超高层钢管混凝土结构建筑施工的关键技术.pdf

河南建材2 0 2 3年第8 期超高层钢管混凝土结构建筑施工的关键技术王忠毕江西省赣州昌顺工程建设监理有限公司（34 1 0 0 0)摘要：文章通过阐述超高层钢管混凝土结构建筑施工的特点，进一步对超高层钢管混凝土结构建筑施工的关键技术进行研究，选取了我国典型的超高层钢管混凝土结构建筑施工案例，分析施工准备工作、大体积混凝土底板施工技术、大型塔吊的定位及安拆技术、复杂空间悬臂结构安全技术等，研究当前施工过程中可能出现的问题，提出合理化建议，仅供参考。关键词：超高层；钢管混凝土结构；建筑施工；关键技术0前言随着我国现代化建设的不断发展，越来越多的超高层建筑出现在人们的视野，超高层建筑多以钢管混凝土结构为主。混凝土原料丰富，生产工艺简单，且价格低廉，适用于大工程量的作业项目。混凝土的耐久性及强度较高，将混凝土灌人钢管可加大建筑结构的强度及刚度。但超高层钢管混凝土结构生施工的难点较多，文章就关键技术展开研究产1超高层钢管混凝土结构建筑施工特点1.1风险性高技根据我国民用建筑设计通则，建筑高度超过术100m，无论是住宅还是公共建筑均为超高层建筑。在世界超高层建筑协会标准之中,将超高层建筑定图2 混凝土洒水养护3.7做好模板拆除工作在模板拆除时，施工人员要了解房屋建筑梁、板、悬臂等相应构件跨度和拆模强度，然后在各个构件混凝土强度满足标准要求之后，方可开展模板的拆除。在拆除过程中,严格控制好拆除的方向、速度，避免模板碰伤建筑的边角部位。为了降低模板拆除难度，浇筑之前，在模板内部涂刷相应的脱模剂，保证模板拥有较好的稳固性、承载力、整体性。4结语现浇梁板模板施工技术是保证房建施工质量的关键技术。在以往的施工过程中，施工人员对此项技术了解不够，运用不熟，从而影响了房建施工质量和效率。为解决此类问题，文章先对现浇梁板42性为30 0 m以上的建筑。此种高度使得建筑施工面临两大风险：一是如何保证施工人员的人身安全，二是建筑材料如何顺利输送至超高层之中。1.2施工难度大超高层建筑结构需要有良好的支撑力，这对构件质量的要求极高，并且施工材料体积较大，在施工过程中无论是对技术人员还是机械设备都是一大挑战，且容易出现水平变形状况2超高层钢管混凝土结构建筑施工关键技术2.1实际工程案例概况背景分析某电视台超高层钢管混凝土结构建筑施工项目，主楼建筑面积达到了4 7 2 9 9 8 m，最大高度为237m，共52 层。有地下室，层数为4 层，共1 8.2 m，模板施工技术进行了详细介绍，并且以某房建工程为例，从模板选择、模板安装、支柱安装及测量放线等方面对此项技术的科学运用作出了深人探讨，促进了房建水平的提高。参考文献：1赵海浪.浅谈房建施工中现浇梁板模板施工技术.建材发展导向(下),2 0 2 2,2 0(1):1 4 7-1 4 9.2贺云飞.房建施工中现浇筑梁板模板施工技术分析.建筑技术开发,2 0 2 1,4 8(8):2 4-2 6.3王国栋.浅析房建施工中现浇梁板模板的要求、质量控制及其意义).建材发展导向(下),2 0 2 1,1 9(3):2 6 2-2 6 3.4水年屯.房建施工现浇梁板模板施工技术研究.现代装饰,2 0 2 1,4 7 4(1 3):9 4.5周金春.房建施工中现浇梁板模板施工技术刀.建材发展导向(上),2 0 2 0,1 8(4):2 4 0-2 4 1.作者简介：王建鹏，男，1 9 8 7 年4 月出生，山西朔州，工程师，项目副经理，本科,2 0 1 7 年毕业于武汉大学土木工程专业，研究方向为建筑工程。Henan Building Materials2023 年第 8 期河南建材技所需钢结构共为1 4 万t,混凝土需使用30 万m,幕墙1 0 万m,所容纳的人数为1 万人。选择此案例的动因为，整个建筑结构复杂，所使用到的建筑材料数量及体积较大，并且基于建筑功能需求，建筑结构还兼备行政管理、综合业务、新闻直播、电视放送、节目制作等功能，各单元之间需要有连续的环线互相连接，对施工作业带来了极大的考验。