鋼框架-混凝土核心筒結構建筑的施工技術

夏 鑫

上海建工一建集團有限公司 上海 200120

工業革命時期，鋼鐵開始被用于建筑施工。經過一百多年的技術進步、完善，鋼框架-混凝土核心筒結構如今在高層、超高層建筑項目中廣泛應用。本文結合超高層建筑項目工程對鋼框架-混凝土核心筒結構建筑施工技術[1-4]措施進行探討，為類似項目提供借鑒。

1 工程概況

超高層建筑項目由1棟26層塔樓及1棟4層裙房組成。其中塔樓結構形式為鋼框架-混凝土核心筒體系（圖1），地上高度130 m，總建筑面積約67 549 m2。塔樓地上鋼結構主要分為鋼柱、樓層鋼梁。其中，共有31根鋼柱，16根巨柱至頂層，其余鋼柱至8層。鋼柱均為箱形柱，并設置隅撐，最大截面□1 400 mm×1 400 mm×80 mm×80 mm，鋼柱的材質主要為Q345B。

圖1 塔樓結構示意

樓層鋼梁主要為H型鋼梁、箱形鋼梁，H型鋼梁最大截面900 mm×400 mm×30 mm×60 mm，區分焊接H型鋼和熱軋型鋼，主要材質為Q345B。在塔樓屋面外側四面，設計有立面鋼桁架，鋼支撐均為H型鋼，最大截面200 mm×100 mm×6 mm×10 mm，材質為Q345B。

混凝土核心筒長寬分別為21.4、25.4 m，墻厚逐漸變化依次為1 050、900、600、400、300 mm，混凝土強度等級從下至上依次為C60、C50、C40。2層及標準層板厚為120 mm，3層、8層、避難層、大屋面層板厚為150 mm，19層板厚為130 mm，核心筒板厚150 mm。塔樓1層層高6.00 m，2層層高7.25 m，2層局部頂板高度13.25 m，標準層層高4.50 m。

2 鋼框架-混凝土核心筒組合結構施工方案

2.1使用整體附著式升降腳手架代替懸挑腳手架

1）本工程塔樓外框及核心筒3層以下采用落地式盤扣外腳手架，在與業主、設計方充分協商后，將原定在3層及以上使用的懸挑盤扣外腳手架改為整體附著式升降腳手架（圖2）。

圖2 整體附著式升降腳手架平面示意

2）在高層和超高層建筑施工中，普通外腳手架存在鋼管用量大、使用周期長、高空作業危險系數大、高層消防難度大等一系列問題。DS95-Ⅲ整體附著式升降腳手架采用集成式架體，主框采用鋼制型材定型加工，整體性好，防護網采用沖壓鋼板密目網，防火阻燃、強度高。

3）由于鋼框架除了樓板為鋼筋混凝土外均為鋼結構，外爬架防護受力構件不能直接焊接在鋼梁、鋼柱上或者在鋼梁腹板上鉆孔連接，因此本工程在外框樓板中預埋構件連接外爬架。

4）使用升降腳手架代替懸挑腳手架，避免重復搭設，在安全文明和施工進度方面均有不錯的效果，此外，在使用過程中也有安全、進度、質量等方面的優勢。

① 安全文明施工：使用升降腳手架便于施工人員進行樓承板施工，有效防止混凝土澆筑時混凝土飄漿給周邊行人及建筑物帶來的安全隱患，并防止物體墜落，利用爬架進行鋼梁焊接施工相對吊籃安全很多，同時也可以提高連接件的位置精度。為人員作業及焊接驗收提供了良好的操作面，避免發生物體和火星墜落地面造成的安全事故。同時，在架體提升前完成最下方所在樓層的防火涂料的噴涂，有效防止防火涂料飄灑至周邊行人身上及建筑物上。

② 施工進度：提高了鋼結構樓承板混凝土的施工效率，降低了工人電焊的難度。“低搭高用”，省去重復拆搭腳手架的時間。

③ 質量保證：提高鋼結構定位復核精度，確保電焊質量，鋼結構整體效果有很大改善，減少了定位誤差。

5）整體附著式升降腳手架適用于樓層較多、外形規則的建筑，若建筑樓層較少，使用整體附著式升降腳手架的成本就高出使用懸挑腳手架很多，且在進度上收效甚微；若建筑外形不規則，在腳手架提升至非標準樓層時需要額外的加固，影響提升效率，同時也會帶來安全隱患。

