超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)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(shè)的發(fā)展，有的超高層建筑也成為了城市地標(biāo)建筑。在超高層建筑中，因鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、自重輕、節(jié)能環(huán)保、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，越來越多的鋼結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用到超高層建筑中。本文介紹了超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特性和施工技術(shù)準(zhǔn)備，重點(diǎn)論述提出了結(jié)構(gòu)測量、吊裝、焊接等超高層鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)的控制。

關(guān)鍵詞：超高層;鋼結(jié)構(gòu)施工;施工特性;技術(shù)準(zhǔn)備;施工技術(shù)要點(diǎn)控制

1? 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工特性

（1）節(jié)能環(huán)保。鋼結(jié)構(gòu)有著高強(qiáng)度和高能效的特點(diǎn)，與鋼筋混凝土超高層相比，在超高層中使用鋼結(jié)構(gòu)，保證同等強(qiáng)度的同時(shí)可使建筑材料使用量大幅度降低，節(jié)約大量的結(jié)構(gòu)空間，從而減輕結(jié)構(gòu)自重，也積極響應(yīng)了國際上和我國建設(shè)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(yùn)輸成本，而且鋼材還可以回收利用。

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

（3）工期進(jìn)度優(yōu)勢。超高層鋼結(jié)構(gòu)的制作以及結(jié)構(gòu)部件的加工完全可以工廠標(biāo)準(zhǔn)化加工作業(yè)，施工材料大多數(shù)需要在工廠加工為成品或半成品，運(yùn)送現(xiàn)場用相應(yīng)的機(jī)械吊運(yùn)安裝，通過螺栓或者焊接使各結(jié)構(gòu)部件連接。成品與半成品的精度控制質(zhì)量高，鋼構(gòu)件加工制作不受工序限制，提高了生產(chǎn)速度和施工質(zhì)量。

2? 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)準(zhǔn)備

（1）施工技術(shù)資料的準(zhǔn)備。超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)交底記錄、圖紙會審、設(shè)計(jì)變更、洽商記錄匯總表、圖紙會審記錄、設(shè)計(jì)變更通知單、工程洽商記錄、設(shè)計(jì)交底記錄等技術(shù)準(zhǔn)備資料已全部準(zhǔn)備齊全。相應(yīng)施工的組織設(shè)計(jì)、計(jì)劃、方案等已逐級上報(bào)，經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)和業(yè)主審批通過。

（2）施工現(xiàn)場和鋼結(jié)構(gòu)加工場的準(zhǔn)備。施工前完成施工現(xiàn)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(guī)劃好施工區(qū)域與材料的存放區(qū)。施工區(qū)域重點(diǎn)合理規(guī)劃起重吊裝區(qū)域以及鋼結(jié)構(gòu)與混凝土交叉做作業(yè)施工區(qū)域的的設(shè)計(jì)，保證鋼結(jié)構(gòu)起吊安裝和其他施工的需要。加工場內(nèi)鋼部件按照計(jì)劃提前生產(chǎn)制作，逐一經(jīng)過質(zhì)量驗(yàn)收，按照施工順序碼放，并有一定的防護(hù)措施。

（3）施工設(shè)備的準(zhǔn)備。超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工除采用的常用土建機(jī)械設(shè)備外，主要對起重吊裝設(shè)備要求較高，目前超高層鋼結(jié)構(gòu)施工中主要選用塔式起重機(jī)，施工電梯、履帶吊、門式起重機(jī)等其他輔助起吊設(shè)備進(jìn)行配合。另外超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工要配備相應(yīng)的測量、試驗(yàn)設(shè)備，如全站儀、鉛錘儀、沉降觀測儀、應(yīng)力應(yīng)變檢測計(jì)、GPS等。

3? 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)控制

3.1? 超高層鋼結(jié)構(gòu)的測量與變形技術(shù)控制

測量控制。在超高層鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，對建筑結(jié)構(gòu)高程及垂直度指標(biāo)有相當(dāng)嚴(yán)格的要求，指標(biāo)偏差較大嚴(yán)重影響建筑物受力和安全。首先配備專業(yè)測量人員和標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備。具體測量中建筑物的四角軸線坐標(biāo)樁采用全站儀配合激光經(jīng)緯儀進(jìn)行測設(shè)。全站角度的系統(tǒng)誤差1”，測距系統(tǒng)誤差2ppm.整體精度標(biāo)準(zhǔn)按二級導(dǎo)線點(diǎn)布置原則;軸線控制樁是工程施工過程中測量放線的依據(jù)，必須進(jìn)行保護(hù)。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(shè)鋼管進(jìn)行保護(hù)。為保證建筑物豎向施工的精度要求，在場區(qū)內(nèi)應(yīng)布設(shè)東西南北四個(gè)水準(zhǔn)控制點(diǎn)，建立高程控制網(wǎng)。 水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)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(jié)構(gòu)0.00以上的軸線測量采用激光垂準(zhǔn)儀內(nèi)控接力傳遞法進(jìn)行。

