孔 希 紅

(山西一建集團有限公司，山西 太原 030012)

0 引言

隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，傳統(tǒng)的高層建筑已經(jīng)不能滿足當(dāng)下人們的需求和城市的發(fā)展。為節(jié)約建筑的建筑面積，提高建筑的容積率，提高城市的公眾形象，超高層建筑應(yīng)運而生[1]。目前我國多數(shù)城市已經(jīng)具備超高層建筑，在對超高層建筑進行設(shè)計、施工時，由于超高層建筑的特點，多數(shù)構(gòu)件會存在超限的現(xiàn)象。建筑高度越高，建筑所受到的地震作用力和風(fēng)荷載也會越來越大，加之自身的自重，超高層建筑中所用的構(gòu)件尺寸也越來越大。為減小超高層建筑內(nèi)構(gòu)件的尺寸，提高建筑的使用面積，需在超高層建筑中使用新型的結(jié)構(gòu)材料。如在超高層建筑中使用鋼骨混凝土作為結(jié)構(gòu)框架柱的主要承載材料，可一定程度的降低柱構(gòu)件的軸壓比，提高柱構(gòu)件的承載力等。但將鋼骨混凝土應(yīng)用于超高層建筑中時，由于鋼骨混凝土自身的特點，造成在施工時存在一定的難點和不易施工操作的部位，因此為提高鋼骨混凝土的施工質(zhì)量，施工時需對結(jié)構(gòu)設(shè)計進行優(yōu)化，以便于施工。本文以某工程為例，分析鋼骨混凝土在超高層建筑中的應(yīng)用。

1 工程概況

某超高層建筑為地上44層建筑，建筑總高度約為250 m，結(jié)構(gòu)形式為型鋼混凝土框架和鋼筋混凝土筒體復(fù)合結(jié)構(gòu)，擬作為大型購物廣場。該樓的框架主梁和框架柱構(gòu)件使用鋼骨混凝土作為主要建筑材料，次梁構(gòu)件使用鋼筋混凝土作為主要建筑材料，所使用的型鋼截面主要為H形、箱型和十字形，建筑用鋼量約為1.5萬t。該樓的結(jié)構(gòu)形式較為復(fù)雜，目前在我國應(yīng)用量較少，因此以該工程作為案例進行分析具有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

2 施工難點

根據(jù)傳統(tǒng)的鋼骨混凝土框架柱和梁、鋼筋混凝土次梁的施工經(jīng)驗，結(jié)合本工程項目的特點，得到本工程施工難點主要有：

1)核心筒內(nèi)設(shè)置了大量的不連續(xù)鋼骨混凝土暗柱，此類暗柱體系不能與外部框架結(jié)構(gòu)形成一個整體，安裝時較為困難，且安裝施工與其他土建施工互相交叉，影響施工工期和暗柱的施工質(zhì)量。

2)核心筒與周圍的框架結(jié)構(gòu)通過梁連接，這些梁包括鋼骨混凝土組合主梁和鋼筋混凝土次梁，由于梁類構(gòu)件與核心筒連接節(jié)點的特殊性和復(fù)雜性，影響核心筒周圍模板的安裝及其他施工工序的進行。

3)核心筒外側(cè)框架整體呈曲線式向內(nèi)收斂，鋼骨混凝土柱、梁構(gòu)件夾角并非為直角，且此類構(gòu)件截面尺寸較大，節(jié)點內(nèi)部鋼筋較多，綁扎鋼筋和澆筑此處混凝土?xí)r較為復(fù)雜。

4)內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)與外側(cè)鋼結(jié)構(gòu)施工時為同步施工，交叉作業(yè)量大，不可避免的會產(chǎn)生相應(yīng)的施工工序沖突，因此施工現(xiàn)場需進行協(xié)調(diào)、配合的工作量大、難度高。

3 節(jié)點深化設(shè)計

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點等截面尺寸較大，且節(jié)點連接復(fù)雜。在節(jié)點處不可避免的會出現(xiàn)土建部分與機電等其他專業(yè)碰撞等，從而影響正常施工，延誤施工工期[2]。

