谈超高层建筑施工技术:超高层建筑

　　摘要：本工程主楼56层，总高241 m。结构采用框架－核心筒结构体系，框架柱采用型钢混凝土柱，16层及37层为桁架层。施工过程中选择整体提升脚手架挂模板及筒子模作为核心筒剪力墙模板体系。核心筒内安装2台JCD260塔吊作为垂直运输工具，2台大功率混凝土泵直接泵送至263.1m。以上施工技术的成功应用，主楼结构顺利封顶。
　　关键词：超高层；施工工艺；整体提升脚手桁架施工
　　中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：
　　1 工程概况及施工难点
　　1.1 工程概况
　　 该工程是一栋商业综合体的高层建筑，由1 幢56层的主楼和4层裙房组成。主楼高241m，建筑总面积131247m2。主楼结构采用框架－核心筒结构体系，核心筒为钢筋混凝土结构，楼面采用钢梁－组合楼板体系，框架柱为16根型钢混凝土柱。
　　1.2 主楼施工主要难点
　　 (1)主塔楼的层高变化多，有9.0m、6.0m、5.1m、4.65m、4.15 m、4.1m和3.6m7种，墙体收分次数多，截面厚度在250～1000mm变化。这些变化给核心筒剪力墙模板的配置和垂直爬升工艺的设计带来相当的难度。
　　 (2)核心筒在16层、37层分别设有伸臂桁架，核心筒施工和钢结构吊装相互交叉、影响，施工难度大。
　　 (3)核心筒结构平面电梯井洞口多，相对作业面较少。
　　 (4)外围结构梁为钢梁，结构柱为16根型钢混凝土圆柱，需待钢柱施工完成后安装模板，并浇筑混凝土，施工工艺较为复杂。
　　 (5)外围楼板边逐步内收，特别是45～49层，外围型钢混凝土柱为内收斜柱，施工难度大。
　　2 核心筒施工
　　2.1 模板脚手架选型
　　 在超高层施工中，核心筒结构是其它工种施工的先导，对工程建设的工期起着控制作用。核心筒剪力墙平面形状复杂，截面厚度变化大，模板体系适应性要求高，采用合理的模板体系是确保工期的关键，因此必须选择安全、高效的模板工程技术来确保核心筒结构施工的快速进行。针对工程的特点和难点，最终选择了整体提升脚手架挂模板及筒子模技术来解决上述施工难题，并达到安全高效施工的目的。
　　2.2 核心筒模板选型
　　 (1)1～7层、47～56层核心筒剪力墙采用木夹板，竖围檩为50mm×100mm木料，间距为250mm左右;横围檩为双拼Φ48 mm×3.5mm钢管，对拉螺杆为Φ16mm，间距460mm×460mm。
　　 (2)当层高为4.15m时，则采用4325mm 高钢模，即在3600mm 高钢模上口接525mm高钢模，以50mm×50mm×6mm角钢拼接。当楼层为标准层高3.600m时，采用3800mm 高钢模，下嵌125mm，上口高75mm。对于6.000m层高剪力墙采用分次浇捣混凝土，模板施工同3.600 m层高。
　　 (3)单块模板高1.2m，其底部落低楼层面125mm。每块钢大模平均自重约1400kg。
　　 (4)大模板通过施工层上部结构型钢圈梁挂手拉环链葫芦，完成提升及安装就位工作。当核芯筒浇捣完1层后，整体提升脚手架自行爬升1个施工层高度，随后拆去墙模螺栓，利用上部型钢圈梁挂手拉环链葫芦，人工提升中大模至施工层，再安装就位进行该层混凝土施工作业。
　　2.3 整体提升脚手架施工工艺
　　 工程基本层高为4.15m和3.6m;主楼结构达60层。故其脚手架的结构应具有较强的抗倾能力。导轨立柱框架单元组合而成的竖向承力架片由架片以及若干个单元共9个节段组合而成，组合高达19.00 m。以4.150m 层高配置，模板提升吊梁安装在最上方;3.600m层高因吊模高度也以4.150m层高配置，但模板提升吊梁安装位置下移。能覆盖4个层高的整体脚手提升的要求。
　　2.4 筒架施工流程
