談超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)
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摘要：超高層建筑過程中，整體工藝較為復(fù)雜，需要各個工種的全面配合，才能完成建設(shè)任務(wù)。鋼結(jié)構(gòu)就是最為主要的內(nèi)容，鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、自重輕、節(jié)能環(huán)保、施工速度快，成為了越來越多超高層建筑的首選。文章主要通過對超高層鋼結(jié)構(gòu)施工特性進(jìn)行論述，全面提出測量、吊裝、焊接等超高層鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)。
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
隨著城市的全面發(fā)展，更多的超高層建筑出現(xiàn)在我們的視野，超高層建筑施工技術(shù)嚴(yán)格，標(biāo)準(zhǔn)較高，只有全面做好質(zhì)量控制，才能保證建筑安全穩(wěn)定。鋼結(jié)構(gòu)是超高層建筑不可缺少的重要施工內(nèi)容，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，要科學(xué)合理控制加工與安裝流程，有效保證建筑的穩(wěn)定牢固，作為超高層建筑中的重要施工環(huán)節(jié)，要全面做好質(zhì)量控制與流程管理，做好鋼結(jié)構(gòu)施工相關(guān)工作，不僅可使超高層建筑工程質(zhì)量有所保障，更能夠保護(hù)人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全。
1超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工優(yōu)勢
1.1節(jié)能環(huán)保
鋼結(jié)構(gòu)有著明顯的強(qiáng)度和能效，具備良好的環(huán)保優(yōu)勢，和傳統(tǒng)的混凝土超高層相比，如果在超高層中使用鋼結(jié)構(gòu)工程，不但能夠有效提高高層建筑的穩(wěn)定性，更能夠節(jié)省大部分空間，全面提高建筑的使用面積。通過結(jié)構(gòu)空間的設(shè)計(jì)，有效減輕結(jié)構(gòu)自重，從環(huán)保的角度看，鋼結(jié)構(gòu)更加親近自然，同時(shí)，大量使用鋼結(jié)構(gòu)也是響應(yīng)國際和我國倡議的綠色建筑理念要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑材料降低了消耗和運(yùn)輸成本，能夠回收再次利用。
1.2高強(qiáng)度和韌性
鋼結(jié)構(gòu)力學(xué)特征明顯，具備良好的抗折、抗拉性能，與混凝土材料相比，其性能更加優(yōu)越。使用鋼筋混凝土同等用量時(shí)，超高層使用的鋼結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步提高強(qiáng)度，保證了韌性。鋼結(jié)構(gòu)工程能夠做各種靈活的造型設(shè)計(jì)，通過大膽外觀設(shè)計(jì)，創(chuàng)造更多更美建筑風(fēng)格?？梢哉f，鋼結(jié)構(gòu)能夠保證超高層建筑整體平衡，強(qiáng)度和韌性均能夠?qū)ν饬M(jìn)行有效分配與傳遞，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性與安全性目標(biāo)。
1.3工期進(jìn)度優(yōu)勢
超高層鋼結(jié)構(gòu)制作能夠?qū)崿F(xiàn)工廠預(yù)制，通過對各種大部件的工廠加工，能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。鋼結(jié)構(gòu)施工材料大多數(shù)在工廠加工成品或半成品，通過運(yùn)輸設(shè)備再送到施工現(xiàn)場，通過機(jī)械吊運(yùn)、螺栓焊接，使各個結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行有效連接。成品與半成品的提前加工，提高了施工效率，保證了施工工期。
2超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)準(zhǔn)備
2.1施工技術(shù)資料準(zhǔn)備
