超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工的主要控制要點(diǎn)

劉毅

摘要：進(jìn)入新世紀(jì)以來，超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑因其功能上的優(yōu)勢受到歡迎，建筑數(shù)量不斷增加。超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工和普通低樓層的建筑具有很多不同。本文主要是從建筑施工工藝的角度，分析了超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從鋼結(jié)構(gòu)特殊的受力控制情況出發(fā)，探討提高施工質(zhì)量和安全的措施。

關(guān)鍵字：超高層;鋼結(jié)構(gòu);施工;要點(diǎn)

超高層建筑也被稱作是摩天大樓，國家標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定超高層建筑是高度超過一百米，層數(shù)超過四十層的建筑物。超高層建筑能有效緩解城市土地緊張的困難，在有限的面積上實(shí)現(xiàn)建筑物更多的功能。但是超過從建筑和地層建筑的施工管理控制上具有很大的不同，主要表現(xiàn)就是施工工藝非常復(fù)雜，施工過程無法逆向重來。對超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工控制進(jìn)行研究，就必須從這些特點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)行綜合性研究。

1、超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工控制的主要特點(diǎn)

超高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑施工最主要的特點(diǎn)是工程的復(fù)雜性和系統(tǒng)性。系統(tǒng)工程的主要特點(diǎn)一是系統(tǒng)復(fù)雜帶來的施工管理難度的增加。超高層建筑的建筑工程結(jié)構(gòu)比樓層少的建筑，不僅是層數(shù)上增加，更是系統(tǒng)管理難度上的倍數(shù)級別的增加。這種復(fù)雜還不僅是施工的工作量增大，還有不可控因素的增加導(dǎo)致對施工過程的管理的難度增加。在進(jìn)行超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工系統(tǒng)管理中，要引入自動(dòng)控制、標(biāo)準(zhǔn)控制的理念，采用多目標(biāo)控制系統(tǒng)來提高對復(fù)雜系統(tǒng)的管理效率。二是施工目標(biāo)的多樣化讓建筑控制系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定性能受到挑戰(zhàn)。這種多目標(biāo)性的影響因素往往存在相互對立的情況，管理控制指標(biāo)要合理控制是關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是提高系統(tǒng)管理水平的重要因素。三是樓層的增加，帶來的施工影響因素也在增加。超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑會隨著建筑施工高度的增加而難度加大，影響因素中自然環(huán)境的干擾也會增加，溫度、風(fēng)力、天氣都會給施工的工藝和質(zhì)量直接造成影響。

超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工另一個(gè)主要特點(diǎn)是無法逆操作。這種不可逆的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在，對已經(jīng)完成的建筑施工部分，無法進(jìn)行重新推倒型的施工技術(shù)調(diào)整。超高層建筑具有時(shí)間管理的單向性。所以在實(shí)際施工過程中，要從這一特點(diǎn)出發(fā)，對建筑施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)超前考慮、制定施工方案，避免出現(xiàn)無法補(bǔ)救的后果。要增加工作預(yù)見性，從安全可靠的終極目標(biāo)出發(fā)，避免因工作不嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致帶來的事故災(zāi)害。超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中人是對其安全質(zhì)量帶來最重要影響的因素。每一項(xiàng)施工都離不開人的參與和執(zhí)行。所以在施工中首先要加強(qiáng)對人員的教育和培訓(xùn)，并在施工中時(shí)刻重視對人員思想動(dòng)態(tài)的掌握，體現(xiàn)出以人為本的工作理念，引導(dǎo)施工人員提高執(zhí)行力和創(chuàng)新力。

2、超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工控制的工藝流程

超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工工藝的流程主要由鋼結(jié)構(gòu)主體框架制作，現(xiàn)場鋼結(jié)構(gòu)連接等階段組成。首先鋼結(jié)構(gòu)的施工是要制作建筑需要的鋼柱和鋼梁。這種H型鋼梁、柱的構(gòu)件必須嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。原材料必須符合設(shè)計(jì)需要，鋼材的變形誤差、彎曲度等指標(biāo)都要小于千分之一的誤差值，并且在5毫米以下。在進(jìn)行H型鋼梁、柱的焊接時(shí)，要采用龍門焊機(jī)進(jìn)行，并對焊口、焊縫進(jìn)行探傷檢驗(yàn)。在對H型鋼材進(jìn)行焊接拼接時(shí)，兩翼邊緣、腹部區(qū)域的間距都要大于20厘米。在對H型鋼材必須進(jìn)行變形矯正時(shí)，要采用壓力和火焰矯正的方法用矯直機(jī)矯正。必須對需要使用的H型鋼材進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，才能進(jìn)行后續(xù)的處理操作。

