黃東明

一、超高層建筑鋼管混凝土柱及環(huán)梁施工技術(shù)特點

1.抗震性好，承載力強

鋼管內(nèi)部的混凝土能夠有效約束鋼管混凝土柱與環(huán)梁的受力狀態(tài)，進而保證了鋼管的抗壓強度。經(jīng)過分析大量建筑工程數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，鋼管混凝土柱及環(huán)梁的承載力非常強，超過了鋼管柱和混凝土柱的承載力之和。鋼管和混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨著兩者的相互作用從脆性轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄?，進而使結(jié)構(gòu)部件的耗能能力得到改善，其延時效果也大幅度提升。在對鋼管進行反復(fù)荷載作用后，通過數(shù)據(jù)分析可以看出，鋼管混凝土柱及環(huán)梁結(jié)構(gòu)的吸能效果十分出眾，無剛度下降，其抗震性能比采用鋼板進行固定的鋼柱還要高。

2.工期較少，施工便捷

在進行鋼管混凝土柱及環(huán)梁結(jié)構(gòu)施工時，施工荷載和結(jié)構(gòu)重量的承擔部件可以選用勁性骨架作為支撐，使混凝土成型時間不會影響工程進度。并且鋼管內(nèi)部沒有鋼筋，使得混凝土的澆注工作較為簡單，不需要進行建模，從而減少了工程開銷，也節(jié)省了工程時間。鋼管混凝土柱及環(huán)梁的零用件少、焊縫少、構(gòu)造相對簡單。因此，在進行柱腳建設(shè)時，可以采取插入式方法，使施工相對便捷。并且鋼管構(gòu)件的重量較低，在運輸時可以采取吊裝的方法來進行。通常來說，鋼管混凝土柱及環(huán)梁的板材厚度不大，都小于四十毫米，可以使對接和焊接工作順利進行。同時，相較于鋼筋混凝土柱，鋼管混凝土柱及環(huán)梁的外皮鋼管具有鋼筋的功能，所以管內(nèi)沒有鋼筋，使鋼筋下料和綁扎等一系列工藝流程得以節(jié)省。鋼管混凝土柱及環(huán)梁的外皮鋼管是耐側(cè)壓的模板，所以也省了支模和拆模等工作流程。

3.安全性強

由于鋼管內(nèi)部的混凝土有極強的吸熱能力，當工程中出現(xiàn)火災(zāi)事故時，由于鋼管柱及環(huán)梁的特殊結(jié)構(gòu)，可以使截面的溫度得以有效分散，從而使鋼管的耐火性大大提高，并且當鋼柱出現(xiàn)彎曲時，內(nèi)部的混凝土可以承受絕大部分的軸向牽引力，防止鋼柱出現(xiàn)形變。經(jīng)相關(guān)統(tǒng)計研究，在鋼管混凝土柱及環(huán)梁和鋼柱都進行一級耐火三小時的實驗中，前者比后者要節(jié)約三分之一至三分之二的防火涂料。

4.耐腐蝕性優(yōu)異

鋼管中澆筑混凝土減少了鋼管的裸露面積，受氣體腐蝕的面積遠小于鋼結(jié)構(gòu),進而使鋼管所需的抗腐、防腐費用支出進一步降低。

二、超高層建筑鋼管混凝土柱施工技術(shù)流程

以某市一項超高層辦公樓施工為例，其地上高度四十五層，裙樓七層，地下四層，總建筑面積為十萬三千四百三十平方米，樓層總高度一百七十五米。

1.吊裝鋼管柱進行施工

鋼管柱標準層每層高度為三點五米，裙樓層高為五米，對每層鋼管柱都進行一次吊裝，吊裝的焊接點預(yù)設(shè)在樓層上方一點五米處。鋼管柱標準層的吊重重量為三噸，裙樓吊重為四噸，在每層混凝土澆注完成后進行吊裝，將鋼管柱分批進行吊裝，時間錯開，不予同時進行。

2.鋼管柱的吊裝定位

鋼管柱的吊裝定位是通過外側(cè)垂線和內(nèi)部軸線控制相結(jié)合來實現(xiàn)的,內(nèi)軸線控制是垂準儀投點測繪，將鋼管柱四周的軸線和鋼管柱吊裝定位軸線進行描點測繪。內(nèi)部軸線點定在首層，并在樓層高度的三分之一處和三分之二處進行軸線點的轉(zhuǎn)換。外側(cè)每層使用垂線，每一層的垂線點都需要控制在下層的鋼管柱上，并每隔十五米進行一次軸線點檢查，誤差需要控制在一毫米以內(nèi)。

