淺述超高層核心筒豎向結(jié)構(gòu)施工對(duì)建筑功能的影響

【摘要】超高層的豎向結(jié)構(gòu)因其特殊的施工順序和結(jié)構(gòu)形式，往往會(huì)對(duì)后續(xù)建筑功能產(chǎn)生不可逆的影響，因而有必要在豎向結(jié)構(gòu)施工階段采取質(zhì)量預(yù)控措施，確保豎向結(jié)構(gòu)重要節(jié)點(diǎn)、重要工序的施工質(zhì)量，從而滿足日后的建筑使用功能。本文以廣州東塔為例，淺述超高層核心筒豎向結(jié)構(gòu)施工對(duì)后續(xù)建筑功能的影響。

【關(guān)鍵詞】超高層；豎向結(jié)構(gòu)；建筑功能

1、工程概況

1.1超高層的兩種結(jié)構(gòu)類型

超高層建筑多設(shè)計(jì)為框架核心筒結(jié)構(gòu)，根據(jù)高度的不同，又分為兩種類型。類型1：內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間鋼梁連接，外筒樓板為組合樓板的形式，如：廣州西塔、上海環(huán)球、深圳京基100大廈、廣州東塔，均為該結(jié)構(gòu)形式，高度均在400米以上。類型2：內(nèi)筒為鋼筋混凝土核心筒+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間為鋼筋混凝土梁連接，樓板為普通的鋼筋混凝土樓板，如：重慶環(huán)球、廣州高德等。建筑高度約在200～400米。

1.2廣州周大福金融中心（以下簡(jiǎn)稱廣州東塔）結(jié)構(gòu)體系

廣州東塔結(jié)構(gòu)體系：塔樓為帶加強(qiáng)層的鋼管混凝土巨型框架+筒體結(jié)構(gòu)；塔樓地上112層，計(jì)入出屋面后的高度為530m；核心筒內(nèi)部采用現(xiàn)澆混凝土樓蓋體系；核心筒之外區(qū)域采用鋼梁+混凝土樓蓋體系；核心筒外墻通過(guò)伸臂桁架及鋼梁與外框巨型鋼管柱連接共同構(gòu)成抗側(cè)結(jié)構(gòu)體系；巨柱下采用獨(dú)立基礎(chǔ)，核心筒下采用箱形基礎(chǔ)。

塔樓總共設(shè)有6道桁架層，其中環(huán)桁架ME1、ME2、ME3、ME4 分內(nèi)外兩圈并排與外筒鋼柱連接，ME5、ME6 在西里面因結(jié)構(gòu)收縮改為單排桁架；伸臂桁架為組合箱型構(gòu)件，兩端通過(guò)復(fù)雜巨柱節(jié)點(diǎn)與塔樓內(nèi)外筒連接。

2、豎向結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)

超高層核心筒豎向結(jié)構(gòu)的施工具有其特有的工序，外框結(jié)構(gòu)為鋼梁的結(jié)構(gòu)形式，適合核心筒墻體豎向結(jié)構(gòu)先行施工，樓板等水平結(jié)構(gòu)滯后施工，外框鋼結(jié)構(gòu)及梁板滯后核心筒結(jié)構(gòu)數(shù)層進(jìn)行施工。

3、豎向結(jié)構(gòu)對(duì)建筑功能的影響。

3.1超高層核心筒主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件與建筑功能

豎向結(jié)構(gòu)的施工按空間對(duì)后續(xù)工序的影響分筒內(nèi)、筒外各有不同（見(jiàn)表1）。

3.2超高層豎向結(jié)構(gòu)對(duì)建筑功能的影響

由上表可知，豎向結(jié)構(gòu)對(duì)建筑功能的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.2.1豎向結(jié)構(gòu)完成面的平面定位尺寸影響建筑的使用空間，如樓梯間、走道尺寸如果過(guò)小，會(huì)影響日后消防走道的疏散寬度。完成面的垂直度會(huì)對(duì)豎向管道的安裝造成影響，

豎向結(jié)構(gòu)完成面的平面定位尺寸影響機(jī)電管線的安裝，如廣州東塔項(xiàng)目的冷凍水管最大D700mm、雨水管最大D300mm、消防管最大D250mm，管道垂直跨越2個(gè)桁架層（垂直距離將近120m）。

3.2.2豎向結(jié)構(gòu)的垂直度還會(huì)對(duì)電梯井道的產(chǎn)生影響。廣州東塔項(xiàng)目的20m/s的超高速電梯井道垂直跨越1-95層，提升高度達(dá)440m，且高速電梯對(duì)結(jié)構(gòu)的平面定位、井道垂直度及軸線的準(zhǔn)確性的要求極為嚴(yán)格。