2.2使用內爬式塔式起重機代替附著式塔式起重機

目前國內高層建筑施工使用的自升附著式塔式起重機可分為內部爬升式和外部附著式兩類，其中外部附著式塔式起重機較為常見。作為廣泛使用的技術，外部附著式塔式起重機（相比內爬式塔式起重機）具有以下優勢：

1）建筑物只需承受外部附著式塔式起重機傳遞的水平載荷，而內部爬升式塔式起重機需要建筑承擔豎向壓力。

2）外部附著式塔式起重機設置在結構外部，可利用施工間隙進行附著和頂升，而內部爬升式塔式起重機提升需與施工進度互相協調，只能在施工間歇期進行。

3）司機可以看到吊裝全過程，指揮難度比較低。

但結合多方面綜合考慮，本項目決定采用內部爬升式塔式起重機，原因如下：

1）本工程位于上海市浦東新區前灘地區，對安全文明施工要求比較高，內爬式塔式起重機布置于建筑物內部，可以減小吊運的幅度，即吊臂可以縮短，有效減少吊臂出圍墻的情況發生。

2）本工程場地較狹小，且核心筒施工過程中南側區域地下結構同步施工，難以滿足安裝外部附著式塔式起重機的場地條件（圖3）。

圖3 上部結構塔式起重機平面布置示意

3）本工程塔樓建設高度較高，若使用外部附著式塔式起重機，總塔身較高，質量較大，內部爬升式塔式起重機利用建筑物向上爬升，塔身長度不因爬升高度而變化，整體結構較輕、造價較低。

綜上所述，建筑高度較高、場地狹小的項目，可以考慮采用內爬式塔式起重機代替外部附著式塔式起重機。

2.3布料機加固措施

本工程低層混凝土澆筑使用泵車，高層混凝土則采用布料機進行澆筑。使用布料機進行混凝土澆筑的主要流程為：架體加固→布料機組裝→測試、檢查→吊運布料機加固→驗收、試運行→投入施工→維護、保養→拆除。

加固措施如下：

1）模板加固。為保證模板支撐架體安全，支設布料機的部位，對底部模板支撐架進行加固處理。加固范圍比布料機支腿覆蓋范圍向四周延伸1.0 m。減小梁、板模板滿堂支撐架立桿間距，立桿底部增加墊板，并確保板底縱橫向水平桿及剪刀撐滿搭，以及梁底均已增加扣件防滑。

2）為保證布料機穩定性，同時保證混凝土結構質量，避免損壞鋼筋，布料機的4個支座應盡量置于結構主梁及柱上；并在布料機支座部位設置木墊板以分散及傳遞所受的力，待混凝土澆筑完成后，取出木墊板，并對墊板造成的鋼筋保護層不足的部位，進行修補抹平。

3）若因條件限制，布料機單個支座置于板面上，布料機吊至板面前，須對相應板面樓板保護層墊塊及馬凳進行加強加密，同時，支座部位加墊高一個強度等級的混凝土墊塊，與混凝土澆筑成整體，墊塊上鋪木墊板（墊塊規格為4塊平面尺寸120 mm×120 mm，厚度為樓板厚度；墊板規格為500 mm×500 mm×50 mm），木墊板置于墊塊之上，從而保證支腿與鋼筋網片間距不小于200 mm。

4）四方立架采用4道直徑不小于8 mm的鋼絲繩拉緊固定，不得傾斜，鋼絲繩端部用花籃螺栓（或卡環）與板內梁筋拉緊（鎖牢），不得固定在豎向鋼筋上。在上垂直布料時應用架子鋼管制作穩定的布料機空間桁架，并用4根油絲繩拉緊，將花籃螺栓的保險銷扣好，嚴防脫鉤。布料機固定后，再次檢查布料機桿身是否垂直。

3 結語

該超高層項目通過以上方案的實施，有效降低了場地狹小對施工造成的影響，并在成本、進度、安全文明、施工質量等方面取得一定成果，完成了“一次驗收合格率100%并取得省級優質結構”的目標。相信本工程所總結的經驗可以為后續類似項目提供借鑒。