3.1 間斷性暗柱深化設(shè)計

超高層建筑核心筒內(nèi)存在大量的間斷性鋼骨混凝土暗柱，此類暗柱不能與主體結(jié)構(gòu)外側(cè)的鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)形成有效的框架體系。在綁扎核心筒部位的豎向鋼筋和澆筑混凝土?xí)r需將暗柱的型鋼進行固定，在施工過程中交叉作業(yè)較多，暗柱的垂直度和定位控制難度較大，影響施工工期。

經(jīng)施工單位與設(shè)計單位及建設(shè)單位等溝通，并經(jīng)過設(shè)計單位的復(fù)核計算，將核心筒內(nèi)部的間斷性鋼骨混凝土暗柱設(shè)計為通長布置。施工時在核心筒內(nèi)的鋼骨混凝土柱間設(shè)置臨時支撐將暗柱進行固定。采取這種方法可降低工作量，提高施工效率，有效的縮短施工工期，降低重復(fù)操作的施工成本。

3.2 核心筒體與外側(cè)鋼骨梁節(jié)點優(yōu)化設(shè)計

由于外側(cè)鋼骨梁截面尺寸較大，鋼骨梁與核心筒間的連接節(jié)點尺寸也較大，其梁與核心筒間的夾角也并非為90°，中部結(jié)構(gòu)每層的夾角均不同，夾角隨結(jié)構(gòu)的高度和核心筒墻體的曲率變化而變化。若施工時選用傳統(tǒng)的爬模進行施工，則對梁墻節(jié)點進行處理時難度會進一步增大。因此，綜合考慮分析，施工時采取核心筒部位與外部框架結(jié)構(gòu)同步施工，避免出現(xiàn)節(jié)點處二次施工。為降低施工操作難度，施工前結(jié)合設(shè)計部門的復(fù)算，將梁鋼筋穿柱鋼板優(yōu)化為梁鋼筋繞過柱鋼板，交接處進行焊接。若柱截面尺寸不足以使梁鋼筋通過，則將梁柱節(jié)點處梁鋼筋截斷，在柱鋼板上和鋼筋上焊接連接板進行連接，避免在柱鋼板上穿孔，從而影響柱鋼板的承載能力，既可便于施工，又可降低施工難度。

3.3 柱箍筋布置優(yōu)化

原設(shè)計圖紙中的柱箍筋綁扎是將型鋼柱腹板打孔，將箍筋從孔中穿過，在實施過程中會延長安裝箍筋的時間，降低工作效率，同時在型鋼柱中打孔還會影響型鋼柱的剛度及強度。因此結(jié)合現(xiàn)場情況及設(shè)計圖紙，施工單位向設(shè)計單位提出將穿鋼箍改為開口式箍筋和套箍，并對此種方案進行計算分析，分析結(jié)果滿足相關(guān)驗算要求，某柱原設(shè)計與優(yōu)化后大樣如圖1所示。優(yōu)化后對柱箍筋進行施工時，施工效率遠高于原設(shè)計方案，且可不對型鋼柱進行截面破壞。

3.4 其他優(yōu)化設(shè)計

除上述優(yōu)化設(shè)計外，還對鋼骨混凝土梁柱模板中的對拉螺桿等進行優(yōu)化，避免對拉螺桿將型鋼板穿孔從而影響型鋼板的強度和剛度等。實際施工時將對拉螺桿截為兩節(jié)分別焊接于型鋼腹板上，螺桿上不再安裝PVC管，澆筑混凝土?xí)r將螺桿直接澆筑于構(gòu)件內(nèi)。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 型鋼構(gòu)件預(yù)埋施工

鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中包含型鋼部分和鋼筋混凝土部分，其中型鋼部分需提前固定于相應(yīng)的支座上。預(yù)埋型鋼時需將型鋼安裝與鋼筋安裝協(xié)調(diào)施工，安裝完型鋼后需對型鋼部分進行固定，并對型鋼位置進行定位復(fù)核。