3.2.3豎向結(jié)構(gòu)預(yù)留鋼筋套筒影響結(jié)構(gòu)梁縱向鋼筋的位置，從而影響結(jié)構(gòu)面的標(biāo)高。預(yù)留的胡子筋影響樓層板、組合樓板鋼筋的位置，從而影響凈空高度。主筋的錯(cuò)位還會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑完成后樓板偏高、露筋等質(zhì)量問(wèn)題。樓板偏高或不平整還會(huì)嚴(yán)重影響日后精裝修地板磚、木地板等對(duì)標(biāo)高敏感的工序。

3.2.4豎向結(jié)構(gòu)的鋼筋骨架垂直度及模板垂直度不僅影響墻體還會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件的定位產(chǎn)生影響，影響鋼梁安裝。豎向結(jié)構(gòu)預(yù)留的鋼梁焊接耳板也會(huì)影響樓層鋼梁的標(biāo)高，從而影響凈空高度。

4、超高層豎向結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位、重點(diǎn)工序的質(zhì)量控制

綜上所述，應(yīng)該對(duì)以上的重點(diǎn)部位，采取質(zhì)量預(yù)控措施，使得豎向結(jié)構(gòu)對(duì)建筑功能的影響降至最低。

4.1超高層施工策略及關(guān)鍵點(diǎn)

（1）先豎向結(jié)構(gòu)，后水平結(jié)構(gòu)

（2）先內(nèi)筒結(jié)構(gòu)，后外筒結(jié)構(gòu)

（3）先鋼結(jié)構(gòu)，后鋼筋砼結(jié)構(gòu)

（4）先框架施工，后樓板施工。

豎向結(jié)構(gòu)完成面的尺寸取決于混凝土面的尺寸和定位，因此應(yīng)該對(duì)測(cè)量放線、鋼筋安裝、鋼筋預(yù)埋、模板安裝、混凝土質(zhì)量、機(jī)電預(yù)留預(yù)埋等工序進(jìn)行質(zhì)量控制。

4.2核心筒豎向結(jié)構(gòu)施工測(cè)量放線

首先將在工地周邊在三個(gè)臨邊建筑物屋頂設(shè)置高精度的首級(jí)控制網(wǎng)。以廣州市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院給提供業(yè)主三點(diǎn) GPS 測(cè)量高精度，項(xiàng)目實(shí)施小組使用全站儀對(duì)首級(jí)控制網(wǎng)數(shù)據(jù)復(fù)核。（廣州高德置地、廣州市新圖書(shū)館、利雅灣小區(qū)）。

首級(jí)測(cè)量控制點(diǎn)點(diǎn)位設(shè)置，項(xiàng)目實(shí)施小組將對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察，保證相互通視良好，點(diǎn)位采用女兒墻上安裝鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)和強(qiáng)制對(duì)中裝置，以便保證點(diǎn)位和測(cè)量精度的穩(wěn)定。然后往下布設(shè)一、二級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)，使用全站儀對(duì)一、二級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)精確測(cè)量，以來(lái)滿足施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線需要。

4.3核心筒剪力墻平面定位、垂直度質(zhì)量控制

此工序中重點(diǎn)對(duì)鋼板剪力墻及鋼筋綁扎的平面定位進(jìn)行控制，以后進(jìn)行的鋼模板合模及定位的測(cè)量復(fù)核為本工序的重點(diǎn)，因?yàn)殇撃０宓钠矫娑ㄎ粵Q定了之后混凝土成型后的尺寸。混凝土澆筑前和施工后都需對(duì)完成面的混凝土平面定位、垂直度等測(cè)量復(fù)核，及時(shí)糾偏

因此在施工的過(guò)程中，保證核心筒的平面控制點(diǎn)的精度尤為重要。監(jiān)理部采取使用激光鉛垂儀進(jìn)行豎向點(diǎn)位傳遞全過(guò)程監(jiān)控復(fù)核數(shù)據(jù)。

因?yàn)槌邔哟怪笨缭骄嚯x長(zhǎng)的特點(diǎn)，每隔一段高度設(shè)置一個(gè)測(cè)量轉(zhuǎn)換層，并定期聯(lián)測(cè)外控網(wǎng)進(jìn)行復(fù)核，轉(zhuǎn)換層與轉(zhuǎn)換層之間獨(dú)立操作，誤差不傳遞。為保證塔樓控制點(diǎn)垂準(zhǔn)線的垂直度，并最大限度接近施工區(qū)，進(jìn)行測(cè)量平臺(tái)的轉(zhuǎn)換，分別在 21 層、40 層、59 層、82 層、107 層作為階段傳遞層，并在傳遞層閉合控制網(wǎng)，平差點(diǎn)位數(shù)據(jù)，保證點(diǎn)位精度。

