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)中運用的越來越普遍，已成為當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目施工達到建筑設(shè)計的預定要求，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。在進行超高層建筑結(jié)構(gòu)施工時，需要對建筑物結(jié)構(gòu)進行加固與維穩(wěn)，從而確保工程的質(zhì)量。基于此，本文分析了超高層建筑鋼結(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

在建筑設(shè)計防火規(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，但其容積率卻達到較高的水平。盡管超高層建筑地價不高，但其房價卻居高不下。這主要是由于超高層建筑面設(shè)計和施工工藝會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)勢分析

（一）抗震性能強

鋼結(jié)構(gòu)住宅的抗震性能好，能夠達到7級地震不倒。其承載強度較高，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)濟性較好

鋼結(jié)構(gòu)住宅的經(jīng)濟性主要體現(xiàn)在綜合投資方面，預配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的建設(shè)周期相對較短、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，回收率能夠達到90%。現(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)的形式進行有效的選擇

在超高層與復雜高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)，就必須要對結(jié)構(gòu)類型進行合理有效的選擇，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，必須要對施工場地的天然的地質(zhì)條件以及巖層情況進行全面和充分的考慮，并與這些地質(zhì)條件進行有效的結(jié)合，從而保證復雜建筑和超高層建筑的抗震抗風能力的設(shè)計符合實際的需求。這樣所設(shè)計出的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，才能夠保證建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的提升，并且降低其建筑工程的整體造價和施工成本。另外，在對建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計類型進行合理的選擇的過程中，設(shè)計人員還要對其工程本身所存在的施工設(shè)計需求的合理性和造價成本等多方面進行全面的考慮。

（二）測量與校正

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

（三）地腳螺栓的預埋與固定

在鋼結(jié)構(gòu)工程中，地腳螺栓的預埋與固定的強度直接關(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，以對地腳螺栓加以定位，同時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)

在對鋼柱安置固定時，要清楚的掌握所有鋼柱的垂直度、標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)鍵點是存在差異的。例如在控制首節(jié)柱時，要對定位軸線和標高之間的關(guān)系進行準確的把握；次節(jié)柱則需要配合垂直度來進行測試。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)柱則是通過對絲杠調(diào)節(jié)來完成。

（五）焊接技術(shù)

當主梁與鋼柱間連接時，一般上、下翼緣用坡口電焊連接，腹板用高強螺栓連接次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強螺栓連接，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)嚴格檢查焊條的合格證，并按說明書要求使用焊條焊接時，應(yīng)確保焊縫表面無裂紋、焊瘤，確保一、二級焊縫無氣孔、夾渣、弧坑、裂紋，并按要求進行無損檢測，確保一級焊縫不出現(xiàn)咬邊。

坡口電焊連接應(yīng)先做好準備，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，并采用點焊固定；清除焊接坡口、周邊的防銹漆和雜物；焊接口預熱等。

對于焊接接頭要求熔透焊對接和角接焊縫，在焊接多層梁柱時，要根據(jù)實際安裝情況，先對頂層柱、梁節(jié)點進行焊接，然后對底部柱、梁節(jié)點進行焊接，最后才對中間部分的柱和梁節(jié)點進行焊接。具體焊接時需要從中間軸線柱向四周進行對接焊接，即二個同時對稱焊接。焊縫焊完后，焊縫質(zhì)量檢驗均按二級檢驗標準檢驗。焊后24h進行超聲波探傷檢查，對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）完善施工的實時監(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，施工的進度情況也要作出相應(yīng)的調(diào)整，為此要采取實時監(jiān)控技術(shù)對施工過程進行有效監(jiān)控。現(xiàn)代實時監(jiān)控系統(tǒng)會對鋼結(jié)構(gòu)施工過程中的狀態(tài)進行實時全程跟蹤和控制，對溫度情況、施工所產(chǎn)生的振動等內(nèi)容進行全程記錄，對體系所收集到的信息進行科學分析、對比，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)對施工的進行合理調(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。針對超高層鋼結(jié)構(gòu)的施工管理，提出三點質(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，引進專業(yè)的管理軟件，存儲需要管理、審核的項目，以便落實質(zhì)量管理的措施。（2）嚴格按照超高層鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范要求，對工程中的文件、合同、技術(shù)方案等實行監(jiān)督，要求超高層鋼結(jié)構(gòu)中的所有內(nèi)容，都要達到質(zhì)量管理的規(guī)范要求。（3）管理好施工的圖紙，仔細校對超高層鋼結(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，要求管理部門落實相關(guān)的協(xié)調(diào)組織項目，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)防護棚，保證人員安全通過。（2）超高層建筑往往會吸引外來的參觀者，而這些參觀者往往會成為不安全因素，門衛(wèi)制度是否嚴格是防止危險發(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、垃圾的下運必須合理安排，制定嚴格有效的實施措施，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)置一個臨時移動水沖式廁所；樓層內(nèi)垃圾與主體進度進行清理下運，現(xiàn)場垃圾覆蓋并灑水降塵，保持常態(tài)化管理，實現(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)合的方法進行施工，經(jīng)過嚴格的校對及復核，確保測量精度。

總之，隨著城市化進程的不斷深入，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)用地成為了當前城市發(fā)展的一層建筑的主要結(jié)構(gòu)選型，同時也是為超高層建筑能夠順利安全的施工提供保障，進一步加強對其的研究非常有必要。