3.焊接鋼管柱

鋼管柱的焊接方式為氣焊，在焊接完成后使用超聲波對每個焊縫進行檢測，在檢測合格后，還要請第三方的檢測機構(gòu)進行復(fù)測，確保焊接處無縫隙存在。

4.對鋼管柱進行高強度混凝土澆筑

鋼管柱中的高強混凝土在鋼管焊接復(fù)試合格后，用塔式起重機吊裝運輸，并在鋼管柱中預(yù)設(shè)可以檢測混凝土緊密性的超聲波管。高強度混凝土的水泥材料，選用強度等級為五十三的硅酸鹽水泥。摻合料使用活性較小，對混凝土后期強度提升有重要作用的一級粉煤灰，減水劑選擇適合高強度混凝土的種類，如：海達減水劑。碎石使用五毫米以上，三十毫米以下的碎石，該長度的碎石抗壓強度較高，符合高強度混凝土的使用需求。河砂則使用東江中粗砂，此砂的細度在二點八至三點五之間，顆粒干凈，含泥量低，不含有氯離子，是極其安全、好用的原材料。用振搗棒垂直插進混凝土中，快速振搗，每個點上的振搗時間不低于六十秒，在鋼管外部使用木槌進行敲擊，根據(jù)聲音判斷混凝土是否嚴實，直到不出現(xiàn)氣泡，表面涌出灰漿時停止。

5.標準層鋼管柱和梁板模板的配合

鋼管柱的吊裝和筒柱墻鋼筋同時進行，保證在一天內(nèi)完成。焊接和梁板模板體系同時進行，使焊接檢測與模板建立同時完成。在混凝土澆注完成后，進行鋼筋的綁扎和模板的支設(shè)。

三、超高層建筑鋼管混凝土環(huán)梁施工技術(shù)流程

以某市的超高層綜合型建筑為例，該建筑地下六層，地上七十一層，總高度三百一十七米，占地面積五百二十米，總建筑面積二十一萬五千九百五十五米。

1.對環(huán)梁鋼筋進行加工

選取精度極高的彎弧機對環(huán)梁鋼筋進行加工，被加工制作的環(huán)梁主筋圓度要低于百分之零點三。環(huán)梁主筋要由兩名以上的施工人員共同操作，體積相同的主筋要在加工前進行抗彎檢測，使其圓度和直徑滿足施工要求后，按照體積大小分類處理?？梢蕴崆皩Χ?、三層的鋼筋進行加工處理，減少彎弧機的調(diào)整次數(shù)，保證加工過程的精確性。

2.綁扎環(huán)梁

為了進一步提高環(huán)梁的綁扎效率并方便工人實際操作，在進行環(huán)梁綁扎時要使用綁扎專用的操作架，將操作架和十字扣件連接固定。在兩者連接處預(yù)置四根支撐桿，支撐桿的長度需要滿足U型托的長度范圍，并小于鋼管的長度。針對體積不同的環(huán)梁，制作多個大小不一的十字架，用于環(huán)梁的綁扎。綁扎需要保證箍筋先小后大，環(huán)筋為先大后小，最后放置拉鉤。

3.將成品進行儲存

將綁扎成型的環(huán)梁通過塔吊或者吊車吊出，運送至存放地點，騰出的空間用來進行其他環(huán)梁的綁扎工作。對于綁扎完成的環(huán)梁，可以進行堆疊存放，但是數(shù)量要控制在三個以下，這樣才不會發(fā)生因環(huán)梁相互擠壓產(chǎn)生的變形現(xiàn)象。

4.環(huán)梁主筋進行焊接

在環(huán)梁存放至相應(yīng)地點后，由電焊人員進行環(huán)梁主筋的焊接工作，為了優(yōu)化操作流程，可以只進行單面焊接，但是要優(yōu)先保證相關(guān)操作符合安全標準，并且焊縫必須密實。

5.驗收

環(huán)梁作為一個獨立構(gòu)件，在綁扎完成后，可以提前組織審查機構(gòu)和業(yè)主進行驗收，進而減少后期施工完成后的驗收工序，驗收的對象主要包括鋼筋的型號、數(shù)量和間距、環(huán)梁的內(nèi)外徑尺寸以及焊縫。

6.吊裝環(huán)梁

環(huán)梁底模支設(shè)完成后可進行吊裝工作，吊裝時要同時使用四根鋼絲繩穿過鋼筋籠兩側(cè)進行搭扣，保證吊運時的平穩(wěn)性。

7.固定環(huán)梁

為了預(yù)防工程結(jié)束后，綁扎框架出現(xiàn)變形現(xiàn)象，導(dǎo)致環(huán)梁的重心偏移。要對環(huán)梁和鋼管柱進行焊接，使用短鋼筋進行固定，將環(huán)梁的重心與鋼筋的重心控制在同一垂直線上。

四、結(jié)論

由此可以看出，超高層建筑鋼管混凝土柱及環(huán)梁施工技術(shù)在施工領(lǐng)域廣泛使用，與傳統(tǒng)鋼筋混凝土技術(shù)相比不僅工程耗時較短，并且工程資金較低，是值得其他建筑施工單位借鑒使用的。通過對超高層建筑鋼管混凝土柱及環(huán)梁施工技術(shù)的施工步驟具體分析，找出仍然可以優(yōu)化改進的地方，進而使我國的建筑行業(yè)發(fā)展進一步向前邁進。