鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)在超高層施工中的運(yùn)用

王立泰

（甘肅第六建設(shè)集團(tuán)股份有限公司，甘肅 蘭州 730000）

近些年來我國城市化進(jìn)程正在持續(xù)平穩(wěn)推進(jìn)，城市中人口的增加也產(chǎn)生了人和土地之間的矛盾，這使得現(xiàn)如今我國所開展的建筑工程開始朝著高層和超高層的方向發(fā)展，但結(jié)合當(dāng)前建設(shè)的實(shí)際情況來看，其在鋼結(jié)構(gòu)施工方面依然面臨著一定的局限性，基于此，有必要對(duì)其展開更為深入的探究。

1 在超高層建筑施工中采用鋼結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和局限性

1.1 科學(xué)性

將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在超高層建筑施工中能夠充分發(fā)揮出材料本身所具有的抗壓性，從實(shí)際情況來看，鋼材作為一種合金材料，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)于鋼和鐵優(yōu)勢(shì)的集成，所以其在實(shí)際應(yīng)用到工程建設(shè)中之后能夠展現(xiàn)出相對(duì)較強(qiáng)的抗壓性以及柔韌度，相對(duì)于鋼筋混凝土來說，相同體積的鋼結(jié)構(gòu)無論是在柔韌度還是在抗壓性層面都要比其好1/2左右，與此同時(shí)，在超高層建筑施工中使用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)能夠有效減少對(duì)于建筑空間的額外占用，進(jìn)而在原有的基礎(chǔ)上促進(jìn)建筑自身可用空間面積的進(jìn)一步提升。通常情況下來說，工作人員會(huì)使用整體安裝的方式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工，這便能夠減少其中各種細(xì)節(jié)化的制作和處理步驟，所以采用鋼結(jié)構(gòu)相對(duì)于混凝土施工來說具有極大的簡(jiǎn)便性。采用鋼結(jié)構(gòu)所建設(shè)的建筑物在完成建設(shè)之后可以對(duì)其所使用的各種施工材料進(jìn)行回收再利用，這樣便在極大程度上減少了材料浪費(fèi)現(xiàn)象，可以幫助相關(guān)人員在減少成本支出的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步提升。

1.2 局限性

由于鋼結(jié)構(gòu)本身便是鐵和鋼混合而形成的，再加上其表層包含著一定的鐵元素，這便導(dǎo)致鐵一旦同水分接觸便會(huì)增加其出現(xiàn)鐵銹的可能性，這一容易氧化的特點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用階段難免會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身的柔韌性以及抗壓性造成一定的負(fù)面影響，進(jìn)而制約超高層建筑物整體建設(shè)質(zhì)量的提升。鋼結(jié)構(gòu)在遇到火和水時(shí)均會(huì)降低其使用性能，其中怕火這一特性主要是受到鋼結(jié)構(gòu)自身材質(zhì)的影響，鋼結(jié)構(gòu)本身是一種合金材質(zhì)，在這一材質(zhì)當(dāng)中，鐵本身有著相對(duì)較強(qiáng)的導(dǎo)熱性，一旦鋼結(jié)構(gòu)遭遇明火便會(huì)在短時(shí)間范圍內(nèi)迅速向主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳導(dǎo)，如果其溫度上升達(dá)到一定水平便會(huì)直接降低鋼材應(yīng)有的強(qiáng)度。

2 鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)在超高層施工中的實(shí)踐應(yīng)用分析——以某工程為例

2.1 工程案例

該項(xiàng)目為超高層塔樓，其總共包括68層，整體的結(jié)構(gòu)高度為308 m，其地上建筑的總面積在2×104m2左右，在實(shí)際建設(shè)的過程中采用的是鋼結(jié)構(gòu)的形式，工程總體用鋼總量大概為2.8×104t，塔樓的外輪廓呈現(xiàn)為梯形。該工程所采用的是框架—核心筒的結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示。