在施工过程中主要面临以下几个问题：该建筑造型独特，钢结构用量较大，且分布广泛。结构倾斜，水平及垂直运输的难度变大，对悬臂安装技术要求极高，并且预调及变形控制工作极其复杂。如两座塔楼在施工过程中随着结构增高,变形也会增加，会对结构定位悬臂结构合龙造成影响。测量难度很大,埋人式柱脚加工和吊装方法的困难也较大,因此对外框筒钢杆脚与预应力锚栓位置的准确度要求比较严格，并且是我国第一个安装了混凝土配合比/(kg/m）组小石/别水泥粉煤灰天然砂大石A380B380C380越倾向于特异化设计，因此提高了斜爬施工的难度。为解决此问题，要根据施工现场的实际情况确定操作平台的尺寸,并要对现场爬模加以改造。可以将主平台的骨架利用销轴与液压爬升系统相衔接，从而调整平台的水平度，然后在边梁上焊接钢管连接件,使其快速与外侧的防护钢管架相衔接 2。为能够提高斜爬施工的安全，应在每个柱体设置两个机位，通过液压泵流量控制，使两机位同时升降，并加大对埋件点位的控制，保证两组的埋件位于中心点水平线之上，使用爬架三角斜撑调节，保持操作平台水平。2.3钢筋混凝土施工过程的控制在超高层建筑施工过程中，螺栓安装及焊接技术都是需要控制的核心要素。要根据施工现场的实际作业状况，选择适合的节点处钢筋捆扎方式，保证建筑结构的安全。以文章案例中的外框筒SRC柱钢筋绑扎和蝶形节点处钢筋绑扎为例。1)外框筒SRC柱由于主筋的直径比较大,并且数量较多,因此箍筋绑扎方式要更复杂一些。在此种状态之下，可采用先绑箍筋再接长主筋的方式进HRB400级50 钢筋的工程项目。存在大量超厚大体积混凝土浇筑项目，导致采用的高强度钢纤维混凝土泵输送困难增大。建筑过程中的机电专业系统问题较多，对施工设计标准要求较高，幕墙几何定位难度大，需要加大安全防护。2.2超高层钢管混凝土施工准备原材料及施工设备的质量会直接影响到后期施工作业的质量，因此要加大对原材料与施工设备的把控，使用的材料要符合建筑设计要求。基于当前建筑结构的特点选择了冷拉切断型钢纤维。在混凝土的配合比设计方面，则要加大试验力度，在基准配比的基础上，掺和不同量的钢纤维，从而提高超高层建筑的抗弯强度及韧度指数。还要进行比例的微调，从而保证混凝土拌和物能够符合密实及现场泵送要求(见表1)。由于我国近年来的超高层钢管结构建筑越来表1 超高层钢管混凝土结构建筑原材料配合比设计检测结果抗压强度/MPa劈拉强度/MPa水钢纤维外加剂150840150840150840Henan Building Materials生产28d60 d350/500170350/500170350/50017028d07.4208.0258.0行逆向绑扎。其施工作业流程为：绑扎定位架立筋一绑扎外侧大箍筋一绑扎小箍筋一插入主筋并绑扎牢固。2)在进行蝶形节点处钢筋绑扎时，外侧箍筋无法实现贯穿，因此需要在钢构件的两侧焊接箍筋连接板，主筋要一次性穿过蝶形节点与钢柱凹槽处形成一个空筒，主筋需要再添加一次直螺纹的连接，还要保证下部钢筋的甩头位置在蝶形节点的下部。在施工过程中，工作人员要加大对形变的控制。超高层建筑的施工活荷载及自重较大，很容易出现形变等问题，工作人员要加大对各项参数的计算，应考虑到周围作业环境温度变化、自重以及混凝土弹性模量等因素对施工作业所产生的影响,注重核心筒的施工安全问题，从而保证施工质量。2.4大体积混凝土底板施工技术超高层钢管混凝土建筑结构的底板工程十分复杂。底板的浇筑量较大，导致了基础底板厚度大，错台较多,在施工过程中又涉及一次性混凝土的浇筑，因此技术控制问题不可忽视。首先，要对钢筋进行加工，选择适合建筑工程材料的锯机，避免传统60d70.778.274.283.474.383.34.745.386.055.246.326.78术43河南建材2 0 2 3年第8 期钢筋加工机械存在的速度慢、机械损耗过高、对钢筋造成损伤等问题。在文章案例中，使用了新型的直螺纹加工机械工艺，进一步提高了接头加工的质量。在进行底板钢筋支撑设计时，要综合考虑整体结构的稳定性。对工程涉及的埋入式钢柱吊装问题,要选择对应的吊装机械，如与本章中的案例特点相似，都存在钢柱脚重量过大、位置较为分散的问题，则可选择4 50 t的汽车吊进行吊装作业。