超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)研究

王蘭軍

[摘要]超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代化的城市建設(shè)中運(yùn)用的越來越普遍，已成為當(dāng)今建筑工程中一種重要的結(jié)構(gòu)形式，除了能夠保證建筑工程項(xiàng)目施工達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的預(yù)定要求，還能夠有效的節(jié)約城市中的土地成本，提高土地的利用率。在進(jìn)行超高層建筑結(jié)構(gòu)施工時(shí)，需要對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固與維穩(wěn)，從而確保工程的質(zhì)量?；诖耍疚姆治隽顺邔咏ㄖ摻Y(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]超高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；施工關(guān)鍵技術(shù)

一、超高層建筑的特點(diǎn)

在建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范中定義，通常將超過100米的建筑稱為超高層建筑，超高層建筑由于所占地面面積不大，但其容積率卻達(dá)到較高的水平。盡管超高層建筑地價(jià)不高，但其房價(jià)卻居高不下。這主要是由于超高層建筑面設(shè)計(jì)和施工工藝會(huì)與普遍建筑存在較大的差異，結(jié)構(gòu)和相關(guān)設(shè)施更為復(fù)雜，而且要保證結(jié)構(gòu)自身的抗震性能和荷載。

二、鋼結(jié)構(gòu)核心優(yōu)勢(shì)分析

（一）抗震性能強(qiáng)

鋼結(jié)構(gòu)住宅的抗震性能好，能夠達(dá)到7級(jí)地震不倒。其承載強(qiáng)度較高，因此，抗震性能優(yōu)越。在相同荷載條件下，鋼結(jié)構(gòu)截面最小，而在相同截面條件下，鋼結(jié)構(gòu)具有最強(qiáng)的承載力。與傳統(tǒng)磚混結(jié)構(gòu)相比，住宅質(zhì)量的層數(shù)比為3：2，即6層鋼結(jié)構(gòu)與4層磚混結(jié)構(gòu)住宅的質(zhì)量相同，但所受的地震作用小。

（二）經(jīng)濟(jì)性較好

鋼結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)在綜合投資方面，預(yù)配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)周期相對(duì)較短、資金回籠較快，因此，資金的利用率高。在新的金融環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)建造周期縮短，能實(shí)現(xiàn)資金的快速周轉(zhuǎn)，便于開發(fā)商提前還清銀行貸款，節(jié)約建設(shè)成本，增加建設(shè)效益。

（三）綠色環(huán)保性

強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)的綠色環(huán)保性主要體現(xiàn)在鋼材回收方面，回收率能夠達(dá)到90%?，F(xiàn)階段，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑中所使用的新型綠色環(huán)保材料是鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)體系，此結(jié)構(gòu)體系不含石棉，無毒無害，住宅建設(shè)施工過程產(chǎn)生的噪聲小、粉塵少。

三、超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

（一）建筑結(jié)構(gòu)的形式進(jìn)行有效的選擇

在超高層與復(fù)雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，就必須要對(duì)結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行合理有效的選擇，才能夠保證建筑結(jié)構(gòu)水平以及效率質(zhì)量的提升。所以，在建筑結(jié)構(gòu)具體的環(huán)節(jié)中，必須要對(duì)施工場地的天然的地質(zhì)條件以及巖層情況進(jìn)行全面和充分的考慮，并與這些地質(zhì)條件進(jìn)行有效的結(jié)合，從而保證復(fù)雜建筑和超高層建筑的抗震抗風(fēng)能力的設(shè)計(jì)符合實(shí)際的需求。這樣所設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，才能夠保證建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的提升，并且降低其建筑工程的整體造價(jià)和施工成本。另外，在對(duì)建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類型進(jìn)行合理的選擇的過程中，設(shè)計(jì)人員還要對(duì)其工程本身所存在的施工設(shè)計(jì)需求的合理性和造價(jià)成本等多方面進(jìn)行全面的考慮。

（二）測(cè)量與校正

按照超高層鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)，落實(shí)測(cè)量與校正，調(diào)整好鋼結(jié)構(gòu)施工中的不足之處，優(yōu)化測(cè)量與校正的環(huán)境，將其落實(shí)到鋼結(jié)構(gòu)施工內(nèi)，輔助提高鋼結(jié)構(gòu)施工的水平。

（三）地腳螺栓的預(yù)埋與固定

在鋼結(jié)構(gòu)工程中，地腳螺栓的預(yù)埋與固定的強(qiáng)度直接關(guān)系到該工程的安全性和工程質(zhì)量。在通常的施工過程中通常選擇8cm～10cm的鋼板來作為定位鋼板，以對(duì)地腳螺栓加以定位，同時(shí)也要清楚的掌握定位鋼板及鋼柱地墊板的尺寸。在鋼板底部，需要設(shè)置能夠調(diào)節(jié)和支撐的螺栓，同時(shí)還要設(shè)置固定鋼板的螺母，從而確保下部梁內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的固定工作能夠順利完成。

（四）鋼柱安置固定技術(shù)

在對(duì)鋼柱安置固定時(shí)，要清楚的掌握所有鋼柱的垂直度、標(biāo)高以及定位軸線之間的角度以及是否存在偏差。不同位置的柱節(jié)所控制的關(guān)鍵點(diǎn)是存在差異的。例如在控制首節(jié)柱時(shí)，要對(duì)定位軸線和標(biāo)高之間的關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確的把握；次節(jié)柱則需要配合垂直度來進(jìn)行測(cè)試。不同柱節(jié)的調(diào)節(jié)方法也有較大的差別，首節(jié)柱是通過螺母和定位鋼板調(diào)節(jié)來完成；次節(jié)柱則是通過對(duì)絲杠調(diào)節(jié)來完成。

（五）焊接技術(shù)