圖1 框架—核心筒

與此同時(shí)其還通過對(duì)于避難層以及對(duì)三個(gè)環(huán)帶桁架進(jìn)行設(shè)置的形式以達(dá)到提高其剛度的效果，其塔樓核心筒所選用的是全逆作的形式。塔樓的外框構(gòu)成包括20根變截面異形柱，同時(shí)還包含著巨型斜撐，該工程地下室采用的是全逆作的形式，與此同時(shí)，其鋼柱的長度基本上維持在30～33 m范圍之內(nèi)。

2.2 技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 螺栓預(yù)埋

在鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑施工的過程中，螺栓預(yù)埋技術(shù)是其中比較基礎(chǔ)的技術(shù)之一，其應(yīng)用的關(guān)鍵便在于對(duì)其預(yù)埋柱腳螺栓的實(shí)際位置進(jìn)行合理確定，在此過程中應(yīng)當(dāng)充分保障其未知的準(zhǔn)確性，以切實(shí)提升鋼柱安裝工作的實(shí)際效果。相關(guān)施工人員在實(shí)際進(jìn)行預(yù)埋螺栓位置施工時(shí)需要加大力度開展對(duì)于標(biāo)高基準(zhǔn)點(diǎn)以及基礎(chǔ)軸線的合理控制工作。通常情況下來說施工人員需要開展兩側(cè)測(cè)量工作，分別在完成埋設(shè)定位以及混凝土澆筑工作之后，在此過程中工作人員需要結(jié)合現(xiàn)有條件對(duì)標(biāo)高以及定位軸線的偏差進(jìn)行有效把控，使其能夠分別維持在5 mm和2 mm范圍之內(nèi)。

2.2.2 吊裝技術(shù)

針對(duì)超高層建筑而言，吊裝工作是鋼結(jié)構(gòu)施工不可或缺的重要組成部分，如圖2所示。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)吊裝

該操作的科學(xué)性以及有效性會(huì)在極大程度上影響建筑項(xiàng)目本身的施工質(zhì)量，所以相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于吊裝技術(shù)的重視程度，以切實(shí)提升其施工效果，具體應(yīng)當(dāng)從以下兩方面著手。一方面，在正式開展吊裝工作之前，相關(guān)工作人員需要針對(duì)超高層建筑項(xiàng)目鋼結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)場(chǎng)施工情況展開全方位的了解和分析，進(jìn)而在綜合考慮相關(guān)因素的基礎(chǔ)上對(duì)具體的結(jié)構(gòu)形式、塔吊裝置以及施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確，以保障后續(xù)各種工作都能夠得到高效落實(shí)。

另一方面，施工人員需要注重把控鋼結(jié)構(gòu)吊裝各個(gè)環(huán)節(jié)的施工順序，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)吊裝工作來說，其主要由平面內(nèi)和立體吊裝兩部分所組成，但二者在實(shí)際操作的過程中在吊裝順序方面呈現(xiàn)出了一定的差異性。工作人員在進(jìn)行豎向吊裝作業(yè)的過程中，應(yīng)當(dāng)遵循著由下至上的工作順序，實(shí)現(xiàn)對(duì)于下層框架梁的合理吊裝。施工人員在實(shí)施中、上層框架梁吊裝作業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)在采取固定操作的同時(shí)對(duì)其展開動(dòng)態(tài)的測(cè)量工作。進(jìn)行平面吊裝時(shí)，施工人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照核心筒開展相應(yīng)的工作，確保各種設(shè)備的吊裝能夠符合相關(guān)要求規(guī)定，并且得到充分的固定。除此以外，工作人員在實(shí)施吊裝工作時(shí)需要加大對(duì)于起重機(jī)載重的有效把控，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)載重的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置。

2.2.3 焊接技術(shù)

一般來說，在建筑領(lǐng)域的鋼結(jié)構(gòu)施工中勢(shì)必會(huì)通過對(duì)于焊接技術(shù)的應(yīng)用將各個(gè)構(gòu)件之間妥善連接起來，所以施工人員在實(shí)踐中需要注重對(duì)于焊接技術(shù)的合理應(yīng)用。

首先，在正式進(jìn)入到施工階段之前，相關(guān)工作人員便應(yīng)當(dāng)綜合現(xiàn)有條件和施工要求，對(duì)與工程實(shí)際情況相適應(yīng)的焊接技術(shù)以及設(shè)備進(jìn)行合理選用。當(dāng)前在鋼構(gòu)件焊接方面較常使用的技術(shù)包括二氧化碳保護(hù)焊接技術(shù)等，其在應(yīng)用過程中有著較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，包括成型效果好以及成本投入不高等等。