超高層鋼結(jié)構(gòu)施工要全面保證技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要嚴(yán)格遵循技術(shù)指標(biāo)，通過技術(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，全面各種資料齊全，為下一步科學(xué)合理組織設(shè)計(jì)和施工提供必要條件。要全面做好施工計(jì)劃安排，形成固定科學(xué)的指導(dǎo)方案，經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)和業(yè)主審批通過，進(jìn)入施工組織實(shí)施。
2.2施工現(xiàn)場和鋼結(jié)構(gòu)加工場準(zhǔn)備
施工前一定要全面處理好場地，通過對施工現(xiàn)場和加工場的精心布置，全面保證“三通一平或七通一平”。超高層建筑使用的鋼結(jié)構(gòu)材料較復(fù)雜，不同環(huán)節(jié)使用不同型號的材料，工程量是高密度集約型工程，只有全面做好現(xiàn)場準(zhǔn)備，才能保證材料有序供應(yīng)，要全面合理做好施工區(qū)域與材料存放區(qū)的規(guī)劃，使施工區(qū)域更加科學(xué)合理，重點(diǎn)規(guī)劃起重吊裝區(qū)域及鋼結(jié)構(gòu)混凝土交叉作業(yè)施工區(qū)域設(shè)計(jì)，確保各道工序有序推進(jìn)。
2.3施工設(shè)備準(zhǔn)備
超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工設(shè)備至關(guān)重要，要全面做好設(shè)備的準(zhǔn)備工作。鋼結(jié)構(gòu)除采用土建機(jī)械設(shè)備外，更需要不同型號的起重吊裝設(shè)備，對設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)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)等起吊設(shè)備，通過各種設(shè)備的協(xié)調(diào)配合，全面保證鋼結(jié)構(gòu)施工順利進(jìn)行。超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，還需要全面提供全站儀、鉛錘儀、沉降觀測儀、應(yīng)力應(yīng)變檢測計(jì)、GPS等，為鋼結(jié)構(gòu)施工提供精準(zhǔn)定位與測量。
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)測量技術(shù)
精準(zhǔn)的測量才能保證結(jié)構(gòu)施工的準(zhǔn)確性，要全面做好測量環(huán)節(jié)的控制，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)有嚴(yán)格要求，如果指標(biāo)偏差大，則會影響建筑物的安全，使建筑結(jié)構(gòu)受力不均，埋下安全隱患。為了全面保證測量的精準(zhǔn)度，則要配備專業(yè)測量人員和標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。測量時(shí)，要根據(jù)建筑物的功能與設(shè)計(jì)特點(diǎn)，做好測量計(jì)劃，對四角軸線坐標(biāo)樁采用全站儀配合激光經(jīng)緯儀進(jìn)行測設(shè)。全站角度誤差1，測距系統(tǒng)誤差2ppm，精度標(biāo)準(zhǔn)按二級導(dǎo)線點(diǎn)布置；軸線控制樁測量要保證放線標(biāo)準(zhǔn)，要全面做好現(xiàn)場保護(hù)，把控制樁當(dāng)成中心，砌長寬為0.5m、高0.3m的磚墩，周圍砌磚，內(nèi)部填漿，搭設(shè)鋼管做好全面的保護(hù)。東西南北設(shè)置四個水準(zhǔn)點(diǎn)，建立高程控制網(wǎng)。水準(zhǔn)點(diǎn)距基坑邊線不小于15m。
3.2超高層變形技術(shù)控制
超高層鋼結(jié)構(gòu)如果控制不力，則會導(dǎo)致變形的問題，影響到高層安全穩(wěn)定性，只有全面做好變形監(jiān)測，才能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。變形監(jiān)測包括深基坑、建筑物沉降、建筑物空間三維變形監(jiān)測?；铀轿灰朴^測必須要在土方回填完畢后進(jìn)行。建筑物檢測是首層離開室外地平0.150m外坪高處，按沉降觀測規(guī)程埋點(diǎn)做好沉降觀測。一般使用暗標(biāo)埋設(shè)法進(jìn)行監(jiān)測，沉降觀測精度為0.1mm。建筑物空間三維變形監(jiān)測，主要通過數(shù)據(jù)模型做好現(xiàn)場的模擬，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測，確保不出現(xiàn)變形，保證施工達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.3超高層鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)控制
