大直徑圓形塔樓施工技術(shù)分析

曲德曉 （煙臺(tái)市城新建筑開發(fā)有限公司，山東 煙臺(tái) 264000）

0 前言

當(dāng)前人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的要求已從建筑質(zhì)量轉(zhuǎn)向了建筑結(jié)構(gòu)外形，越來越多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造型獨(dú)特的建筑拔地而起，其中大直徑圓形塔樓結(jié)構(gòu)是一種相對(duì)常見的特殊建筑結(jié)構(gòu)[1]。但目前，針對(duì)這一建筑結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)尚未成熟，在實(shí)際施工中存在施工工期緊張、施工質(zhì)量較低等問題。對(duì)此，為實(shí)現(xiàn)對(duì)該建筑施工效果的全面優(yōu)化，為發(fā)揮超高層及大型公建施工優(yōu)勢(shì)，本文開展大直徑圓形塔樓施工技術(shù)研究。

1 大直徑圓形塔樓施工技術(shù)

1.1 構(gòu)建大直徑圓形塔樓施工平面控制網(wǎng)

在進(jìn)行大直徑圓形塔樓施工時(shí)，為了確保施工過程的可視化，可構(gòu)建一個(gè)針對(duì)塔樓工程的施工平面控制網(wǎng)，并在工程平面區(qū)域內(nèi)，選定至少四個(gè)具有通視特點(diǎn)的控制點(diǎn)，四個(gè)通視點(diǎn)分別表示為L(zhǎng)P1、LP2、LP3與LP4，在空間內(nèi)，將四個(gè)點(diǎn)進(jìn)行連接，以此種方式，便可以形成一個(gè)呈現(xiàn)閉合狀態(tài)的控制空間。其結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 大直徑圓形塔樓施工平面控制網(wǎng)結(jié)構(gòu)

按照上述圖1所示的布置方式，對(duì)控制網(wǎng)閉合空間進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將其作為全過程施工質(zhì)量控制與測(cè)量放樣的依據(jù)，為了確保控制網(wǎng)在設(shè)計(jì)過程中，可以真實(shí)地滿足需求，可根據(jù)圓形塔樓設(shè)計(jì)圖紙，精確定位控制點(diǎn)的位置，并在對(duì)應(yīng)的樓板層上預(yù)留對(duì)應(yīng)的鋼板（鋼板的長(zhǎng)、寬、高分別對(duì)應(yīng)100mm、100mm與10mm）。在此基礎(chǔ)上，使用激光經(jīng)緯儀器，在塔樓上進(jìn)行投射，并通過中心軸線在空間中對(duì)應(yīng)的直角坐標(biāo)位置，確定大直徑圓形塔樓的中心施工點(diǎn)O，并將O點(diǎn)作為工程施工的基準(zhǔn)點(diǎn)，采用直接測(cè)量圓形塔樓半徑的方式，找到圓周上的所有控制點(diǎn)，以此種方式，在施工設(shè)計(jì)圖紙上畫出圓形塔樓的外筒圓邊線。

要確保施工過程中，對(duì)圓形塔樓垂直度的精準(zhǔn)控制，采用內(nèi)控法對(duì)施工行為進(jìn)行均衡控制，控制中，按照軸線的豎直傳遞方向，使用激光測(cè)量?jī)x器，在建筑的豎直方向進(jìn)行投點(diǎn)[2]。在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)混凝土澆筑的過程中，需要在每個(gè)N-1層中，預(yù)留一個(gè)半徑為300mm的激光光束傳遞孔，并在每個(gè)預(yù)留的傳遞孔周圍，砌筑一個(gè)高度為50mm的阻水圈。通過此種檢測(cè)方式，對(duì)每個(gè)樓層的垂直度進(jìn)行檢測(cè)。

為了防止在測(cè)量過程中出現(xiàn)誤差，需要在工程實(shí)施前，提高項(xiàng)目的定位標(biāo)準(zhǔn)，在分包選用、機(jī)械設(shè)備配置等方面嚴(yán)選進(jìn)貨商，并在項(xiàng)目前期對(duì)主體勞務(wù)/分包勞務(wù)/設(shè)備廠家多次考察，確保工程在實(shí)施過程中，對(duì)相關(guān)資源配置的優(yōu)化。