4.2 型鋼構(gòu)件定位施工

型鋼部分作為鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中的主要組成部分，型鋼部分安裝位置的準(zhǔn)確性影響著后續(xù)該鋼骨混凝土構(gòu)件的軸線位置及該構(gòu)件鋼筋綁扎、模板安裝等一系列問題，從而最終影響結(jié)構(gòu)整體的施工質(zhì)量。因此在安裝型鋼構(gòu)件時，需使用全站儀配合定位施工，確保安裝的位置偏差在相應(yīng)規(guī)范允許范圍內(nèi)，全站儀所使用的基點應(yīng)與其他土建施工中所使用的基點相同，避免出現(xiàn)因基點位置偏差而影響后續(xù)的相關(guān)施工，從而影響結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

4.3 型鋼柱腳加固施工

將型鋼柱安裝于指定位置后，為確保柱腳支座節(jié)點處于穩(wěn)定狀態(tài)，通常會對柱腳支座節(jié)點進行再次加固施工，如在柱腳節(jié)點處再鋪設(shè)30 mm～70 mm厚的灌漿層，灌漿層使用高強無收縮的專用灌漿料，經(jīng)機械攪拌后方可進行使用。

4.4 鋼筋綁扎施工

鋼筋進場后，相關(guān)的技術(shù)負責(zé)人需按照優(yōu)化后的圖紙對施工人員進行技術(shù)交底，著重將各連接節(jié)點、特殊部位的鋼筋安裝進行交底，確保鋼筋施工可按設(shè)計要求進行。除此之外還需對各類鋼構(gòu)件及其預(yù)埋件等施工順序進行交底。施工中避免出現(xiàn)鋼筋連接接頭位于型鋼板附近，以便于相應(yīng)的焊接施工等，同時還可避免在連接處出現(xiàn)應(yīng)力集中而影響構(gòu)件正常受力。

4.5 模板安裝施工

鋼骨混凝土構(gòu)件截面尺寸較大，但由于構(gòu)件內(nèi)存在型鋼構(gòu)件，安裝完型鋼構(gòu)件后該構(gòu)件已經(jīng)具備較大的剛度和抵抗變形的能力，因此綜合上述特點，在對鋼骨柱構(gòu)件施工時選用鋼模板進行施工，在對鋼骨梁構(gòu)件施工時選用膠合木模板進行施工。由于鋼模板自身剛度較大且易固定，因此在構(gòu)建外部將鋼模板進行固定，構(gòu)件內(nèi)部不再設(shè)置對拉螺桿；而鋼骨梁構(gòu)件所使用的膠合木模板剛度較低且不易固定，因此使用螺桿焊接至型鋼板上，再將對應(yīng)位置模板打孔固定，螺桿直接澆筑至混凝土中。

4.6 混凝土澆筑施工

由于鋼骨混凝土構(gòu)件截面尺寸較大，且型鋼構(gòu)件截面尺寸也較大，在進行澆筑施工時不便于振搗施工。因此在澆筑施工時為提高澆筑施工質(zhì)量，需在澆筑時邊澆筑邊振搗，澆筑時盡量保證構(gòu)件兩側(cè)的混凝土高度基本一致，避免出現(xiàn)因構(gòu)件一側(cè)荷載較大，另一側(cè)較輕而出現(xiàn)側(cè)傾現(xiàn)象，在確保安全的前提下保證澆筑施工質(zhì)量[3]。

5 結(jié)語

本文根據(jù)某超高層鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)的成功施工經(jīng)驗，總結(jié)出在進行后續(xù)相關(guān)的類似工程施工過程中可通過上文中的成功施工經(jīng)驗進行施工，不僅在一定程度上節(jié)約施工工期，降低施工成本，還可確保超高層建筑的施工質(zhì)量滿足相應(yīng)的驗收要求，具有實際的參考意義。