超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工過程中，需要全面做好吊裝控制，只有全面做好吊裝控制，才能保證建筑質(zhì)量與安全，滿足施工的進(jìn)度要求。吊裝施工過程中，需要嚴(yán)格操作規(guī)范，執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為了保證吊裝的穩(wěn)定，吊裝鋼結(jié)構(gòu)前一定要對起吊機(jī)械做性能測試，通過對設(shè)備的相應(yīng)穩(wěn)定性檢測，全面保證設(shè)備性能穩(wěn)定。要合理控制好吊裝操作，避免出現(xiàn)起重機(jī)械超負(fù)荷工作，要合理檢測鋼絲繩和索具，通過力學(xué)測試，保證與設(shè)備配套使用，散股或毛刺鋼絲繩要做好測試，不合格的則不能使用。吊掛點(diǎn)要用專用連接板進(jìn)行連接，同時(shí)，要做好鋼構(gòu)件緊固工作。構(gòu)件吊裝就位前須對已完成的部分工序做好檢驗(yàn)，對相關(guān)的預(yù)埋件尺寸、位置、數(shù)量等進(jìn)行檢測，對鋼結(jié)構(gòu)軸線和高程給予定位。為了保證起吊過程安全，保護(hù)好現(xiàn)場施工人員，則要對鋼構(gòu)件做好緊固，需綁上溜繩或鳳攬才能起吊，輔助調(diào)整構(gòu)件位置和方向，避免出現(xiàn)偏差，威脅到其他人員和設(shè)備安全。吊裝過程中，要控制好起吊的速度，避免快速升降，通過速度的有效控制，全面保證吊裝鋼構(gòu)件穩(wěn)定。雨季施工一定要做好防滑措施，夜間施工保證足夠照明。鋼構(gòu)件吊裝完成后，要對各個部件進(jìn)行檢測，確保每個部位對應(yīng)的板上、下螺孔合適。
3.4超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑焊接技術(shù)控制
鋼構(gòu)件需要利用焊接的方式做好拼接，為了全面保證質(zhì)量，則要做好流程控制。焊接是超高層鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵工序，如果出現(xiàn)問題，則會導(dǎo)致更大的安全責(zé)任。可以說，鋼結(jié)構(gòu)焊接的現(xiàn)場焊接工作量大、焊接要求高，特別是對鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響最大，焊接安全是現(xiàn)場最主要的環(huán)節(jié)。焊接技術(shù)要求難度大，整體作業(yè)受到天氣和環(huán)境影響，特別是一些高空作業(yè)，更是需要合理做好控制。對不同的部件需要選擇合適焊接方式與工藝，對焊接工藝做好技術(shù)評定。建立合適的高空焊接平臺，保證焊接施工順利進(jìn)行，要科學(xué)設(shè)置防火裝置，保證平臺的安全。雨季焊接要清除焊面雜物及鐵銹，用密封貼或塑料密封，對于一些重點(diǎn)區(qū)域施工，要搭設(shè)遮雨棚，-5℃時(shí)及雨雪天氣禁止焊接。按“先上后下、先內(nèi)后外、先翼后腹，順序?qū)ΨQ”施焊原則進(jìn)行施工，保證施工流程科學(xué)有序。焊接前要對部件吊裝尺寸、位置進(jìn)行檢測，滿足施工條件，清理氧化皮、毛刺等雜質(zhì)，保證焊接質(zhì)量；異型構(gòu)件角焊縫和對接焊頭要按需安裝引弧板、收弧版等，確保坡口焊接符合要求。焊接第一層要把母材和墊板接縫處坡口封住，墊板要靠實(shí)牢固，梁柱和墊板要連焊，引弧板焊縫長度大于引弧板2/3，焊接后割去引弧板一公分。角接縫和單面焊對接縫采用磁粉（MT）、超聲波（UT）、射線（RT）等無損檢測，保證焊縫質(zhì)量。
4結(jié)束語
鋼結(jié)構(gòu)新型建筑不斷涌現(xiàn)，全面體現(xiàn)了建筑的美感，通過鋼結(jié)構(gòu)施工，使建筑功能多樣化，只有全面做好超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)、質(zhì)量控制，才能保證建筑的穩(wěn)定與安全，推動經(jīng)濟(jì)社會有序發(fā)展。
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作者：劉志祥 單位：江西省吉安市建筑安裝工程總公司