1.2 塔樓組合伸臂桁架吊裝

在對(duì)塔樓組合伸臂桁架吊裝時(shí)，為了保證施工的安全，確保實(shí)際施工中出現(xiàn)安全問題時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工人員能夠迅速逃離。在塔樓結(jié)構(gòu)當(dāng)中設(shè)置四道避難層，避難層由腰桁架、伸臂桁架以及外框梁結(jié)構(gòu)組成[3]。同時(shí)，通過對(duì)組合伸臂桁架結(jié)構(gòu)的安裝能夠?qū)崿F(xiàn)塔樓核心筒結(jié)構(gòu)與外框架之間的連接，以此共同承受塔樓的荷載作用力，起到提高塔樓整體穩(wěn)定性的作用。在對(duì)組合伸臂桁架吊裝時(shí)，需要結(jié)合Tekal模型，對(duì)伸臂斜撐進(jìn)行質(zhì)量分布分析，并找出組合伸臂桁架的中心位置。同時(shí)，考慮到組合伸臂桁架完成拼裝前后重量分布的差異，應(yīng)當(dāng)按照?qǐng)D2所示的內(nèi)容，完成對(duì)吊耳位置的布設(shè)。

圖2 吊耳布設(shè)位置示意圖

按照?qǐng)D2中所示的吊耳布設(shè)位置后，在實(shí)際吊裝的過程中，應(yīng)提前做好伸臂墻內(nèi)伸臂柱的吊裝準(zhǔn)備工作，并在吊裝前，將吊裝結(jié)構(gòu)與核心筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)接，確保所有銜接位置可以有效拼接。在對(duì)接與校正過程中，需要調(diào)派技術(shù)人員，進(jìn)行施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，并輔助使用千斤頂設(shè)備對(duì)其位置進(jìn)行調(diào)整，并利用連接板對(duì)組合伸臂桁架的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步固定。完成校正后，將其進(jìn)行焊接。在此基礎(chǔ)上，使用高強(qiáng)螺栓，將組合伸臂的桁架進(jìn)行固定處理，以此確保最終整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[4]。同時(shí)在焊接的過程中，需要確保軟鋼箱體和塔樓組合伸臂桁架一起吊裝就位，避免在后續(xù)施工過程中出現(xiàn)伸臂偏心的問題產(chǎn)生，導(dǎo)致最終組合伸臂桁架出現(xiàn)偏移或變形的問題。除此之外，在實(shí)際施工中，增加對(duì)塔式起重機(jī)的使用，并在完成對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的組合之后，利用該設(shè)備完成對(duì)桁架整條結(jié)構(gòu)的提升，并在距離地面約0.45m～0.65m位置時(shí)停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)組合伸臂桁架豎直方向上位置的調(diào)節(jié)。同時(shí)，在吊裝的過程中，考慮到桁架吊裝的傾斜角度需要，對(duì)其偏斜情況進(jìn)行調(diào)整，以此確保整個(gè)組合伸臂桁架能夠保持相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)。在完成最終的調(diào)整后，將其他與桁架相連接的構(gòu)件結(jié)構(gòu)按照設(shè)計(jì)圖紙當(dāng)中的要求，吊裝在相應(yīng)結(jié)構(gòu)上，完成對(duì)塔樓組合伸臂桁架的吊裝。

1.3 圓形塔樓鋼管柱和鋼骨柱中空施工質(zhì)量控制

為了確保建成的大直徑圓形塔樓結(jié)構(gòu)具有較高的穩(wěn)定性，需要使用鋼管柱和鋼骨柱作為塔樓的支撐結(jié)構(gòu)，并使用高拋免振混凝土作為施工材料。相比其他類型的施工材料，此種拌合物的流動(dòng)性更強(qiáng)，并且在放置一段時(shí)間后，基本不出現(xiàn)離析或泌水等現(xiàn)象，僅通過較少次數(shù)的振搗便可以具有高處下拋動(dòng)能，因此，使用這種混凝土作為澆筑材料可以實(shí)現(xiàn)其自流填充。但要確保工程一次通過驗(yàn)收，仍需要在施工前，進(jìn)行多次模擬實(shí)驗(yàn)，并在混凝土拌合物中加入減水試劑，用于控制混凝土的水灰比，確保施工所用的混凝土具有較強(qiáng)的粘聚性，避免在澆筑過程中鋼管柱和鋼骨柱中出現(xiàn)浮漿現(xiàn)象。除此之外，可根據(jù)工程需求，在混凝土中加入一定量的膨脹試劑，避免由于管內(nèi)混凝土收縮導(dǎo)致的固化與空鼓問題。

由于T1塔樓在施工中，垂直運(yùn)輸難度較大，因此，需要合理選擇塔樓垂直運(yùn)輸設(shè)備，經(jīng)過專業(yè)計(jì)算實(shí)地考察，可在T1塔樓施工區(qū)域投入2臺(tái)動(dòng)臂式塔吊（ZSL850、ZSL380）、3臺(tái)施工電梯，并根據(jù)工期安排與相關(guān)工作，規(guī)劃塔吊及電梯垂直運(yùn)輸管柱和鋼骨柱的方案。此外，根據(jù)施工進(jìn)步計(jì)劃，提前安裝永久使用電梯，精裝修收尾期間采用部分永久電梯運(yùn)輸施工人員和材料。

