某建筑綜合體全鋼框架結(jié)構(gòu)施工工藝研究

劉志平 LIU Zhi-ping

（廣州協(xié)安建設(shè)工程有限公司，廣州 510000）

0 引言

隨著城市化進程的不斷加快，許多超大型鋼框架結(jié)構(gòu)的建筑綜合體作為新型的公共建筑正快速朝著越來越大、越來越現(xiàn)代的方向發(fā)展。跟傳統(tǒng)的建筑相比，其具有著占地面積小卻功能廣泛的優(yōu)勢?？梢酝瑫r實現(xiàn)住宅、娛樂、商業(yè)、交通等多項功能，在體現(xiàn)城市高端化發(fā)展的方面發(fā)揮著極大的價值。[1，2]這導(dǎo)致了在結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候要充分與其功能相結(jié)合，同時考慮安全以及外觀的問題。目前在建筑綜合體施工中普遍存在著以下問題：施工難度大，對周邊條件依靠嚴重，因目前綜合體大多建在城市之中，所以需要充分考慮周邊情況；安全性重視不夠，雖然目前大多施工單位已經(jīng)建立安全生產(chǎn)質(zhì)量管理體系，但施工執(zhí)行中容易疏忽對鋼結(jié)構(gòu)的施工工藝的控制問題。[3-5]

本文以某建筑綜合體為例，對其全鋼框架結(jié)構(gòu)施工工藝進行研究。該工程建筑面積約為5萬平方米，其中地上部分為1萬平方米、地下部分4萬平方米；地下工程為全部混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，地上為全鋼框架結(jié)構(gòu)。全部的鋼框架結(jié)構(gòu)主要包括鋼結(jié)構(gòu)、樓承板、防火涂料等部分的施工及管理，其地上結(jié)構(gòu)模型圖如圖1所示。[6，7]

圖1 鋼結(jié)構(gòu)模型示意圖

1 結(jié)構(gòu)安裝布置和準備

1.1 施工吊裝原則

施工的主要方向是從下至上、從主體到圍護，首先對一個平面劃分不同區(qū)域，自下而上劃分不同層次，嚴格按照流程進行，合理妥善地安排各工種的作業(yè)時間，對施工過程、安全、預(yù)算等環(huán)節(jié)進行充分的管理和控制。為了保證施工進度，首先將鋼構(gòu)件預(yù)先由工廠加工完成后，再在現(xiàn)場直接安裝。[8]

在施工平面布置過程按照以下原則進行。盡可能地減少對土地的占用，合理規(guī)劃，按照流程進行，不占用擬建設(shè)用地，盡最大可能減少臨時設(shè)施的投資；保障場內(nèi)交通運輸暢通和施工對材料要求的前提下，盡量將所有的安裝材料一次性擺放在相應(yīng)的位置上，嚴格限制材料在施工現(xiàn)場的運送距離；施工應(yīng)滿足環(huán)保要求，減少噪音，不影響周邊住宅；實行主要責任人負責的安全生產(chǎn)制度，嚴格執(zhí)行國家所規(guī)定的衛(wèi)生以及消防等要求；整個施工過程的重難點主要就是鋼結(jié)構(gòu)工程，必須保證鋼結(jié)構(gòu)施工條件及用地需求；適應(yīng)各施工區(qū)生產(chǎn)需要，利于現(xiàn)場施工作業(yè)。

1.2 施工前期工作

1.2.1 技術(shù)準備

對該區(qū)域地理水文及氣候進行充分分析，對可能遇到突發(fā)狀況做好預(yù)案，制定惡劣天氣的施工防范及應(yīng)急措施。做好物質(zhì)資源和技術(shù)條件的調(diào)查，對水源、電源的供應(yīng)情況具體落實。

同時做好與設(shè)計的結(jié)合工作，組織相關(guān)人員認真學(xué)習(xí)圖紙，熟悉施工要求，掌握施工技巧。組織施工管理人員對設(shè)計圖紙、方案進行安全性審查，熟悉和掌握圖紙具體細節(jié)。

1.2.2 材料進場準備

依據(jù)施工方案、計劃進度、預(yù)算安排，準確分析各類物料的進場時間，提前做好材料采購、運輸機計劃，保障材料按照時間準時進場，做好保管分配工作。

2 鋼結(jié)構(gòu)安裝

2.1 塔吊選型

本項目大面積使用鋼結(jié)構(gòu)施工，由于鋼框架密度大、數(shù)量多、分布散的特點，結(jié)合吊裝作業(yè)半徑大，綜合考慮成本、安全、工期等因素，最終選擇TC7035B型塔吊，該塔吊具體參數(shù)如下：臂長70米，最大額定重量3.5噸，最大安裝高度可達250米，經(jīng)過校核，完全可以滿足施工需要。

