隨著建設(shè)科技的發(fā)展,超高層建筑的應(yīng)用越來越廣泛,然而由于建設(shè)超高層建筑的難度較大,在實際施工中有諸多難點須解決。
工程難點
施工順序
(1)超高層施工時,應(yīng)按先塔樓后裙樓的順序施工,施工方法選擇須結(jié)合場地平面布置考慮。
(2)合理劃分流水段,如采用勁性鋼骨柱,普通現(xiàn)澆樓板的框筒或框剪結(jié)構(gòu)可按標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)一分段,施工時可同時逐層進行樓板與剪力墻施工;布置核心筒的建筑在劃分流水段時須“先核心,后外圍”,以確保結(jié)構(gòu)安全。
垂直設(shè)計
(1)如考慮建筑整體使用空間廣闊,可以采取“單核”模式,將電梯、樓梯、設(shè)備間等服務(wù)用房在平面中央集中,提高建筑內(nèi)部的通暢感。
(2)如建筑內(nèi)部設(shè)計普遍采用智能化,建筑內(nèi)部復(fù)雜程度增加,將占用更多的設(shè)備空間及其他配套設(shè)施,同時為避免后期裝修、運維等增加更多的內(nèi)部配件,可采取“多核”模式,分散配置,在滿足建筑設(shè)備使用的基礎(chǔ)上,增加可調(diào)節(jié)性。
電梯布置
(1)電梯在超高層建筑中發(fā)揮的作用遠大于一般建筑,且關(guān)乎使用安全與居住體驗。由于電梯的增加或改型在建筑竣工后難以實現(xiàn),故須在設(shè)計階段做好把控,結(jié)合核心筒的位置考慮電梯布置。
(2)應(yīng)加強局部電梯的綜合運用,采用微機電梯控制系統(tǒng),增加多部電梯之間的協(xié)調(diào)效果,避免不必要的空梯運行,提高運送效率與運輸能力。
塔吊選型
根據(jù)現(xiàn)場平面布置與構(gòu)件的截面尺寸合理配置塔吊,確定構(gòu)件分節(jié),明確分節(jié)后構(gòu)件數(shù)量(即吊次)對進度的影響;計算分節(jié)后的焊接成本增量;考慮現(xiàn)場運輸供應(yīng)能力與成本。此外,還須分析高空吊裝超重構(gòu)件時的容繩量,做好吊重分配,提升吊裝效率。
混凝土泵送
(1)由于超高層建筑所需混凝土量大,強度高,泵送距離長,泵送時間久,故須控制高強度等級混凝土水灰比,逐車檢測坍落度、擴展度、入模溫度,減少裂縫的產(chǎn)生。
(2)泵送時應(yīng)選擇料斗容量小但輸送壓力大的泵車,縮短混凝土在泵管經(jīng)過的時間,且應(yīng)根據(jù)層高合理選擇承壓泵管。
(3)適當(dāng)添加外加劑,通過控制外加劑的含量,在不影響混凝土澆筑與強度等級的前提下,盡量提高其流動性。
管道施工
(1)垂直管道配管前須精密測量,避免因超高層建筑層數(shù)多導(dǎo)致逐層累計誤差過大。
(2)由于超高層建筑的施工難度大,不同管道承壓能力不同,管道系統(tǒng)試壓沖洗應(yīng)分層分系統(tǒng)進行。
(3)應(yīng)分兩次進行消防噴淋支管的安裝,分別為吊頂施工前與裝飾吊頂龍骨時穿插安裝。
(4)各專業(yè)管道安裝完成后,須再次復(fù)核安裝位置、安裝標(biāo)高、構(gòu)件連接等是否規(guī)范,驗證無誤后方可配管。
注意要點
01施工部署
1.施工順序
施工順序上,應(yīng)該采用先塔樓后裙樓的安排,在場地狹小的前提下,為了便于平面布置,裙樓地下室宜采用逆作法施工。
流水分段上,對于勁性鋼骨柱、普通現(xiàn)澆樓板的框筒或框剪結(jié)構(gòu),樓板與剪力墻同時逐層施工,所以可以按標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)統(tǒng)一整體分段,對于核心筒剪力墻-外鋼柱組合樓板的框剪結(jié)構(gòu),應(yīng)按先核心筒,后外框的順序組織流水施工,各分項工程的先后順序為:核心筒勁性鋼柱→核心筒剪力墻→筒外鋼柱→鋼框架梁→樓板施工,每個工序相差3層。
2.電梯布置