按照設(shè)計(jì)的要求將構(gòu)件定位至設(shè)計(jì)位置，安裝軸線定位與標(biāo)高控制是測(cè)量作業(yè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。監(jiān)理部采取全站儀對(duì)各細(xì)部構(gòu)件的三維空間點(diǎn)位測(cè)量放線全過(guò)程監(jiān)控復(fù)核數(shù)據(jù)。

4.4鋼模板的選型及質(zhì)量控制

廣州東塔采用液壓整體提升的頂模系統(tǒng)，模板使用外掛式的大型鋼模板體系。鋼模板的選型需經(jīng)各方認(rèn)可，滿足混凝土澆筑施工的要求。其強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的好壞往往會(huì)影響混凝土成型后的尺寸，包括平面定位、垂直度等。因此應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注，監(jiān)理部驗(yàn)收時(shí)對(duì)以下重點(diǎn)內(nèi)容實(shí)施監(jiān)控，質(zhì)量合格率必須達(dá)到100%：

（1）鋼模板垂直度量測(cè)；

（2）鋼模板上口是否順直及尺寸檢查；

（3）鋼模板陽(yáng)角、陰角部位加固檢查

（4）鋼模板對(duì)拉螺桿、模板拼縫連接檢查；

（5）模板檢查偏差符合規(guī)范、設(shè)計(jì)要求

超高層施工的周期很長(zhǎng)，一套鋼模板的使用次數(shù)隨著建筑的高度增加而增多。大型的鋼模板容易出現(xiàn)中部鼓起變形，拼縫不嚴(yán)等情況。因此在前期選擇強(qiáng)度高、耐久性好的鋼模板可以避免日后造成混凝土完成面尺寸的誤差。

4.5鋼筋工程中的質(zhì)量控制

此工序中重點(diǎn)檢查主筋、預(yù)留預(yù)埋鋼筋套筒、胡子筋（樓層預(yù)留板筋）的定位，避免后續(xù)樓層梁、樓板施工時(shí)出現(xiàn)鋼筋局部錯(cuò)位、漏埋。超高層核心筒墻體強(qiáng)度較高，主筋密集，后續(xù)植筋極為困難。

而在施工過(guò)程中主筋保護(hù)層不設(shè)專用墊塊，鋼網(wǎng)或骨架的安裝固定不牢固，操作人員任意踩踏鋼筋等問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致鋼筋錯(cuò)位，更嚴(yán)重會(huì)出現(xiàn)露筋現(xiàn)象。因此在鋼筋分項(xiàng)驗(yàn)收過(guò)程中，應(yīng)格外留意這些小細(xì)節(jié)，以免影響日后精裝修地板磚、木地板等對(duì)標(biāo)高敏感的工序。

4.6鋼梁預(yù)埋件及焊接耳板的質(zhì)量控制

外圍樓層板鋼梁預(yù)埋件安裝于鋼筋剪力墻內(nèi)，直接影響鋼梁安裝。應(yīng)重點(diǎn)控制鋼筋骨架垂直度及模板垂直度，以免出現(xiàn)跑模、漲模等現(xiàn)象，使得鋼梁無(wú)法安裝，或需重新增加連接板安裝。

鋼梁焊接耳板的標(biāo)高控制也是工程的重點(diǎn)，耳板是核心筒與鋼梁的連接部件，其作用相當(dāng)于牛腿。其標(biāo)高影響到鋼梁安裝，為了后續(xù)安裝的標(biāo)高符合要求，監(jiān)理部提前對(duì)核心筒預(yù)埋的耳板的進(jìn)出，標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量復(fù)核。確保鋼梁安裝標(biāo)高的精度，以免影響日后地面標(biāo)高和樓層凈高。

4.7機(jī)電預(yù)留預(yù)埋質(zhì)量控制

連梁內(nèi)口洞、消防箱洞、線槽預(yù)埋，鋼筋安裝時(shí)必須復(fù)核定位尺寸，以免影響后續(xù)機(jī)電管線的安裝。

結(jié)語(yǔ)：

超高層的豎向結(jié)構(gòu)因其特殊的施工順序和結(jié)構(gòu)形式，往往會(huì)對(duì)后續(xù)建筑功能產(chǎn)生不可逆的影響，因而有必要在豎向結(jié)構(gòu)施工階段有針對(duì)性的采取質(zhì)量預(yù)控措施，保證這些豎向結(jié)構(gòu)重要節(jié)點(diǎn)、重要工序的施工質(zhì)量，從而滿足日后的建筑使用功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]《廣州東塔項(xiàng)目測(cè)量專項(xiàng)施工方案》

[2]《超高層建筑施工工藝實(shí)例》

[3]《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工階段工程質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防》