變形監(jiān)測。超高層鋼結(jié)構(gòu)變形監(jiān)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(guī)程埋點(diǎn)要求，埋設(shè)沉降觀測點(diǎn)。采用永久性沉降觀測暗標(biāo)埋設(shè)法、暗標(biāo)有標(biāo)體、標(biāo)蓋、標(biāo)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(shù)據(jù)模型的模擬，通過現(xiàn)實(shí)施工的實(shí)時(shí)監(jiān)測，保證施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3.2? 超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的吊裝技術(shù)控制

超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工吊裝工作是關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，直接影響項(xiàng)目的質(zhì)量、安全和進(jìn)度。在吊裝施工過程中，必須嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)操作規(guī)范，吊裝鋼結(jié)構(gòu)前應(yīng)對起吊機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)的穩(wěn)定性檢測，吊裝過程中必須保證起重機(jī)械不能超負(fù)荷工作，相應(yīng)的鋼絲繩和索具也需配套使用，對發(fā)生散股或毛刺的鋼絲繩及時(shí)處理。鋼結(jié)構(gòu)記憶其他構(gòu)件綁扎必須牢固平穩(wěn)，起吊位置在構(gòu)建的重心位置。對不規(guī)則鋼的吊裝，吊掛點(diǎn)需要用的專用連接板，并將鋼構(gòu)件緊固。

在構(gòu)件吊裝就位前，必須先對已完工序檢驗(yàn)，同時(shí)檢查預(yù)埋件的尺寸和位置，對鋼結(jié)構(gòu)軸線和高程給與定位。起吊過程中鋼構(gòu)件需緊固，另需綁上溜繩或鳳攬，輔助調(diào)整構(gòu)件的位置和方向。禁止吊裝快速升降，確保吊裝鋼構(gòu)件的穩(wěn)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(gòu)件吊裝就位后，每個(gè)部位必須對應(yīng)板上的上、下螺孔，如不滿足要求是要求，需及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.3? 超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的焊接技術(shù)控制

鋼構(gòu)件的焊接是超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵施工工序，現(xiàn)場焊接工作量大、焊接要求質(zhì)量高，對鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量、安全性能起到關(guān)鍵的作用。此外焊接作業(yè)受到天氣和高空作業(yè)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(shè)置相應(yīng)接火防火裝置。雨季焊接作業(yè)時(shí)，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(jìn)行密封，必要時(shí)搭設(shè)遮雨棚。在冬季或寒冷地區(qū)氣溫低于-5℃時(shí)以及雨雪天氣時(shí)應(yīng)禁止焊接，施工安排必須在冬季施焊時(shí)，必須采取保溫加熱措施保證焊接質(zhì)量。焊接完成后需要對焊縫進(jìn)行自檢、二檢甚至業(yè)主方單獨(dú)聘請的第三方進(jìn)行焊接質(zhì)量檢測，保證作業(yè)質(zhì)量。

焊接的基本原則需按照“先上后下、先內(nèi)后外、先翼后腹，順序?qū)ΨQ”施焊。在焊接工作開始之前確認(rèn)部件吊裝尺寸、位置符合要求，焊接前及時(shí)清理氧化皮、毛刺等雜質(zhì);異型構(gòu)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(zhì)量。開始焊接時(shí)注意焊接順序，平面上由內(nèi)向外對稱焊接，上部梁體優(yōu)先焊接，然后焊接梁體與結(jié)構(gòu)柱結(jié)合部位，鋼結(jié)構(gòu)柱由焊工對稱同步施焊。焊接作業(yè)時(shí)，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(shí)牢固，梁柱和墊板的連接為連續(xù)焊，焊腳高度需符合相應(yīng)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(shí)嚴(yán)格清理焊渣和其他雜質(zhì)，缺陷及時(shí)處理。構(gòu)件焊接層溫度保持在規(guī)定范圍內(nèi)，將一個(gè)接口持續(xù)焊完。

在鋼構(gòu)件焊接完成一天后，及時(shí)檢查外觀質(zhì)量和焊縫焊接質(zhì)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(zhì)量。焊縫外觀有超差缺陷時(shí)，及時(shí)將問題部分磨掉進(jìn)行補(bǔ)焊，經(jīng)處理使的補(bǔ)焊與原焊縫平順過渡，當(dāng)內(nèi)部焊縫缺陷問題較大時(shí)，必須剔除內(nèi)部問題焊縫后重新施焊。焊接過程中嚴(yán)格控制鋼構(gòu)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(zhì)量。

4? 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速的發(fā)展，新型建筑模式也不斷的涌現(xiàn)，因鋼結(jié)構(gòu)運(yùn)用到超高建筑，無論是在美學(xué)上還是在功能多變上發(fā)生了超高施工技術(shù)的變革。本文通過對超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工深入剖析，提出要在施工過程中掌握鋼結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)組織技術(shù)管理，從而提高施工水平。