施工電梯布置上,超高層項目交叉作業(yè)較多,主體、砌筑、裝修會同時施工,所以電梯需求量較大,雖核心筒內(nèi)不是必須布置直達核心筒作業(yè)面的電梯,但如果全部布置在建筑物外側(cè)的話,又會影響幕墻施工進度,所以最好是建筑內(nèi)外同時布置,并以高區(qū)、低區(qū)或停層區(qū)分。電梯宜從地下室生根,可以解決電梯減震器的高度影響,便于上下料,但是應(yīng)做好未封閉地下室的排水工作。
另外,不管采用何種部署,核心筒內(nèi)的樓梯必須逐層跟上,作為消防通道保持暢通。
3.塔吊選型
塔吊選型上,鋼構(gòu)件的截面尺寸和結(jié)構(gòu)布置為關(guān)鍵控制因素,欲選塔吊先確定構(gòu)件分節(jié),構(gòu)件分節(jié)考慮3點。
(1)分節(jié)后的構(gòu)件數(shù)量(即吊次)對工期的影響或與其他工藝時間的匹配。
(2)分節(jié)后的焊接量對鋼結(jié)構(gòu)安裝帶來的成本增加。
(3)運輸車輛的長度限制和場內(nèi)場地限制。
在這些問題確定后,可初步選擇塔吊型號,另外必須考慮在塔吊位于高空吊裝超重構(gòu)件時的容繩量問題,容繩量的不足導(dǎo)致塔吊不能在高倍率的狀態(tài)下工作,會嚴(yán)重影響吊重。
02混凝土施工
1、核心筒超厚墻體高強度等級混凝土裂縫控制
(1)合適的水灰比控制裂縫。
(2)適當(dāng)?shù)耐饧觿┍WC泵送,逐車檢測坍落度、擴展度、入模溫度。
(3)養(yǎng)護過程注意保溫,建議采用導(dǎo)熱系數(shù)低的木模。
2、超高層泵送混凝土
泵車選擇料斗容量小但輸送壓力大的型號;泵管選擇專用高壓泵管,為了節(jié)約成本,低層施工時可不投入高壓泵管,只采用普通泵管,待輸送高度達到一定高度時,再用高壓泵管替換;截止閥布置在正負零位置,防回流沖擊彎頭每30層布置一次。
3、高性能混凝土對泵送性能及外加劑如何控制
坍落度、擴展度為考量混凝土流動性、和易性的指標(biāo),個人認為坍落度應(yīng)在220mm以上,擴展度應(yīng)該在600mm以上。外加劑為適量減水劑,宗旨為提高流動性。
4、鋼管混凝土澆筑方案選擇
鋼管混凝土分壓力注漿和塔吊吊澆兩種方案,壓力注漿施工工藝復(fù)雜,但是澆筑速度較快,且能保證質(zhì)量,適合截面較小、根數(shù)較多的項目采用;塔吊吊料斗,施工簡單,但是危險性較大,質(zhì)量難以保證,占用塔吊,適合單根截面較大且根數(shù)較少的情況?傮w來講,采用壓力注漿還是要優(yōu)越一點。
03模板及支撐體系
1、鋁模使用的優(yōu)缺點、應(yīng)注意的事項以及勞務(wù)承包方式等
優(yōu)點:施工速度快、成型質(zhì)量好、周轉(zhuǎn)次數(shù)多、損耗低、支撐體系簡單。
缺點,一次性投入大、不適合高強度等級混凝土的保溫養(yǎng)護裂縫控制。
鋁模適合在標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)簡單、標(biāo)高變化不大、特殊功能房間少的情況下使用,采用專業(yè)隊伍單獨分包的方式。
2、爬模施工過程中的注意要點及承包方式
防高空落物為重中之重,其他的注意要點包括:操作平臺的設(shè)計及安全性考慮、爬升裝置的維修保養(yǎng)、爬軌防變形及數(shù)量上的富余量考慮、變截面爬升或傾斜爬升時的爬錐位置計算、爬錐的預(yù)埋及掛座的拆除。
承包方式采用主體勞務(wù)施工,爬模廠家技術(shù)指導(dǎo)。
04鋼結(jié)構(gòu)
1、鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜構(gòu)件深化設(shè)計、鋼筋與鋼結(jié)構(gòu)連接節(jié)點的優(yōu)化方案、水平鋼結(jié)構(gòu)與混凝土核心筒連接節(jié)點優(yōu)化方案
