跨多層支護(hù)結(jié)構(gòu)的地下室鋼柱施工技術(shù)

中建鋼構(gòu)有限公司 江陰 214532

隨著城市的不斷發(fā)展，大型超高層群體鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷涌現(xiàn)。面對(duì)日益緊張的土地資源，當(dāng)代建筑正逐步向地下拓展。多層地下室施工成為整個(gè)工程非常重要的環(huán)節(jié)。

上海浦東金融廣場(chǎng)項(xiàng)目地下室縱深大，面積廣，施工過程中設(shè)立多層支撐圍護(hù)，導(dǎo)致地下室鋼結(jié)構(gòu)需跨過多層此類支護(hù)結(jié)構(gòu)方可安裝就位。另外，棧橋分布位置及前期地下室塔吊吊裝能力有限，增加了地下室鋼結(jié)構(gòu)施工的難度。本文結(jié)合浦東金融廣場(chǎng)項(xiàng)目地下室鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)狀，對(duì)施工過程中出現(xiàn)的技術(shù)難題進(jìn)行論述。

1 工程簡(jiǎn)介

1.1 工程概況

浦東金融廣場(chǎng)項(xiàng)目位于上海市浦東新區(qū)世紀(jì)大道。項(xiàng)目包括3 棟辦公樓，以及1 棟商業(yè)樓。此外，緊靠1號(hào)樓西側(cè)在首層有1 棟單層公交終點(diǎn)站結(jié)構(gòu)，其屋頂同時(shí)具備廣場(chǎng)的功能。

地下室結(jié)構(gòu)標(biāo)高范圍為－18.40～－0.10 m，共4 層，十字形鋼柱地下4 層皆有分布，共332 根，最大截面尺寸為1 100 mm×350 mm×30 mm×70 mm，鋼柱最大質(zhì)量為13 t。

根據(jù)基坑施工順序及鋼結(jié)構(gòu)分布，地下室鋼結(jié)構(gòu)施工結(jié)構(gòu)階段分為1-a區(qū)（T1塔樓）、1-b區(qū)（T3塔樓）、2-a區(qū)（商業(yè)樓）、2-b區(qū)（T2塔樓）、3-a區(qū)、3-b區(qū)、4區(qū)和5區(qū)等8 個(gè)施工分區(qū)。鋼結(jié)構(gòu)吊裝分為3 個(gè)階段，第1階段為1-a區(qū)、1-b區(qū)、2-b區(qū)施工；第2階段為2-a區(qū)、5區(qū)施工；第3階段為5區(qū)、4區(qū)、3-b區(qū)施工。每個(gè)施工分區(qū)根據(jù)施工流水段劃分，具體如圖1、圖2所示。

圖1 施工分區(qū)示意

圖2 地下室結(jié)構(gòu)樓面與支護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系

2 鋼柱施工要點(diǎn)[1-5]

2.1 鋼柱施工

本工程鋼柱數(shù)量多，分布面積廣，與支撐棧橋關(guān)系復(fù)雜。鋼結(jié)構(gòu)的吊裝在土建地下室大底板混凝土澆注后開始。根據(jù)鋼柱與棧橋、支撐的關(guān)系，將地下室鋼柱分為3 種類型，A類與支撐棧橋無碰撞關(guān)系；B類鋼柱位于支撐下方，C類鋼柱位于棧橋下方。

2.1.1 A類鋼柱安裝方法

該類鋼柱與棧橋和水平支撐沒有相交，所以塔吊/汽車吊可以直接吊裝，鋼柱吊裝就位后，及時(shí)固定鋼柱柱腳螺栓，并拉設(shè)纜風(fēng)繩，待鋼柱調(diào)校完成后，點(diǎn)焊螺母，完成安裝。安裝流程如下：

（a）根據(jù)鋼柱的底標(biāo)高調(diào)整好螺桿上的螺帽，放置好墊塊。

（b）鋼柱起吊時(shí)必須邊起鉤邊轉(zhuǎn)臂使鋼柱垂直離地。當(dāng)鋼柱吊到就位上方200 mm時(shí)，停機(jī)穩(wěn)定，對(duì)準(zhǔn)螺栓孔和十字線后緩慢下落，下落中應(yīng)避免磕碰地腳螺栓絲扣。

（c）當(dāng)柱腳板進(jìn)入地腳螺栓后，檢查鋼柱四邊中心線與基礎(chǔ)十字軸線的對(duì)準(zhǔn)情況（四邊要兼顧），經(jīng)調(diào)整鋼柱的就位偏差在3 mm以內(nèi)后，再下落鋼柱，使之落實(shí)。