　　 电梯井井架采用组合节段组拼，其组拼高度满足爬模的要求。筒架高度按4.150m层高配置，3.600m 层高若拆除1 节筒架后模板的提升高度不够，故照4.150m层高配置。提升动力采用3t 手拉葫芦，挂于模板与支撑架之间，利用模板和架体与剪力墙体的交互支承向上爬升。井架在剪力墙体的固定支承采用自动搁置式支座。桁架层层高达6m，分2次施工完成。筒架穿越桁架层时需对大模板吊点进行重新设置，以顺利通过桁架层。
　　2.5 混凝土泵送
　　 主楼核心筒及柱在地下2～14 层的混凝土设计强度为C60，为本地区首次采用。为满足工程建设需求，开工之初，根据本地区混凝土原料实情，进行C60 混凝土配合比试验。从水泥、粗细骨料、外加剂选用到配合比的确定，经努力获得成功。在施工过程中根据原材料和天气情况，及时调整配合比，严格控制拌合物的坍落度，使其和易性、保水性、泵送性始终保持最佳状态。本工程混凝土最高泵送高度达261.3m，当施工进行到30层时，选用2台国内泵送能力最强的HBT 90C混凝土泵，保证了主楼混凝土浇筑顺利完成。
　　3 外围施工技术
　　3．1 外围钢构件吊装顺序
　　 (1)吊装顺序: 先中间后两边。
　　 (2)内构件吊装顺序: 钢柱→框架梁→主钢梁→次钢梁→隅撑。
　　3．2 外围型钢柱模板
　　3.2.1 圆形型钢混凝土柱模板
　　 圆柱采用钢模板拼装，板面采用3 mm厚钢板，横围檩为[8号槽钢或[6.5号槽钢，间距300mm;竖围檩为5mm×50 mm×50 mm角铁，间距300～400 mm，拼装预留孔径为Φ14 mm。
　　3.2.2 矩形型钢混凝土柱模板
　　 矩形柱采用18 mm厚木夹板，竖围檩为50 mm×100 mm 木料，间距为300 mm左右; 横围檩为双48mm 钢管，间距为600mm×460 mm～600 mm×600mm，Φ16mm对拉螺杆。1300mm×1700 mm 型钢柱竖向对拉螺杆间距为460mm，其余皆取600mm间距。
　　3．3 桁架层施工
　　3.3.1 概况
　　 主楼16 层、37层分别设有2道钢结构桁架，根据施工流程在核心筒施工及外围施工流程中分部进行。核心筒内桁架主要包括4根钢柱和2榀H型钢桁架，钢柱高3层，分2 段吊装。外围桁架包括2道伸臂桁架及1圈外围桁架。
　　3.3.2 核心筒锚栓安装
　　 核心筒钢筋绑扎至15层时即进行桁架锚栓安装，共有4处，包括16根Φ24 mm 锚栓和10个埋件锚栓，埋设时专人跟踪测量、监控，确保锚栓定位精度。为保证锚栓安装的精确度，锚栓安装到位后加设加固钢板，使1 根钢柱安装用的4 根锚栓形成整体，并与相邻钢筋焊接，尽量减小混凝土浇捣时对锚栓产生的位移。
　　3.3.3 外围桁架安装
　　 本工程所用钢桁架体积及重量较大，且受结构形式限制，不便于拼装后整体安装，因此采取散装的安装方式。单层外围桁架的安装顺序为: 两端钢柱→下弦杆→腹杆→上弦杆。伸臂桁架腹杆上端连接处在钢柱牛腿上，可先安装腹杆; 外围带状桁架腹杆上端连接处在上弦杆上，安装顺序为: 两端钢柱→下弦杆→上弦杆→腹杆。
　　3.3.4 桁架最终固定
　　 设计要求，为减小框架柱与核心筒竖向差异变形对伸臂桁架的影响，桁架层的节点先临时固定，待施工到下个桁架层时再终固本层的桁架节点。具体施工时弦杆和腹杆端螺栓安装时紧固，牛腿端插上钢销; 螺栓安装时采用安装螺栓并不完全紧固，待上道桁架安装完毕可终固时，上下翼缘焊接后以高强螺栓替换，并最终固定。
　　4 结语
　　 核心筒模板系统、核心筒外脚手架、高标号混凝土泵送及桁架层施工是超高层建筑施工的主要难点。通过选择合理的施工设备及施工流程，既解决了施工难度，又加快了施工进度，节约了施工成本。目前，主楼结构已封顶，获得了业主及当地政府的好评。