超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)場施工主要是構(gòu)建的十字柱組裝流程。首先要對需要組裝的H型鋼材構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，合格的才能開始組裝，如果發(fā)現(xiàn)變形必須矯正合格后使用。在專業(yè)的組裝架上組裝十字型柱，需要采用正規(guī)的二氧化碳保護(hù)焊接工藝。在組裝中要多次檢測和矯正十字型柱的扭轉(zhuǎn)指標(biāo)，讓直線度、對角線等技術(shù)指標(biāo)在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。在組裝過程中要設(shè)定一個(gè)標(biāo)高線，以此作為基線，進(jìn)行現(xiàn)場鉆孔、焊接連接板等小型構(gòu)件。如果構(gòu)件需要進(jìn)行分段組合安裝，要做好記號分段制作，標(biāo)記清晰，保證組裝件的整體技術(shù)指標(biāo)合格。

3、超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工控制的實(shí)例分析

本文選取M省的一座總高度為300米以上的金融大廈激進(jìn)型超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工控制環(huán)節(jié)的實(shí)例分析。該建筑的主體結(jié)構(gòu)是鋼筋混凝土和鋼骨架結(jié)構(gòu)組成。大樓的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安裝精度要求高、施工控制的難度高。

在大樓的標(biāo)高控制中，通過預(yù)補(bǔ)償?shù)姆椒▉磉M(jìn)行控制。由于大廈的整體高度和重量巨大，所以豎向變形和樓體的沉降無法避免，而且數(shù)值較大。在施工控制管理中，首先要從這一特點(diǎn)出發(fā)確定施工的工藝方案。在施工過程中依據(jù)施工進(jìn)度確定每一個(gè)時(shí)間段的工況。要和實(shí)際施工同步進(jìn)行仿真分析，定期采集樓層和實(shí)際標(biāo)高和實(shí)際標(biāo)高之間的差距，從而從總高度的需要出發(fā)，設(shè)定后續(xù)樓層的補(bǔ)償高度值。要加強(qiáng)施工過程的檢測數(shù)據(jù)采集，詳細(xì)掌握第一手施工資料和信息。在整個(gè)施工全部完成的過程中，這種對標(biāo)高的檢測、計(jì)算、調(diào)整工作要持續(xù)進(jìn)行。

在大樓的外部延伸桁架的內(nèi)力控制中，采用的是二階段安裝的方法。在鋼結(jié)構(gòu)安裝中，對關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)采用分步驟安裝到位，這樣能有效減少外部延伸桁架的剛度，這樣可以控制構(gòu)件的差異變形。在施工到一定步驟后，桁架部位的差異變形全部發(fā)生后，在安裝上關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。這樣的施工方式，能讓外部延伸的桁架形成整體受力狀態(tài)，避免在安裝時(shí)產(chǎn)生新的附加應(yīng)力，從而對桁架的內(nèi)力實(shí)現(xiàn)了有效的控制。在M大廈的施工中，首先完成基礎(chǔ)及其底板，在底板基礎(chǔ)強(qiáng)度在28天的抗壓強(qiáng)度滿足情況下，進(jìn)行核心筒施工到第10-15層后，開始鋼結(jié)構(gòu)的安裝。之后會利用巨柱型的混凝土機(jī)械進(jìn)行現(xiàn)場混凝土澆筑，并為現(xiàn)澆混凝土安裝上壓型鋼板。一直采用這種方式進(jìn)行施工。在第20-25層時(shí)進(jìn)行外伸桁架的施工，暫緩關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的最終安裝，只實(shí)現(xiàn)一個(gè)初裝狀態(tài)。在施工到底50層左右時(shí)，再完成25層的桁架關(guān)鍵部位的安裝。

對超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)控制，要從超高層建筑的特點(diǎn)出發(fā)，考慮到鋼結(jié)構(gòu)的安裝優(yōu)勢，避免增大建筑受到額外應(yīng)力作用，以保障超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的質(zhì)量和安全。

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