2.2 吊裝工況分析

鋼結(jié)構(gòu)框架主要有鋼柱、鋼梁以及鋼桁架等部分的安裝，具體施工過程中將場地面積、施工時間、組件具體形態(tài)等因素考慮在內(nèi)，以及塔吊的物理性能和施工參數(shù)，對鋼結(jié)構(gòu)進行合理劃分確保實施經(jīng)濟有效的方案。而鋼柱是所有組件中質(zhì)量最大的，起著決定性的作用，所以主要對鋼柱進行劃分，其次對鋼桁架進行拆分，保證吊裝總重量均在塔吊所允許的范圍之內(nèi)。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)吊裝前的測量

鋼結(jié)構(gòu)的安裝流程可以分為以下三方面，鋼柱、鋼架梁和吊車梁的吊裝，在整個過程中要隨時進行測試工作。

平面軸線控制。鋼結(jié)構(gòu)和土建結(jié)構(gòu)在施工過程中必須使用同一個平面控制網(wǎng)，只有這樣才能保障二者順利銜接。以土建基礎(chǔ)施工平面控制網(wǎng)，作為基礎(chǔ)頂面。

高程控制。根據(jù)施工方案要求鋼結(jié)構(gòu)吊裝與土建結(jié)構(gòu)施工需要使用同一個高程控制系統(tǒng)。鋼柱的埋深主要根據(jù)完成土建施工后的施工高程基準點來確定，為了達到設(shè)定高度，利用鐵墊達到柱底標高。進而使用水平準儀和鋼尺進行傳遞鋼架梁的標高吊裝測量鋼結(jié)構(gòu)。使用纜風(fēng)繩調(diào)整鋼柱至垂直，同時在調(diào)整垂直的過程中使用兩臺經(jīng)緯儀進行實時監(jiān)測，掌握鋼柱角度。

2.4 鋼結(jié)構(gòu)吊裝要求

鋼結(jié)構(gòu)的安裝主要是安裝鋼柱、柱間支撐、鋼架梁等組件，安裝順序也是按照上述構(gòu)件依次安裝。

鋼柱的安裝使用直插式杯型基礎(chǔ)，在鋼筋砼施工時，在每根鋼柱的四周放置4塊預(yù)埋件，并進行標高、放線等工作，使用連接板將柱子和預(yù)埋件進行連接，鋼柱安裝完成后使用臨時夾板固定，保證軸線位置以及高度穩(wěn)定。吊裝鋼柱時，在鋼柱頂設(shè)置安裝吊耳。為了在安裝過程中進行垂直度校正，每個鋼柱上方安裝4個纜風(fēng)，并且每個纜風(fēng)上加裝一個1噸的葫蘆，保證鋼柱順利吊裝。臨時安裝耳板安裝結(jié)束后，使用塔吊起重臂回轉(zhuǎn)進行初步校核，采用螺旋千斤頂加鏈索的方式對鋼柱底部的位移校正，鋼柱安裝完成后，利用灌漿工藝對其進行加固，并持續(xù)測試其強度，作為驗收資料。柱間支撐可以使用塔吊直接吊裝到位。圖2為鋼柱安裝示意圖。

圖2 鋼柱安裝示意圖

為了最大限度地減少高空作業(yè)時間，首先對鋼架梁吊裝進行單元組裝，每榀鋼架梁分五段吊裝。為了減少安裝過程中的誤差，保證吊裝過程中產(chǎn)生的變形盡可能的小，一般使用對稱吊裝工序，制定順序如下：I、II、III、IV、V（如圖3）。鋼架梁吊裝單元拼裝好后，復(fù)核其空間幾何尺寸，符合要求后，對受力點采取多種方式進行加固，確保安裝過程中不出問題。對吊裝單元進行吊裝時，首先將其提升至一定高度后，觀察分析結(jié)構(gòu)的受力情況后，穩(wěn)定時繼續(xù)提升。

圖3 鋼架梁吊裝單元示意圖

等到鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后，即可對吊車梁進行安裝，吊車梁需要進行單根吊裝。安裝前需要再次檢查吊車梁高度、受力等情況，對不適合安裝的進行調(diào)整，務(wù)必保證安裝高度滿足要求。對吊車梁縱橫軸線進行復(fù)測和調(diào)整。其次對吊車梁進行綁扎與吊升，吊車梁采用吊裝夾具四對稱吊點起吊，吊至相應(yīng)位置用安裝螺栓進行臨時固定；為了保障吊車梁的安全需要對其進行標高、跨距等方面的校正。校正完成以后，安裝吊車梁端部斜撐或中部剪力撐，對吊車梁進行固定。

對于夾層鋼柱、鋼梁、天窗架屋面、墻面檁條等組件的安裝依照常規(guī)的安裝方式進行安裝即可。本工程使用10.9s摩擦型大六角頭高強度螺栓進行組件的固定，主要用于鋼架柱與鋼架梁以及各自之間的連接，鋼架柱與鋼架梁、鋼架梁與鋼架梁之間的連接，以達到穩(wěn)固的效果。

