超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)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(fā)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(jié)構(gòu)強度高、自重輕、節(jié)能環(huán)保、施工速度快等優(yōu)點，越來越多的鋼結(jié)構(gòu)施工應用到超高層建筑中。本文介紹了超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的特性和施工技術(shù)準備，重點論述提出了結(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)準備;施工技術(shù)要點控制

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(jié)構(gòu)，保證同等強度的同時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(jié)構(gòu)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(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(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(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）工期進度優(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準化加工作業(yè)，施工材料大多數(shù)需要在工廠加工為成品或半成品，運送現(xiàn)場用相應的機械吊運安裝，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)準備

（1）施工技術(shù)資料的準備。超高層鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)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(shù)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(jīng)監(jiān)理機構(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)域的的設計，保證鋼結(jié)構(gòu)起吊安裝和其他施工的需要。加工場內(nèi)鋼部件按照計劃提前生產(chǎn)制作，逐一經(jīng)過質(zhì)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(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(yè)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(jīng)緯儀進行測設。全站角度的系統(tǒng)誤差1”，測距系統(tǒng)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(jù)，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(qū)內(nèi)應布設東西南北四個水準控制點，建立高程控制網(wǎng)。 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(jié)構(gòu)0.00以上的軸線測量采用激光垂準儀內(nèi)控接力傳遞法進行。

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?；铀轿灰朴^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(shù)據(jù)模型的模擬，通過現(xiàn)實施工的實時監(jiān)測，保證施工達到設計要求。

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)，直接影響項目的質(zhì)量、安全和進度。在吊裝施工過程中，必須嚴格執(zhí)行技術(shù)標準和相關(guān)操作規(guī)范，吊裝鋼結(jié)構(gòu)前應對起吊機械進行相應的穩(wěn)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(fā)生散股或毛刺的鋼絲繩及時處理。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，同時檢查預埋件的尺寸和位置，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(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，設置相應接火防火裝置。雨季焊接作業(yè)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(qū)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(zhì)量。焊接完成后需要對焊縫進行自檢、二檢甚至業(yè)主方單獨聘請的第三方進行焊接質(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(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，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(xù)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(zhì)，缺陷及時處理。構(gòu)件焊接層溫度保持在規(guī)定范圍內(nèi)，將一個接口持續(xù)焊完。

在鋼構(gòu)件焊接完成一天后，及時檢查外觀質(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，及時將問題部分磨掉進行補焊，經(jīng)處理使的補焊與原焊縫平順過渡，當內(nèi)部焊縫缺陷問題較大時，必須剔除內(nèi)部問題焊縫后重新施焊。焊接過程中嚴格控制鋼構(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)運用到超高建筑，無論是在美學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，加強組織技術(shù)管理，從而提高施工水平。