其次，在應(yīng)用焊接技術(shù)時(shí)，施工人員需要立足于工程開展實(shí)際情況科學(xué)選用焊接方式，具體來看應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循著由中心向四周過渡的順序展開擴(kuò)散焊接工作。針對(duì)豎向結(jié)構(gòu)而言，工作人員在進(jìn)行焊接工作時(shí)需要按照特定的順序進(jìn)行操作，以免各步驟之間出現(xiàn)相互影響的問題。在開展鋼結(jié)構(gòu)柱和柱之間焊接工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)安排兩個(gè)專門的工作人員進(jìn)行操作，與此同時(shí)還要第一時(shí)間針對(duì)焊縫層采取妥善的清理措施，以免其在焊接的過程中出現(xiàn)過多的雜質(zhì)。

最后，在實(shí)際開展焊接作業(yè)時(shí)不可避免地會(huì)生出熱量，如果其焊接未能夠在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成冷卻，便會(huì)在極大程度上增加鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形問題的概率?；诖耍嚓P(guān)工作人員需要科學(xué)落實(shí)對(duì)于相關(guān)焊接方法的選用，以充分展現(xiàn)出其在變形控制的優(yōu)勢(shì)作用。

2.3 技術(shù)管理

針對(duì)超高層建筑而言，其在使用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的過程中大多面臨著一定的特殊性，這要求施工人員在實(shí)際應(yīng)用相關(guān)技術(shù)時(shí)需要配合相應(yīng)的技術(shù)管理措施，與此同時(shí)還要充分同當(dāng)前各種新型的信息技術(shù)相結(jié)合，以從根本上提升結(jié)構(gòu)體施工的科學(xué)性與合理性。施工人員需要全方位開展對(duì)于相關(guān)施工數(shù)據(jù)的合理監(jiān)控工作，繼而采取針對(duì)性的優(yōu)化措施，提升結(jié)構(gòu)體施工質(zhì)量，確保其能夠同主體的設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)。而安全管理工作的落實(shí)則能夠保障現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和人員的平穩(wěn)運(yùn)行，為環(huán)境整體安全性的提升提供充足的保障。

2.3.1 引入BIM技術(shù)

在以往進(jìn)行超高層建筑工程鋼結(jié)構(gòu)施工的過程中不可避免地會(huì)遇到各個(gè)工種之間協(xié)調(diào)配合度不夠出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)碰撞等現(xiàn)象，所以在施工階段，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)盡可能強(qiáng)化對(duì)于BIM技術(shù)的合理使用，以從源頭上規(guī)避各個(gè)結(jié)構(gòu)體之間發(fā)生碰撞。具體來看，技術(shù)人員可以在使用BIM技術(shù)的基礎(chǔ)上針對(duì)超高層建筑中的各種設(shè)備管線和結(jié)構(gòu)梁柱之間所呈現(xiàn)出的相關(guān)關(guān)系展開建模工作，進(jìn)而在正式施工之前便明確判斷其各方面情況，第一時(shí)間采取相應(yīng)的優(yōu)化改善措施，此舉能夠盡可能減少鋼結(jié)構(gòu)各個(gè)系統(tǒng)的碰撞，還可以提升建筑物內(nèi)部規(guī)劃成效，最終助力超高層建筑整體應(yīng)用質(zhì)量的提高。

2.3.2 強(qiáng)化數(shù)據(jù)監(jiān)控

超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)本身有著相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系，也沒有形成良好的視線條件，并且在施工的過程中存在著較高的施工要求，所以施工人員需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地開展對(duì)于施工數(shù)據(jù)的監(jiān)控工作，基于各種儀器設(shè)備的使用保障結(jié)構(gòu)體可以充分同設(shè)計(jì)要求相適應(yīng)。施工人員需要著眼于全局展開系統(tǒng)化的分析工作，更加詳細(xì)科學(xué)地針對(duì)那些極易產(chǎn)生問題的部位展開核查工作，以從根本上為建筑整體安全性和穩(wěn)定性的提升創(chuàng)造良好的條件。

