高層辦公建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)與技術(shù)要點(diǎn)

柴吉元，凌禮賢，林志輝

（中國建筑第七工程局有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

鋼筋混凝土作為高層建筑結(jié)構(gòu)的主要材料，隨著不斷擴(kuò)大的建筑面積， 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也逐漸受到人們的懷疑。 高強(qiáng)度的鋼材在建設(shè)當(dāng)中的使用數(shù)量越來越多， 鋼結(jié)構(gòu)施工在高層建筑中得到了具體的體現(xiàn)。 國家工業(yè)化發(fā)展水平和科技發(fā)展水平體現(xiàn)在高層建筑的建設(shè)水平上，和其他建筑結(jié)構(gòu)相比， 鋼結(jié)構(gòu)具有格外突出的優(yōu)越性能， 并且已經(jīng)在大多數(shù)的高層建筑使用上得到了肯定，已經(jīng)成為了主流應(yīng)用。

1 高層辦公建筑鋼結(jié)構(gòu)具體情況分析

1.1 高層辦公建筑鋼結(jié)構(gòu)主要類型

目前在高層建筑工程施工過程中， 主要應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)類型有低合金高強(qiáng)度鋼結(jié)構(gòu)以及碳素鋼結(jié)構(gòu)， 這兩種鋼結(jié)構(gòu)以合金元素量的差異作為主要分類標(biāo)準(zhǔn)。 其一，前者的合金元素主要為碳素，但是卻沒有后者的碳素絨量高；其二，前者有較高的剛度和強(qiáng)度，適用于承載力較大的工程，而后者則由低碳鋼作為主要成分， 承載力比前者要小，但是更加適合在復(fù)合小的建筑工程中應(yīng)用[1]。

1.2 高層辦公建筑鋼結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)

目前，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為我國大部分高層建筑的主體結(jié)構(gòu)， 特別是在大型場館建設(shè)中運(yùn)用的較多。鋼結(jié)構(gòu)的施工工序包括腳螺栓預(yù)埋以及鋼梁焊接等多個(gè)環(huán)節(jié)，腳螺栓預(yù)埋這一環(huán)節(jié)需要利用厚薄適中的鋼板來進(jìn)行腳螺栓的固定，而鋼柱的長度也有一定的要求，鋼梁的安裝需要在鋼梁和鋼柱之間進(jìn)行加強(qiáng)和鞏固，并對軸線和垂直度進(jìn)行掌控[2]。焊接鋼結(jié)構(gòu)需要遵循一定的方式和順序，一般情況下都是從中心延伸到四周。

鋼結(jié)構(gòu)的突出優(yōu)勢表現(xiàn)在： ①抗震能力較強(qiáng)，同時(shí)不需要投入較多的成本；②鋼結(jié)構(gòu)本身的承壓能力非常強(qiáng)，和其他結(jié)構(gòu)的承壓性質(zhì)相比，在同樣的強(qiáng)度中，鋼結(jié)構(gòu)由于截面比較小，可以使高層建筑擁有更多的利用空間； ③鋼結(jié)構(gòu)本身自重性不大，即便發(fā)生地震，也能夠具備比較突出的抗震性能；④鋼結(jié)構(gòu)符合綠色環(huán)保的理念，可以進(jìn)行反復(fù)使用，因此在施工過程中所生產(chǎn)的建筑垃圾較少。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工過程中， 對于腳手架的需求較少， 而鋼結(jié)構(gòu)都是在工廠制作完成后再正式進(jìn)入施工場地的，因此，就避免了在施工場地重復(fù)進(jìn)行支設(shè)，有效減少了施工時(shí)間[3]。

2 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的主要優(yōu)勢分析

高層辦公建筑的整體高度和樓層都給施工帶來了較大的難度，而如何維護(hù)建筑主體的穩(wěn)定性，成為了高層建筑施工的重點(diǎn)問題。 為了能夠有效地維護(hù)建筑的穩(wěn)定性，需要提前進(jìn)行建筑測量，才能打好地基基礎(chǔ)，并確定好其埋深度。 一般地基的埋深度需要根據(jù)建筑高度來確定， 需要控制在建筑高度的8%左右[4]。 高層辦公建筑由于自身的高度，導(dǎo)致施工的周期較長，就算是比較簡單的高層建筑物， 其施工周期也需要耗費(fèi)約兩年的時(shí)間才可以基本完成施工工序。 為了能夠在不影響高層辦公建筑穩(wěn)定性的情況下， 盡可能地縮短施工周期，還需要提前做好施工規(guī)劃工作，制定合理的管理措施，才可以提高施工效率[5]。

由于鋼結(jié)構(gòu)自重較輕，在應(yīng)對地震等自然災(zāi)害時(shí)能夠降低損失，達(dá)到更好的抗震的效果，也是維護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障。 其次，由于鋼結(jié)構(gòu)有較好的抗壓能力，并且自身有較大的空間，可以使高層建筑應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)留下更多的使用空間，大大提高空間使用效率。