大体积混凝土作业施工过程中会出现裂缝等一系列问题，要加大对底板防裂技术的综合治理。首先要科学配比混凝土拌和物；其次为能够进一步把控混凝土的温度，应在施工过程中使用混凝土绝热温升测试技术。文章案例试验的模板选用了变通混凝土抗折试模，能够进一步提高试验结果的准确性。在应变测量时，则选用了混凝土埋入式应变计，原因在于项目底板较厚,应变计长能够达到1 5cm，灵敏度也较高，适应温度范围也较广，能够充分满生足此次工程需求。在养护时，则采用了快速养护箱，产充分利用变温养护的优势，提前设定好温度曲线，方便工作人员适时调整技2.5大型塔吊的定位及安拆技术术在施工过程中，涉及大型起重机、塔吊定位等作业，这些大型设备对施工质量的影响较大，因此要加大质量控制。首先，塔式起重机的选型及定位十分重要。在文章中的案例起重机均选择了以柴油驱动的施工开始固定式、后变内爬式的塔式起重机，方便施工操作。大型塔吊爬升时，上爬爪踏上爬梯以后，则要收回油桶踏在一级梯步之上。在行程之后，爬爪需全部踏在上一层的C型框支座，最终结束爬升作业。在塔吊拆除作业时，与安装节点的顺序恰好相反，但基本原则相同。工作人员需要提前将施工作业周围的场地区域清理干净，避免障碍物影响作业的顺利开展。在拆除作业前的3d时间,要加大对塔身各个部分的检查,并在螺栓处倾注润滑油3。之后准备好拆除设备，如气割设备、汽车吊、运输设备以及施工工具等。要做好相应的安全防护措施，提高安全生产质量，并要提前对工作人员进行安全培训，提升工作人员自我保护的能力。在作业过程中，需要按照标准程序流程,加大协调与合作性，如遇突发事件和问题则要及时报告管理与技术人员，禁止出现私自处理的现象。要尽量避开恶劣天气，并加大对电气线路的检测，从而保证工作人员及工程44的安全。2.6复杂空间悬臂结构安装技术基于我国高层建筑设计越来越多样化，且具有一定的艺术欣赏价值，因此越来越多的现代超高层建筑使用了悬臂结构安装。在安装时,要加强对现场施工状况的分析，提高设计图研究力度，设置现场平面布置图。文章案例中的复杂空间悬臂结构，在安装时临时钢栈桥有一部分会随着塔楼的倾斜升高被逐渐遮挡，因此，可将基座顶板上设计的消防通道作为运输线路4-。在此环节施工前需要对塔楼的实际变形规律与预调计算数据进行核对，保证二者吻合，从而保障工程的进度，减少意外情况的发生。在此过程之中,要考虑悬臂结构的稳定性,综合评测温度、风险以及气候等因素，利用BIM技术进行综合分析，保证悬臂构件的安装定位精准。为进一步提高悬臂施工测量及监测的控制质量，需要对标高以及轴线的基准点进行转移与复核,对建筑构件的三维坐标进行测量，加大对变形可能的检测，同时还要对其应力进行分析，从而减少由于塔楼动态变形对测量精度造成的影响。在此过程之中，还要加大悬臂结构施工的安全防护，避免出现高空坠落等现象。3结语当前我国超高层钢管混凝土结构建设技术已经有了突破性的发展。研究超高层钢管混凝土建筑施工技术，能够解决资源不足等问题。在未来研发高强度的钢管、膨胀混凝土以及替代材料将会是此领域的重点内容，工作人员要提高此种建筑结构节点及组合方式的创新力度，从而推动我国现代化建设的发展。参考文献：1赵振华.超高层钢管混凝土结构建筑施工技术分析.房地产世界,2 0 2 1(7):9 9-1 0 1.2于发杨.钢管混凝土结构施工方法及工程应用浅析.四川建材,2 0 1 5,4 1(3):1 7 0-1 7 2.3李跃奎,王勇,张帆.某超高层建筑结构选型与关键技术分析).建筑结构,2 0 2 1,51(1 1):1 5-2 0,7.4梁智成.超高层建筑现浇钢筋混凝土结构的施工技术分析及质量控制研究.建筑建材装饰,2 0 1 7(1 5):6 8-6 9.5陈拥军,李方钢,韦捷亮.超高层型钢混凝土结构的关键施工技术研究及质量控制).工程质量,2 0 1 6(4):38-4 3.6李峰.超高层矩形钢管混凝土柱施工质量控制及关键技术研究.科技创新与应用,2 0 1 5(1 0):2 4 5.Henan Building Materials