超高層建筑鋼結構施工技術要點探析

仇暢

摘? ? 要：近年來，越來越多超高層建筑在各大城市拔地而起，帶動和輻射了城市建設的發展，有的超高層建筑也成為了城市地標建筑。在超高層建筑中，因鋼結構強度高、自重輕、節能環保、施工速度快等優點，越來越多的鋼結構施工應用到超高層建筑中。本文介紹了超高層鋼結構施工的特性和施工技術準備，重點論述提出了結構測量、吊裝、焊接等超高層鋼結構關鍵技術要點的控制。

關鍵詞：超高層;鋼結構施工;施工特性;技術準備;施工技術要點控制

1? 超高層建筑鋼結構施工特性

（1）節能環保。鋼結構有著高強度和高能效的特點，與鋼筋混凝土超高層相比，在超高層中使用鋼結構，保證同等強度的同時可使建筑材料使用量大幅度降低，節約大量的結構空間，從而減輕結構自重，也積極響應了國際上和我國建設部們倡議的綠色建筑理念。相對較少的建筑使用材料降低了消耗和運輸成本，而且鋼材還可以回收利用。

（2）較高的強度和韌性。鋼結構的抗折、抗拉性能遠超混凝土材料。在與使用鋼筋混凝土同等用量時，超高層中使用鋼結構，可以增加超高層建筑高度和建筑結構使用面積。鋼結構可以使設計師大膽的進行外觀設計（比如扎哈-哈迪德設計的北京Sohu系列），創造更多更美的建筑。鋼結構可使超高層建筑整體受體更趨于平衡，鋼結構的高強度和高韌性可以對外力進行有效的分配與傳遞，從而保證超高層整體結構的穩定性。

（3）工期進度優勢。超高層鋼結構的制作以及結構部件的加工完全可以工廠標準化加工作業，施工材料大多數需要在工廠加工為成品或半成品，運送現場用相應的機械吊運安裝，通過螺栓或者焊接使各結構部件連接。成品與半成品的精度控制質量高，鋼構件加工制作不受工序限制，提高了生產速度和施工質量。

2? 超高層建筑鋼結構施工技術準備

（1）施工技術資料的準備。超高層鋼結構施工的技術交底記錄、圖紙會審、設計變更、洽商記錄匯總表、圖紙會審記錄、設計變更通知單、工程洽商記錄、設計交底記錄等技術準備資料已全部準備齊全。相應施工的組織設計、計劃、方案等已逐級上報，經監理機構和業主審批通過。

（2）施工現場和鋼結構加工場的準備。施工前完成施工現場和加工場“三通一平或七通一平”，由于超高層屬于大工程量高密度集約型工程施工，須合理規劃好施工區域與材料的存放區。施工區域重點合理規劃起重吊裝區域以及鋼結構與混凝土交叉做作業施工區域的的設計，保證鋼結構起吊安裝和其他施工的需要。加工場內鋼部件按照計劃提前生產制作，逐一經過質量驗收，按照施工順序碼放，并有一定的防護措施。

（3）施工設備的準備。超高層建筑鋼結構施工除采用的常用土建機械設備外，主要對起重吊裝設備要求較高，目前超高層鋼結構施工中主要選用塔式起重機，施工電梯、履帶吊、門式起重機等其他輔助起吊設備進行配合。另外超高層建筑鋼結構施工要配備相應的測量、試驗設備，如全站儀、鉛錘儀、沉降觀測儀、應力應變檢測計、GPS等。

3? 超高層建筑鋼結構施工關鍵技術控制

3.1? 超高層鋼結構的測量與變形技術控制

測量控制。在超高層鋼結構施工過程中，對建筑結構高程及垂直度指標有相當嚴格的要求，指標偏差較大嚴重影響建筑物受力和安全。首先配備專業測量人員和標定實驗設備。具體測量中建筑物的四角軸線坐標樁采用全站儀配合激光經緯儀進行測設。全站角度的系統誤差1”，測距系統誤差2ppm.整體精度標準按二級導線點布置原則;軸線控制樁是工程施工過程中測量放線的依據，必須進行保護。以控制樁為中心砌長寬均為0.5m、高0.3m的磚墩，磚墩周圍砌磚，中間填充砂漿，再搭設鋼管進行保護。為保證建筑物豎向施工的精度要求，在場區內應布設東西南北四個水準控制點，建立高程控制網。 水準點應布設在通視良好的位置，距離基坑邊線不小于15m;超高層垂直控制：超高層鋼結構0.00以上的軸線測量采用激光垂準儀內控接力傳遞法進行。