鋼結(jié)構(gòu)是在工廠完成了基本的加工工作后可以直接投入到施工中， 避免了二次加工的工序，因此施工效率比其他結(jié)構(gòu)更加的高效[6]。 另外，鋼結(jié)構(gòu)還可以循環(huán)利用，在資源的利用效率上以及環(huán)境保護(hù)方面有著突出的貢獻(xiàn)。 因此，鋼結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的優(yōu)勢在高層建筑中有了非常好的應(yīng)用效果，可以預(yù)見鋼結(jié)構(gòu)在未來將成為高層建筑的主要選擇。

3 高層房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析

3.1 鋼構(gòu)件運(yùn)輸

在鋼構(gòu)件運(yùn)輸?shù)倪^程中，需要鋼構(gòu)件廠根據(jù)施工場地的通知進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)輸， 因此鋼結(jié)構(gòu)是不能一次性運(yùn)輸完畢的，需采用分批運(yùn)輸，這樣才能滿足鋼結(jié)構(gòu)安裝的基本要求。 為了能夠提高運(yùn)輸過程的安全性， 減少鋼結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸過程中受到的損傷，就需要加強(qiáng)運(yùn)輸?shù)姆雷o(hù)工作。 比如在鋼結(jié)構(gòu)中間使用特殊材料進(jìn)行間隔，以達(dá)到防震的目的，并減少由于路途的顛簸而對鋼結(jié)構(gòu)的外觀和性質(zhì)產(chǎn)生影響。 在運(yùn)輸車裝載鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，要時(shí)刻注意加固工作，需要利用楔形的枋木進(jìn)行多層間隔防護(hù)，然后多層捆綁，還要注意車廂的覆蓋。

3.2 主構(gòu)件制作

主構(gòu)件制作也是鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鋼材進(jìn)入到施工場地后， 需要對鋼材的標(biāo)志進(jìn)行二次核驗(yàn)，確保鋼材和所需要的材料規(guī)格統(tǒng)一，不會出現(xiàn)錯位的現(xiàn)象。 同時(shí)也需要對鋼材進(jìn)行外觀上的檢查，檢查表面是否出現(xiàn)了裂痕，縫隙內(nèi)部是否存在多余的物質(zhì)[7]。 然后根據(jù)施工場地的需求情況合理安排建材進(jìn)場， 在進(jìn)行拼接工作的過程中一定要注意保持材質(zhì)一致。 在主構(gòu)件制作過程當(dāng)中，可以采取先進(jìn)的跟蹤技術(shù)來控制誤差， 確保誤差值不超過1 mm，并且材料之間的縫隙要光滑，不能出現(xiàn)變形現(xiàn)象， 對于材料表面氧化層區(qū)域要進(jìn)行打磨處理，之后再進(jìn)行組裝。

3.3 鋼構(gòu)件安裝準(zhǔn)備

鋼構(gòu)件的安裝需要嚴(yán)格按照施工工序，因此在正式開展施工之前，就要做好交接交底工作。 首先對安裝的位置定點(diǎn)進(jìn)行尺寸的測量， 其次對安裝的中線軸和標(biāo)高進(jìn)行數(shù)據(jù)測量， 同時(shí)按照有關(guān)的安裝標(biāo)準(zhǔn)和詳細(xì)規(guī)定進(jìn)行重復(fù)測量， 以此來確保測量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)程度。 需要測量的基本范圍包括鋼柱的間距、實(shí)際測量的標(biāo)高等，在正式安裝鋼構(gòu)件之前還需要做好清除準(zhǔn)備工作， 混凝土上的灰塵和殘?jiān)枰皶r(shí)清理，并且將定位線設(shè)定好，才能確保鋼構(gòu)件在安裝之后， 能夠吻合中軸線的位置，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3.4 高強(qiáng)度螺栓安裝

高強(qiáng)度螺栓安裝的質(zhì)量與安裝之前準(zhǔn)備工作息息相關(guān)，準(zhǔn)備工作包括核查螺栓質(zhì)量、檢查螺栓的數(shù)量情況以及使用螺栓的主要規(guī)格檢查。 如果發(fā)現(xiàn)不符合安裝標(biāo)準(zhǔn)的螺栓， 就需要及時(shí)進(jìn)行更換，并且要注意螺栓安裝的定位孔一定要符合基本的安裝設(shè)計(jì)需求，螺栓穿孔的方向需要保持一致。

