某超高層鋼骨混凝土結構施工質量控制要點研究

孔 希 紅

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，傳統(tǒng)的高層建筑已經不能滿足當下人們的需求和城市的發(fā)展。為節(jié)約建筑的建筑面積，提高建筑的容積率，提高城市的公眾形象，超高層建筑應運而生[1]。目前我國多數城市已經具備超高層建筑，在對超高層建筑進行設計、施工時，由于超高層建筑的特點，多數構件會存在超限的現象。建筑高度越高，建筑所受到的地震作用力和風荷載也會越來越大，加之自身的自重，超高層建筑中所用的構件尺寸也越來越大。為減小超高層建筑內構件的尺寸，提高建筑的使用面積，需在超高層建筑中使用新型的結構材料。如在超高層建筑中使用鋼骨混凝土作為結構框架柱的主要承載材料，可一定程度的降低柱構件的軸壓比，提高柱構件的承載力等。但將鋼骨混凝土應用于超高層建筑中時，由于鋼骨混凝土自身的特點，造成在施工時存在一定的難點和不易施工操作的部位，因此為提高鋼骨混凝土的施工質量，施工時需對結構設計進行優(yōu)化，以便于施工。本文以某工程為例，分析鋼骨混凝土在超高層建筑中的應用。

1 工程概況

某超高層建筑為地上44層建筑，建筑總高度約為250 m，結構形式為型鋼混凝土框架和鋼筋混凝土筒體復合結構，擬作為大型購物廣場。該樓的框架主梁和框架柱構件使用鋼骨混凝土作為主要建筑材料，次梁構件使用鋼筋混凝土作為主要建筑材料，所使用的型鋼截面主要為H形、箱型和十字形，建筑用鋼量約為1.5萬t。該樓的結構形式較為復雜，目前在我國應用量較少，因此以該工程作為案例進行分析具有現實指導意義。

2 施工難點

根據傳統(tǒng)的鋼骨混凝土框架柱和梁、鋼筋混凝土次梁的施工經驗，結合本工程項目的特點，得到本工程施工難點主要有：

1)核心筒內設置了大量的不連續(xù)鋼骨混凝土暗柱，此類暗柱體系不能與外部框架結構形成一個整體，安裝時較為困難，且安裝施工與其他土建施工互相交叉，影響施工工期和暗柱的施工質量。

2)核心筒與周圍的框架結構通過梁連接，這些梁包括鋼骨混凝土組合主梁和鋼筋混凝土次梁，由于梁類構件與核心筒連接節(jié)點的特殊性和復雜性，影響核心筒周圍模板的安裝及其他施工工序的進行。

3)核心筒外側框架整體呈曲線式向內收斂，鋼骨混凝土柱、梁構件夾角并非為直角，且此類構件截面尺寸較大，節(jié)點內部鋼筋較多，綁扎鋼筋和澆筑此處混凝土時較為復雜。

4)內部混凝土結構與外側鋼結構施工時為同步施工，交叉作業(yè)量大，不可避免的會產生相應的施工工序沖突，因此施工現場需進行協(xié)調、配合的工作量大、難度高。

3 節(jié)點深化設計

鋼骨混凝土結構的梁柱節(jié)點等截面尺寸較大，且節(jié)點連接復雜。在節(jié)點處不可避免的會出現土建部分與機電等其他專業(yè)碰撞等，從而影響正常施工，延誤施工工期[2]。

3.1 間斷性暗柱深化設計

超高層建筑核心筒內存在大量的間斷性鋼骨混凝土暗柱，此類暗柱不能與主體結構外側的鋼骨混凝土結構形成有效的框架體系。在綁扎核心筒部位的豎向鋼筋和澆筑混凝土時需將暗柱的型鋼進行固定，在施工過程中交叉作業(yè)較多，暗柱的垂直度和定位控制難度較大，影響施工工期。

經施工單位與設計單位及建設單位等溝通，并經過設計單位的復核計算，將核心筒內部的間斷性鋼骨混凝土暗柱設計為通長布置。施工時在核心筒內的鋼骨混凝土柱間設置臨時支撐將暗柱進行固定。采取這種方法可降低工作量，提高施工效率，有效的縮短施工工期，降低重復操作的施工成本。

3.2 核心筒體與外側鋼骨梁節(jié)點優(yōu)化設計

由于外側鋼骨梁截面尺寸較大，鋼骨梁與核心筒間的連接節(jié)點尺寸也較大，其梁與核心筒間的夾角也并非為90°，中部結構每層的夾角均不同，夾角隨結構的高度和核心筒墻體的曲率變化而變化。若施工時選用傳統(tǒng)的爬模進行施工，則對梁墻節(jié)點進行處理時難度會進一步增大。因此，綜合考慮分析，施工時采取核心筒部位與外部框架結構同步施工，避免出現節(jié)點處二次施工。為降低施工操作難度，施工前結合設計部門的復算，將梁鋼筋穿柱鋼板優(yōu)化為梁鋼筋繞過柱鋼板，交接處進行焊接。若柱截面尺寸不足以使梁鋼筋通過，則將梁柱節(jié)點處梁鋼筋截斷，在柱鋼板上和鋼筋上焊接連接板進行連接，避免在柱鋼板上穿孔，從而影響柱鋼板的承載能力，既可便于施工，又可降低施工難度。