為了避免工程施工成果在驗(yàn)收階段出現(xiàn)冷縫，可使用輸送裝置，在兩個(gè)固定位置上，沿著順時(shí)針方向或逆時(shí)針方向，進(jìn)行工程的同時(shí)澆筑。控制每次澆筑的高度在2m范圍內(nèi)，按照此種施工方式循環(huán)三周，完成大直徑圓形塔樓的外筒施工。此過程見圖3。

圖3 大直徑圓形塔樓的外筒施工過程

按照上述施工方式，便可以降低混凝土澆筑過程中冷縫的出現(xiàn)，從而起到提升建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的作用。

2 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

將濟(jì)南華泉萬象天地項(xiàng)目A1地塊總承包工程作為實(shí)驗(yàn)依托，驗(yàn)證本文上述提出的大直徑圓形塔樓施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的效果，將其與傳統(tǒng)施工技術(shù)引入到該工程項(xiàng)目當(dāng)中，完成下述實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。該工程項(xiàng)目地塊整體位于濟(jì)南市歷下區(qū)CBD范圍，西臨茂嶺二號(hào)路，北至橫四路，南接新濼大街，東臨縱四路。建筑面積約為20.27萬 m2，總占地面積約為2.24萬m2，地上建筑面積為14.77萬m2，地下建筑面積為6.01萬m2。在該項(xiàng)目當(dāng)中，T1塔樓包含地下4層結(jié)構(gòu)和地上53層結(jié)構(gòu)，采用本文提出的施工技術(shù)對(duì)其進(jìn)行施工，T2塔樓包含地下3層結(jié)構(gòu)和地上23層結(jié)構(gòu)，采用傳統(tǒng)施工技術(shù)對(duì)其進(jìn)行施工，對(duì)比兩種技術(shù)的施工效果。在兩種施工技術(shù)均達(dá)到相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)后，將T1塔樓和T2塔樓的施工工期記錄如表1所示。

T1塔樓和T2塔樓各階段施工工期記錄表 表1

從T1塔樓和T2塔樓各階段施工工期記錄表可以看出，采用本文上述提出大直徑圓形塔樓施工技術(shù)的T1塔樓總施工工期明顯小于采用傳統(tǒng)施工技術(shù)的T2塔樓總施工工期。同時(shí)，在實(shí)際施工過程中，由于傳統(tǒng)施工技術(shù)存在施工工期較長(zhǎng)的問題，因此造成了基坑、支護(hù)等結(jié)構(gòu)暴露在外的時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致工程養(yǎng)護(hù)時(shí)間增多。

結(jié)合實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步分析得出，本文上述提出的大直徑圓形塔樓施工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠在保證建筑施工質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提條件下，縮短施工工期，解決了傳統(tǒng)施工技術(shù)工期緊、任務(wù)重的問題。將本文上述設(shè)計(jì)思路應(yīng)用到對(duì)其他相似類型大直徑圓形塔樓建設(shè)和施工當(dāng)中，能夠?yàn)槠涫┕し桨负褪┕び?jì)劃的制定提供全新思路，實(shí)現(xiàn)施工技術(shù)上的創(chuàng)新。

3 結(jié)語

本文此次研究詳細(xì)闡述了與大直徑圓形塔樓施工相關(guān)的施工流程，并在完成設(shè)計(jì)后，通過實(shí)驗(yàn)證明了此種施工方法在應(yīng)用中真實(shí)有效，因此，在后續(xù)的施工中，要提高公司全員對(duì)此項(xiàng)目的關(guān)注度，明確本項(xiàng)目的戰(zhàn)略定位，并重視起品牌宣傳工作，以此種方式帶動(dòng)市場(chǎng)。同時(shí)，應(yīng)向合作的兄弟公司取經(jīng)學(xué)習(xí)其在超高層施工方面的先進(jìn)施工工藝，邀請(qǐng)有類似施工經(jīng)驗(yàn)的合作單位協(xié)助項(xiàng)目前期策劃工作，在有需要的情況下，可在竣工后，聘請(qǐng)第三方合作單位，對(duì)此工程進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，從而使項(xiàng)目滿足施工質(zhì)量與安全管控方面最高標(biāo)準(zhǔn)。此外，要提前做好創(chuàng)優(yōu)策劃，從現(xiàn)場(chǎng)、資料兩條線抓起，借助公司優(yōu)勢(shì)，在工程施工技術(shù)質(zhì)量管理、現(xiàn)場(chǎng)施工安全環(huán)保管理等方面，力爭(zhēng)有所突破。