當(dāng)主梁與鋼柱間連接時(shí)，一般上、下翼緣用坡口電焊連接，腹板用高強(qiáng)螺栓連接次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強(qiáng)螺栓連接，少量再在上、下翼緣處用坡口電焊連接。焊接鋼結(jié)構(gòu)前，應(yīng)嚴(yán)格檢查焊條的合格證，并按說明書要求使用焊條焊接時(shí)，應(yīng)確保焊縫表面無裂紋、焊瘤，確保一、二級(jí)焊縫無氣孔、夾渣、弧坑、裂紋，并按要求進(jìn)行無損檢測(cè)，確保一級(jí)焊縫不出現(xiàn)咬邊。

坡口電焊連接應(yīng)先做好準(zhǔn)備，即包括：采用焊條烘焙；坡口檢查；設(shè)電弧引人（引出）板和鋼墊板，并采用點(diǎn)焊固定；清除焊接坡口、周邊的防銹漆和雜物；焊接口預(yù)熱等。

對(duì)于焊接接頭要求熔透焊對(duì)接和角接焊縫，在焊接多層梁柱時(shí)，要根據(jù)實(shí)際安裝情況，先對(duì)頂層柱、梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行焊接，然后對(duì)底部柱、梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行焊接，最后才對(duì)中間部分的柱和梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行焊接。具體焊接時(shí)需要從中間軸線柱向四周進(jìn)行對(duì)接焊接，即二個(gè)同時(shí)對(duì)稱焊接。焊縫焊完后，焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)均按二級(jí)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)。焊后24h進(jìn)行超聲波探傷檢查，對(duì)不合格的焊縫要制定返修工藝。

四、提高超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的措施

（一）完善施工的實(shí)時(shí)監(jiān)控操作

在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，由于受到外界許多不確定因素的影響，施工的進(jìn)度情況也要作出相應(yīng)的調(diào)整，為此要采取實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)對(duì)施工過程進(jìn)行有效監(jiān)控?，F(xiàn)代實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)全程跟蹤和控制，對(duì)溫度情況、施工所產(chǎn)生的振動(dòng)等內(nèi)容進(jìn)行全程記錄，對(duì)體系所收集到的信息進(jìn)行科學(xué)分析、對(duì)比，并將最終的結(jié)果反映出來，讓操控者能通過系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)對(duì)施工的進(jìn)行合理調(diào)整和安排，從而提高超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的安全性和準(zhǔn)確性。

（二）質(zhì)量管理

質(zhì)量管理滲透到超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的全部過程中。針對(duì)超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工管理，提出三點(diǎn)質(zhì)量管理的方法，（1）采用信息化的管理方法，在超高層鋼結(jié)構(gòu)工程中，引進(jìn)專業(yè)的管理軟件，存儲(chǔ)需要管理、審核的項(xiàng)目，以便落實(shí)質(zhì)量管理的措施。（2）嚴(yán)格按照超高層鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求，對(duì)工程中的文件、合同、技術(shù)方案等實(shí)行監(jiān)督，要求超高層鋼結(jié)構(gòu)中的所有內(nèi)容，都要達(dá)到質(zhì)量管理的規(guī)范要求。（3）管理好施工的圖紙，仔細(xì)校對(duì)超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中的圖樣，規(guī)范好施工的過程，維護(hù)鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量水平。

（三）協(xié)調(diào)管理

超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中的協(xié)調(diào)管理，目的是保障鋼結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)行，消除施工中存在的沖突問題。超高層鋼結(jié)構(gòu)施工期間，要求管理部門落實(shí)相關(guān)的協(xié)調(diào)組織項(xiàng)目，而且要協(xié)調(diào)好鋼結(jié)構(gòu)中的工序，掌握好超高層鋼結(jié)構(gòu)施工內(nèi)容，才能發(fā)揮協(xié)調(diào)管理的作用。

（四）安全與文明施工措施

（1）超高層建筑工程位于市中心繁華地段，人流量特別大，故在人行通道部位搭設(shè)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)棚，保證人員安全通過。（2）超高層建筑往往會(huì)吸引外來的參觀者，而這些參觀者往往會(huì)成為不安全因素，門衛(wèi)制度是否嚴(yán)格是防止危險(xiǎn)發(fā)生的第一道關(guān)口。該工程大門出入口安裝了門禁系統(tǒng)，防止外來人員隨意出入。（3）由于超高層建筑施工人員集中，對(duì)生活區(qū)布置井然有序并保持日常檢查，做到有效控制。污水的排放、垃圾的下運(yùn)必須合理安排，制定嚴(yán)格有效的實(shí)施措施，以防污染環(huán)境。例如該工程在洗泵過程中，樓層內(nèi)選擇合理位置安裝下水管，及現(xiàn)場設(shè)置沉淀池，使污水可以從下水管經(jīng)沉淀池排出；每隔8層設(shè)置一個(gè)臨時(shí)移動(dòng)水沖式廁所；樓層內(nèi)垃圾與主體進(jìn)度進(jìn)行清理下運(yùn)，現(xiàn)場垃圾覆蓋并灑水降塵，保持常態(tài)化管理，實(shí)現(xiàn)文明施工。建立好施工控制網(wǎng)，采用外控法和內(nèi)控法相結(jié)合的方法進(jìn)行施工，經(jīng)過嚴(yán)格的校對(duì)及復(fù)核，確保測(cè)量精度。

總之，隨著城市化進(jìn)程的不斷深入，城市可用的建設(shè)用地是有限的，如何更有效的合理開發(fā)用地成為了當(dāng)前城市發(fā)展的一層建筑的主要結(jié)構(gòu)選型，同時(shí)也是為超高層建筑能夠順利安全的施工提供保障，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。