2.3.3 安裝質(zhì)量控制

鋼結(jié)構(gòu)安裝是整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)施工中最為關(guān)鍵和基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)之一，安裝質(zhì)量直接關(guān)系到超高層建筑在正式投入使用之后的效果，所以應(yīng)當(dāng)在各種技術(shù)的應(yīng)用階段加強(qiáng)對(duì)于質(zhì)量的控制。工作人員在正式進(jìn)入到安裝施工環(huán)節(jié)之前，需要先妥善處理好相應(yīng)的安排和規(guī)劃工作，進(jìn)而從具體的要求和標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)進(jìn)行施工。施工人員應(yīng)當(dāng)立足于鋼柱分段的具體狀況進(jìn)行合理分配，保障其可以有效適應(yīng)結(jié)構(gòu)的多方面需求。當(dāng)進(jìn)入到鋼結(jié)構(gòu)吊裝環(huán)節(jié)之后，應(yīng)強(qiáng)化控制鋼結(jié)構(gòu)自身的實(shí)際強(qiáng)度，促使其有效適應(yīng)施工要求，并在合理應(yīng)用自動(dòng)式塔式起重機(jī)的過程中有效把控其具體的起吊高度，以適應(yīng)施工各方面的要求。在此過程中，相關(guān)工作人員需要注重標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架合理施工，重點(diǎn)關(guān)注那些特殊節(jié)所處的框架位置，確保各項(xiàng)操作的開展都綜合考慮了其特殊性以及實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，在正式進(jìn)入到鋼結(jié)構(gòu)安裝工作之前，施工人員需要在綜合考慮相關(guān)影響因素的基礎(chǔ)上全面落實(shí)對(duì)于鋼柱連接設(shè)施的合理檢查工作，使得其各個(gè)環(huán)節(jié)都能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣便可以為后續(xù)安裝工作的高質(zhì)量開展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.3.4 加強(qiáng)安全防護(hù)

在施工階段，工作人員大多會(huì)選用焊接的方法實(shí)現(xiàn)鋼柱之間的鏈接，這樣便能夠充分提高連接位置的牢固性，若是不可以使用焊接的方式便應(yīng)當(dāng)靈活使用相關(guān)工具進(jìn)行連接，并保障前期連接的牢固性，在完成之后才能夠正式進(jìn)入到吊裝環(huán)節(jié)中。在鋼梁的連接方面，工作人員在使用傳統(tǒng)焊接方式的同時(shí)還可以通過對(duì)于高強(qiáng)螺栓的使用連接柱子和鋼梁的節(jié)點(diǎn)，而在其節(jié)點(diǎn)處還應(yīng)當(dāng)合理使用鋼制腳手，以提升其使用的靈活程度，為其高效移動(dòng)創(chuàng)造良好的條件。除此以外，施工人員需要合理安設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)，超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工一旦出現(xiàn)墜落物便會(huì)嚴(yán)重危害周邊行人的安全，而良好的安全防護(hù)網(wǎng)可以盡可能避免因?yàn)榈袈潆s物所出現(xiàn)的人員傷亡事故。除了水平防護(hù)網(wǎng)以外，豎向和挑網(wǎng)防護(hù)網(wǎng)同樣可以起到一定的防護(hù)作用，受到穿插施工的影響，施工人員應(yīng)當(dāng)額外進(jìn)行壓型鋼板隔離層的合理設(shè)置，以有效起到相應(yīng)的安全保護(hù)作用。

3 結(jié)論

綜上所述，將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用在超高層的建筑工程中能夠體現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，對(duì)于建筑本身建設(shè)效果、應(yīng)用質(zhì)量的提升有著積極的促進(jìn)作用。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的認(rèn)識(shí)程度，進(jìn)而在實(shí)踐中掌握其應(yīng)用技巧，并配合相應(yīng)的技術(shù)管理措施，充分保障各種技術(shù)的應(yīng)用水平，真正展現(xiàn)出鋼結(jié)構(gòu)在超高層建筑中的實(shí)際應(yīng)用成效。