4 高層房屋建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

4.1 預(yù)制模板施工技術(shù)要點(diǎn)分析

高層辦公建筑鋼結(jié)構(gòu)施工本身比較復(fù)雜，所需要應(yīng)用的施工技術(shù)種類也較多， 所以會存在重復(fù)使用的施工技術(shù)。 但是需要根據(jù)實(shí)際的工程建設(shè)情況，才能提高施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)程度，也要綜合考慮工程建設(shè)預(yù)期的施工進(jìn)程。 而預(yù)制模板技術(shù)作為鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用的一項(xiàng)技術(shù)，其可以控制整個(gè)工程的施工進(jìn)程，科學(xué)合理的安排施工，確保每一步都符合施工標(biāo)準(zhǔn)，使得施工環(huán)節(jié)之間也能得到良好的銜接。 在預(yù)制模板技術(shù)的應(yīng)用下，不僅可以提高高層辦公建筑的質(zhì)量，也能降低工程總造價(jià)，最終提高建筑施工所獲得的收益[8]。

4.2 逆作法施工技術(shù)要點(diǎn)分析

逆作法施工技術(shù)是高層建筑物中最先進(jìn)的一項(xiàng)施工技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)包含諸多施工工序，但是由于自身的優(yōu)勢， 還是在建筑施工中得到了重點(diǎn)關(guān)注。 逆作法施工技術(shù)可以在高層辦公建筑施工中，為地下室結(jié)構(gòu)提供內(nèi)部支撐，減少對高層辦公建筑的地基的影響，減少變形。 在高層辦公建筑鋼結(jié)構(gòu)施工中，需要合理的布置管線，不斷地?cái)U(kuò)大高層辦公建筑內(nèi)部的面積，為辦公提供更多的使用空間，進(jìn)一步提高辦公體驗(yàn)。 逆作法施工技術(shù)可以同時(shí)應(yīng)用于地上和地下，這樣可以縮短施工周期，提升效率，為鋼結(jié)構(gòu)施工帶來有利的影響。

4.3 混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)分析

高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的重要技術(shù)之一就是混凝土施工技術(shù)，混凝土自身強(qiáng)度較高，是每個(gè)建筑物的主要組成部分，對建筑質(zhì)量有著直接的影響。要想提高施工效率和質(zhì)量，就需要對混凝土施工技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。 而泵送混凝土需要根據(jù)工程需求來進(jìn)行，利用這項(xiàng)技術(shù)可以提高鋼結(jié)構(gòu)在高層辦公建筑中的穩(wěn)定性，也能為整個(gè)施工帶來科學(xué)的保障， 同時(shí)也是高層辦公建筑施工效率和質(zhì)量的保障。

4.4 鋼結(jié)構(gòu)其他施工技術(shù)要點(diǎn)分析

在高層辦公建筑施工過程中，需要不斷地應(yīng)用新型的施工技術(shù)，使得鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用更加的合理，也能滿足社會復(fù)雜多樣化的要求，符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本形式。 而施工技術(shù)在創(chuàng)新的道路上不斷地前進(jìn)，可以為高層辦公建筑施工質(zhì)量提供更加堅(jiān)實(shí)的安全防護(hù)以及保障。

通常情況下，鋼結(jié)構(gòu)的施工周期較短，在施工過程中呈現(xiàn)出較高的工業(yè)化程度，特別是在重型鋼結(jié)構(gòu)和大跨度鋼結(jié)構(gòu)的組合建設(shè)中有著優(yōu)良的應(yīng)用體現(xiàn)。 鋼材本身具有熱的傳導(dǎo)性質(zhì)，能夠進(jìn)行熱傳遞，這也導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)在高層辦公建筑中能夠?qū)崿F(xiàn)熱傳導(dǎo)的功能。 因此高層辦公建筑在消防安全問題上會受到巨大的挑戰(zhàn)。 鋼結(jié)構(gòu)雖然整體堅(jiān)固并且穩(wěn)定，但是由于其熱傳導(dǎo)的特性，如果在高層建筑內(nèi)部發(fā)生了火災(zāi)，那么將會快速的破壞整體建筑。 因此，為了能夠提前防御火災(zāi)危害，提高消防安全，在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中， 就應(yīng)該積極地做好防火措施，設(shè)置相關(guān)的防火設(shè)施，提高應(yīng)對能力。

5 結(jié)語

高層辦公建筑建設(shè)已經(jīng)成為城市未來發(fā)展方向的重點(diǎn)，未來高層建筑的數(shù)量也將標(biāo)志著城市化程度。 而高層辦公建筑的質(zhì)量安全，應(yīng)該是所有工程承包單位需要重視的主要內(nèi)容，需要對施工人員以及辦公人員的安全提供基礎(chǔ)保障。 因此，需要在施工過程中嚴(yán)格的按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，通過合理的施工技術(shù)來穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用，優(yōu)化施工技術(shù)，推動鋼結(jié)構(gòu)在新時(shí)期的廣泛應(yīng)用，以此帶來更加穩(wěn)定的安全使用體驗(yàn)，促進(jìn)高層辦公建筑的快速發(fā)展。