3.3 柱箍筋布置優(yōu)化

原設計圖紙中的柱箍筋綁扎是將型鋼柱腹板打孔，將箍筋從孔中穿過，在實施過程中會延長安裝箍筋的時間，降低工作效率，同時在型鋼柱中打孔還會影響型鋼柱的剛度及強度。因此結合現場情況及設計圖紙，施工單位向設計單位提出將穿鋼箍改為開口式箍筋和套箍，并對此種方案進行計算分析，分析結果滿足相關驗算要求，某柱原設計與優(yōu)化后大樣如圖1所示。優(yōu)化后對柱箍筋進行施工時，施工效率遠高于原設計方案，且可不對型鋼柱進行截面破壞。

3.4 其他優(yōu)化設計

除上述優(yōu)化設計外，還對鋼骨混凝土梁柱模板中的對拉螺桿等進行優(yōu)化，避免對拉螺桿將型鋼板穿孔從而影響型鋼板的強度和剛度等。實際施工時將對拉螺桿截為兩節(jié)分別焊接于型鋼腹板上，螺桿上不再安裝PVC管，澆筑混凝土時將螺桿直接澆筑于構件內。

4 施工質量控制措施

4.1 型鋼構件預埋施工

鋼骨混凝土結構中包含型鋼部分和鋼筋混凝土部分，其中型鋼部分需提前固定于相應的支座上。預埋型鋼時需將型鋼安裝與鋼筋安裝協(xié)調施工，安裝完型鋼后需對型鋼部分進行固定，并對型鋼位置進行定位復核。

4.2 型鋼構件定位施工

型鋼部分作為鋼骨混凝土結構中的主要組成部分，型鋼部分安裝位置的準確性影響著后續(xù)該鋼骨混凝土構件的軸線位置及該構件鋼筋綁扎、模板安裝等一系列問題，從而最終影響結構整體的施工質量。因此在安裝型鋼構件時，需使用全站儀配合定位施工，確保安裝的位置偏差在相應規(guī)范允許范圍內，全站儀所使用的基點應與其他土建施工中所使用的基點相同，避免出現因基點位置偏差而影響后續(xù)的相關施工，從而影響結構的施工質量。

4.3 型鋼柱腳加固施工

將型鋼柱安裝于指定位置后，為確保柱腳支座節(jié)點處于穩(wěn)定狀態(tài)，通常會對柱腳支座節(jié)點進行再次加固施工，如在柱腳節(jié)點處再鋪設30 mm～70 mm厚的灌漿層，灌漿層使用高強無收縮的專用灌漿料，經機械攪拌后方可進行使用。

4.4 鋼筋綁扎施工

鋼筋進場后，相關的技術負責人需按照優(yōu)化后的圖紙對施工人員進行技術交底，著重將各連接節(jié)點、特殊部位的鋼筋安裝進行交底，確保鋼筋施工可按設計要求進行。除此之外還需對各類鋼構件及其預埋件等施工順序進行交底。施工中避免出現鋼筋連接接頭位于型鋼板附近，以便于相應的焊接施工等，同時還可避免在連接處出現應力集中而影響構件正常受力。

4.5 模板安裝施工

鋼骨混凝土構件截面尺寸較大，但由于構件內存在型鋼構件，安裝完型鋼構件后該構件已經具備較大的剛度和抵抗變形的能力，因此綜合上述特點，在對鋼骨柱構件施工時選用鋼模板進行施工，在對鋼骨梁構件施工時選用膠合木模板進行施工。由于鋼模板自身剛度較大且易固定，因此在構建外部將鋼模板進行固定，構件內部不再設置對拉螺桿；而鋼骨梁構件所使用的膠合木模板剛度較低且不易固定，因此使用螺桿焊接至型鋼板上，再將對應位置模板打孔固定，螺桿直接澆筑至混凝土中。

4.6 混凝土澆筑施工

由于鋼骨混凝土構件截面尺寸較大，且型鋼構件截面尺寸也較大，在進行澆筑施工時不便于振搗施工。因此在澆筑施工時為提高澆筑施工質量，需在澆筑時邊澆筑邊振搗，澆筑時盡量保證構件兩側的混凝土高度基本一致，避免出現因構件一側荷載較大，另一側較輕而出現側傾現象，在確保安全的前提下保證澆筑施工質量[3]。

5 結語

本文根據某超高層鋼骨混凝土結構的成功施工經驗，總結出在進行后續(xù)相關的類似工程施工過程中可通過上文中的成功施工經驗進行施工，不僅在一定程度上節(jié)約施工工期，降低施工成本，還可確保超高層建筑的施工質量滿足相應的驗收要求，具有實際的參考意義。