鋼結(jié)構(gòu)復(fù)雜構(gòu)件的深化設(shè)計除考慮分節(jié)重量、安裝標(biāo)高、吊裝措施、焊接措施、栓釘及防腐涂裝由廠內(nèi)施工或現(xiàn)場施工等問題之外,主要應(yīng)考慮鋼筋與構(gòu)件交叉的問題及箍筋綁扎的簡化問題,在設(shè)計方同意的前提下可采用以下幾種方式進行節(jié)點處理:設(shè)置穿筋孔使鋼筋通過,焊接套筒或連接鋼板與受力鋼筋形成連接,在構(gòu)件上焊接帶孔的鋼板與非受力鋼筋形成不需施焊的掛鉤連接。
2、混凝土核心筒與外框鋼柱之間的變形差控制要點
對于確實有必要進行變形差控制的項目,應(yīng)預(yù)先模擬計算變形量,然后在施工過程中,通過實際測量來驗證預(yù)測數(shù)值的有效性,并對后期的施工做出適量調(diào)整。需要注意的問題是,結(jié)構(gòu)豎向變形量在高度上不是均勻分布的。
3、伸臂桁架及環(huán)臂桁架施工工藝及控制要點
適當(dāng)位置的起拱,從下到上、從固定端到非固定端的分片施工順序,能起到支撐作用的結(jié)構(gòu)跟進,能減少焊接應(yīng)力并選擇合理焊接順序及工藝,確定臨時支撐結(jié)構(gòu)的卸載時間,保證空間定位測量的準(zhǔn)確性。
4、鋼板墻施工控制要點
鋼板墻的吊裝、垂直度控制為施工控制要點。由于鋼板墻的阻斷效果,使墻體模板對拉絲桿的精確定位及墻體箍筋施工都產(chǎn)生了一定困難。
05其他事項
1、超高層如何控制測量誤差,測量儀器的配置要求
根據(jù)施工經(jīng)驗,超高層的測量施工工作并不難,首先應(yīng)保證施測平臺,隨樓層墻體同時施工的樓梯休息平臺是很好的選擇。配備垂準(zhǔn)儀(控制點的豎向傳遞)、經(jīng)緯儀(樓層控制線的施測)、全站儀(外框鋼結(jié)構(gòu)的施測)、水準(zhǔn)儀(標(biāo)高控制),各儀器精度沒有特殊要求,與普通高層施工一致。值得注意的是,由于GPS不能提供高精度及穩(wěn)定性,所以不建議采用。
2、冷凝水設(shè)計
(1)最好采用上、中、下3個獨立的循環(huán)水體系,因為混凝土內(nèi)部溫度會因深度不同而不同,且峰值區(qū)會逐漸上移,所以這樣更加便于根據(jù)實測的混凝土內(nèi)部溫度,來控制各層的循環(huán)水量,控制內(nèi)部溫差。
(2)如果采用S形支管的話,進出水口應(yīng)該具有互相轉(zhuǎn)換的功能,即由于循環(huán)水帶來的熱量轉(zhuǎn)移效果,應(yīng)該在下部混凝土溫度高時,采用低位入水口,上部混凝土高時,采用高位入水口,才有利于減小混凝土內(nèi)部溫差。
新技術(shù)應(yīng)用
多吊機廻轉(zhuǎn)平臺
應(yīng)用案例:成都綠地中心
該平臺由支撐頂升系統(tǒng)、廻轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)、鋼桁架平臺系統(tǒng)和塔機組成。塔機置于廻轉(zhuǎn)平臺系統(tǒng)上,依托平臺廻轉(zhuǎn)驅(qū)動系統(tǒng)可進行360°圓周移位,實現(xiàn)塔機吊裝范圍對超高層建筑的360°全覆蓋,并可根據(jù)吊裝需求選擇大小級配的塔機進行合理配置,充分利用每臺塔機的工作性能,節(jié)省30%~40%的費用支出。平臺支撐頂升系統(tǒng)為微凸支點形式,依托平臺可以實現(xiàn)多塔機整體、連續(xù)、快速、安全頂升,簡化各塔機附著、爬升工藝,每層可節(jié)省約20%的工期。
微凸支點智能控制頂升模架
應(yīng)用案例:武漢中心(438m)、深圳華潤總部大樓(400m)、北京中國尊項目(528m)項目
智能頂升鋼平臺體系由鋼框架、支撐與頂升、掛架、模板和附屬設(shè)施五大系統(tǒng)組成,總用鋼量約2300t,最重構(gòu)件逾41t,解決了超高層塔樓核心筒施工中常見的墻體內(nèi)收、吊裝需求空間大、安全要求高等施工難題,實現(xiàn)了模板、操作架、材料、機具同步頂升。該模架支點布置靈活、承載力大、適應(yīng)性強、封閉性好、施工速度快。