變形監測。超高層鋼結構變形監測主要包括深基坑、建筑物沉降、建筑物空間三維變形等。基坑水平位移觀測需至土方回填完畢;。建筑物檢測具體在首層離開室外地平0.150m外坪高處，按沉降觀測規程埋點要求，埋設沉降觀測點。采用永久性沉降觀測暗標埋設法、暗標有標體、標蓋、標志桿三部分組成，材料使用不銹鋼或鍍鋅鐵件。沉降觀測精度為0.1mm;建筑物空間三維變形主要是通過數據模型的模擬，通過現實施工的實時監測，保證施工達到設計要求。

3.2? 超高層鋼結構建筑的吊裝技術控制

超高層鋼結構建筑施工吊裝工作是關鍵施工環節，直接影響項目的質量、安全和進度。在吊裝施工過程中，必須嚴格執行技術標準和相關操作規范，吊裝鋼結構前應對起吊機械進行相應的穩定性檢測，吊裝過程中必須保證起重機械不能超負荷工作，相應的鋼絲繩和索具也需配套使用，對發生散股或毛刺的鋼絲繩及時處理。鋼結構記憶其他構件綁扎必須牢固平穩，起吊位置在構建的重心位置。對不規則鋼的吊裝，吊掛點需要用的專用連接板，并將鋼構件緊固。

在構件吊裝就位前，必須先對已完工序檢驗，同時檢查預埋件的尺寸和位置，對鋼結構軸線和高程給與定位。起吊過程中鋼構件需緊固，另需綁上溜繩或鳳攬，輔助調整構件的位置和方向。禁止吊裝快速升降，確保吊裝鋼構件的穩定，雨季施工要采取防滑措施，夜間施工需保證足夠的照明。鋼構件吊裝就位后，每個部位必須對應板上的上、下螺孔，如不滿足要求是要求，需及時進行調節。

3.3? 超高層鋼結構建筑的焊接技術控制

鋼構件的焊接是超高層鋼結構施工的關鍵施工工序，現場焊接工作量大、焊接要求質量高，對鋼結構質量、安全性能起到關鍵的作用。此外焊接作業受到天氣和高空作業影響，需選擇合適的焊接方式，做好焊接工藝評定，高空焊接平臺能滿足焊接施工要求，設置相應接火防火裝置。雨季焊接作業時，要清除焊口附近表面的雜物及鐵銹，并用密封貼或塑料密封模進行密封，必要時搭設遮雨棚。在冬季或寒冷地區氣溫低于-5℃時以及雨雪天氣時應禁止焊接，施工安排必須在冬季施焊時，必須采取保溫加熱措施保證焊接質量。焊接完成后需要對焊縫進行自檢、二檢甚至業主方單獨聘請的第三方進行焊接質量檢測，保證作業質量。

焊接的基本原則需按照“先上后下、先內后外、先翼后腹，順序對稱”施焊。在焊接工作開始之前確認部件吊裝尺寸、位置符合要求，焊接前及時清理氧化皮、毛刺等雜質;異型構件的角焊縫和對接焊頭需按需安裝引弧板、收弧版等保證坡口焊接質量。開始焊接時注意焊接順序，平面上由內向外對稱焊接，上部梁體優先焊接，然后焊接梁體與結構柱結合部位，鋼結構柱由焊工對稱同步施焊。焊接作業時，第一層要把母材和墊板接縫處坡口要封住，所用墊板一定要靠實牢固，梁柱和墊板的連接為連續焊，焊腳高度需符合相應要求，引弧板焊縫的長度需大于引弧板的2/3，焊接完成后割去引弧板一公分左右。逐層施焊時嚴格清理焊渣和其他雜質，缺陷及時處理。構件焊接層溫度保持在規定范圍內，將一個接口持續焊完。

在鋼構件焊接完成一天后，及時檢查外觀質量和焊縫焊接質量，對于角接縫和單面焊的對接縫，可以采用磁粉（MT）、超聲波（UT）、射線（RT）等無損檢測焊縫質量。焊縫外觀有超差缺陷時，及時將問題部分磨掉進行補焊，經處理使的補焊與原焊縫平順過渡，當內部焊縫缺陷問題較大時，必須剔除內部問題焊縫后重新施焊。焊接過程中嚴格控制鋼構件的變形，通過工藝梁、輔助墊板等工藝控制焊接變形，保證焊接質量。

4? 結語

隨著經濟的飛速的發展，新型建筑模式也不斷的涌現，因鋼結構運用到超高建筑，無論是在美學上還是在功能多變上發生了超高施工技術的變革。本文通過對超高層建筑鋼結構施工深入剖析，提出要在施工過程中掌握鋼結構施工的關鍵技術要點，加強組織技術管理，從而提高施工水平。