散，規(guī)模小，質(zhì)量參差不齊，很難同時滿足輕質(zhì)、強度高、堅固性好、吸水率小、防潮性好、隔音效果好、價格合理且與面層材料相容的要求。由于輕質(zhì)墻板發(fā)展滯后，可供選擇的范圍小，鋼結(jié)構(gòu)的圍護結(jié)構(gòu)仍然是中小型空心砌塊為主。因此，要發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)，必須打破輕質(zhì)墻體材料發(fā)展滯后的局面。

3.制作質(zhì)量需進一步提高。制約鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的一個重要因素就是：大部分鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)構(gòu)件制作的精度不能滿足要求，至使現(xiàn)場安裝時出現(xiàn)錯邊、高強螺栓穿孔率不足、焊縫超寬等質(zhì)量問題，既影響安裝速度，也影響安裝質(zhì)量。而要提高構(gòu)件的制作精度，最基本的要求：一是提高翻樣人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，積極采用國內(nèi)外比較先進的鋼結(jié)構(gòu)翻樣軟件，使第一階段不出錯。二是加強焊接工人的培養(yǎng)，使焊接人員的實際操作水平不斷提高，人員保持穩(wěn)定。三是根據(jù)工程的規(guī)模和自身實力，努力更新設(shè)備，大力推廣使用三維數(shù)控鉆床、數(shù)控平板鉆床、數(shù)控高速精細等離子切割機等能提高制作質(zhì)量的設(shè)備。四是開發(fā)熱軋箱型、圓形構(gòu)件，最大限度地使用現(xiàn)有熱軋H型鋼，盡量減少工廠焊接工作量。

參考文獻

[1]GB50205-2001. 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范.

[2]張海升.高層辦公樓鋼結(jié)構(gòu)安裝的施工方法.

[3]鮑廣鑑.鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)及實例.