（d）收緊4 個(gè)方向纜風(fēng)繩，楔緊柱腳墊鐵，擰緊地腳螺栓的鎖緊螺母。如受環(huán)境條件限制，不能拉設(shè)纜風(fēng)繩時(shí)，可采用在相應(yīng)方向上采用剛性支撐方式進(jìn)行臨時(shí)固定和校正。

（e）當(dāng)鋼柱校正完畢后擰緊地腳螺栓、收緊纜風(fēng)繩，并將柱腳墊鐵與柱底板點(diǎn)焊，最后柱腳灌漿。

2.1.2 B類鋼柱安裝方法

根據(jù)鋼柱平面坐標(biāo)在相應(yīng)支撐梁上測(cè)量放線，然后根據(jù)放線位置，在支撐梁兩側(cè)的每根構(gòu)件位置上方的棧橋板上開孔（圖3），用塔吊把鋼柱吊到安裝位置附近臨時(shí)固定，再采用平板車將構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)至吊裝位置，通過塔吊設(shè)置雙扁擔(dān)完成鋼柱的抬升與安裝就位（圖4）。

圖3 棧橋開孔

圖4 B類鋼柱吊裝示意

2.1.3 C類鋼柱安裝方法

鋼柱吊裝前，在CAD中預(yù)先確定鋼柱中心位置坐標(biāo)，在相應(yīng)棧橋面上標(biāo)出中心點(diǎn)并以此點(diǎn)為圓心開設(shè)Φ100 mm的孔。鋼柱由棧橋一側(cè)吊裝至地下室相應(yīng)樓層，水平轉(zhuǎn)運(yùn)至鋼柱就位位置附近，然后用塔吊通過孔洞，用鋼絲繩吊裝就位。

實(shí)際施工中，吊裝鋼絲繩與孔洞摩擦嚴(yán)重且存在鋼絲繩端頭卡環(huán)與孔壁下部鉤掛現(xiàn)象，項(xiàng)目部發(fā)明鋼絲繩防磨損套籠（圖5），提高吊裝安全性及效率。

圖5 防磨損套籠

2.2 汽車吊站位

受現(xiàn)場(chǎng)棧橋分布及前期塔吊吊裝能力限制，本工程B2層至B1層鋼柱需采用汽車吊吊裝。為有效利用汽車吊，提高汽車吊吊裝效率，項(xiàng)目部合理安排鋼柱吊裝順序，對(duì)各分區(qū)的汽車吊選型及站位預(yù)先進(jìn)行了布置。現(xiàn)選2 個(gè)典型分區(qū)加以說明。

（a）1-a區(qū)鋼柱最大質(zhì)量為6.7 t，采用500 kN汽車吊吊裝（圖6）。

圖6 1-a區(qū)吊車站位

（b）2-a區(qū)鋼柱最大質(zhì)量為7.5 t，根據(jù)吊裝距離及構(gòu)件質(zhì)量，采用500 kN、100 kN汽車吊（圖7）。

圖7 2-a區(qū)吊車站位

2.3 首層棧橋預(yù)留

由于鋼結(jié)構(gòu)施工工藝需要，鋼柱柱頭高于首層地面，故地下1層至首層鋼柱需待棧橋拆除完成后方可吊裝。棧橋作為鋼構(gòu)件運(yùn)輸車輛的通道，其拆除順序直接影響首層鋼柱能否順利卸車并安裝。為解決上述問題，項(xiàng)目部分析各個(gè)區(qū)域地下1層鋼柱質(zhì)量及所在位置塔吊吊裝半徑（地下1層鋼柱吊裝時(shí)塔吊已更換），和總包單位協(xié)商制定合理的棧橋拆除順序，并為鋼結(jié)構(gòu)卸車及構(gòu)件堆場(chǎng)預(yù)留部分棧橋，待本區(qū)域內(nèi)地下室鋼柱安裝完畢后，預(yù)留棧橋拆除（圖8）。

圖8 棧橋預(yù)留位置

深色部分分別為1-a區(qū)、1-b區(qū)、2-b區(qū)棧橋預(yù)留位置。2-a區(qū)因施工較晚，其地下1層鋼柱施工時(shí)其余塔樓區(qū)域均出±0.00 m樓面，故無需預(yù)留。1-a區(qū)部分裙房鋼柱超出塔吊吊裝范圍，仍采用汽車吊吊裝，預(yù)留棧橋可避免因吊裝半徑增加導(dǎo)致采用的汽車吊型號(hào)增大。

3 結(jié)語

浦東金融廣場(chǎng)項(xiàng)目通過對(duì)鋼柱分類、分區(qū)，采用不同的施工方法及吊裝設(shè)備。在提高安裝效率的同時(shí)，確保施工安全且降低施工成本，為類似多層支護(hù)結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)施工提供參考和借鑒。