3 防火涂料施工

根據(jù)國家設(shè)計標準，本工程建筑擬設(shè)定防火等級為二級防火，鋼柱、鋼梁能夠耐火2個小時，支撐、系桿能夠耐火1.5個小時，具體的施工流程需要在鋼結(jié)構(gòu)表面涂覆底漆和面漆后，再涂覆防火涂料，這樣才能達到更好的吸附效果，滿足防火要求。

3.1 施工流程

具體施工采用噴涂施工，工藝流程如圖4所示。

圖4 工藝流程圖

對鋼結(jié)構(gòu)組件進行涂覆第一遍要薄且均勻，一般采用較稀的防火涂料進行涂裝，間隔4-8小時，待涂料完全干燥后可以進行后續(xù)噴涂。后續(xù)最終噴涂次數(shù)需要根據(jù)耐火極限來確定噴涂次數(shù)，每次的噴涂厚度原則上不應(yīng)超過0.5mm，兩次的噴涂時間應(yīng)該間隔4-8小時。施工表面肉眼觀察不應(yīng)出現(xiàn)氣泡、褶皺等影響工程效果的現(xiàn)象。

3.2 施工工藝要求

首先對相關(guān)組件進行檢驗，確保無銹跡等影響施工的因素，驗收合格后方可進行防火涂料的涂覆施工。在施工過程中應(yīng)實時測量涂覆厚度以及平整度，發(fā)現(xiàn)問題及時整改，保證整體的施工不存在瑕疵。

對于工程中所用到的五金組件，附著于鋼結(jié)構(gòu)之上的需要在涂覆作業(yè)之前安裝到位；主要包括掛鉤等。對工程中需要懸掛在樓板之下的組件則需要在涂料全部噴涂完畢并且完全干燥后，再進行安裝，避免影響防火涂層的質(zhì)量，主要包括風(fēng)管、水電管線等物質(zhì)。

應(yīng)當將安全生產(chǎn)以及文明施工始終貫穿于工程的全流程之中，噴涂作業(yè)前應(yīng)當對目前施工環(huán)境進行適當?shù)谋Ｗo，使用塑料薄膜或者纖維布對不需要涂覆施工的構(gòu)件、材料進行覆蓋，避免噴涂過程中被污染，在涂料噴涂施工結(jié)束以后撤掉覆蓋物。在施工過程中要注意材料整齊擺放，材料用完后所產(chǎn)生的廢棄物及時清理。每天施工完成后進行場地衛(wèi)生清潔，每個階段、區(qū)域施工完成后需要進行相對徹底的衛(wèi)生清理。

4 屋面、墻面壓型板施工

二者均是按照加工示意圖在相應(yīng)的工廠加工完畢，運輸至施工現(xiàn)場后，依據(jù)設(shè)定的安裝流程進行安裝后，最后包邊、包角后，即可進行驗收。

4.1 屋面板的安裝

首先安裝固定卡座，根據(jù)放線測量得到的板材寬度，使用螺釘將固定卡座安裝到位。

在完成卡座固定工作后，在其上方進行鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)以及保溫層等工作，確保保溫層覆蓋平整，相鄰保溫層之間不應(yīng)存在孔隙，也不應(yīng)該重疊，接頭處使用膠帶粘貼牢固。為了保證安裝精度，保證屋面板板肋與檁條斷面完全垂直，至少每5條檁條設(shè)置一條基準線。使用自攻螺栓對檁條進行固定，在縱向上應(yīng)當保持直線，每安裝一定距離進行復(fù)核一次。將壓型板使用吊車進行提升安裝，根據(jù)施工處所在地常年風(fēng)向選擇合適的方向進行安裝。同時安裝過程中，安排人員及時查驗扣合質(zhì)量，并進行接口、切口處硅膠等材料的涂裝。

4.2 墻面板的安裝

將板材內(nèi)外用干凈布擦干凈，根據(jù)前期施工中確定的基準點，設(shè)置墻面板安裝控制線，安裝原則為從下至上、由小到大。每安裝好一塊墻面板后，對其與地面的垂直情況進行測試，保證與地面垂直，后續(xù)每一塊的安裝應(yīng)當注意與前一塊板子的重疊與間隙情況。在施工過程中，嚴格落實質(zhì)量保證、安全施工、雨季施工等措施。

5 結(jié)語

本文以某建筑綜合體為例，對鋼結(jié)構(gòu)施工工藝進行研究。主要對鋼結(jié)構(gòu)、防火涂料、屋面、墻面壓型板施工工藝進行研究，對各項組件的安裝流程進行明確，力爭將各個流程形成完整的系統(tǒng)標準，將各個工程與主體結(jié)構(gòu)連接節(jié)點在施工前完成預(yù)演拼接。提供全面施工安全、環(huán)境保障，精準控制精度，保障施工進度以及精度。