文／楊勝軍 福建省廈門市中鐵二十二局集團(tuán)第三工程有限公司 福建廈門 361000

引言：

型鋼不受限于含鋼率，在外形鋼筋混凝土構(gòu)件相等情況下，型鋼混凝土構(gòu)件承載力是它的兩倍，并且構(gòu)件截面更小。對(duì)于高層建筑而言，較小的構(gòu)建截面可以提高層高和面積的使用率，增加經(jīng)濟(jì)效益[1]。同時(shí)，由于型鋼混凝土施工與鋼筋混凝土施工在工藝上存在較大差異，施工風(fēng)險(xiǎn)大，施工安全管控成為重難點(diǎn)。

1、應(yīng)用超高層型鋼混凝土優(yōu)勢(shì)

1.1 材料利用率高

型鋼混凝土構(gòu)建利用混凝土及鋼材抗壓性能，形成穩(wěn)定性的受力，受到外包混凝土約束有效防止鋼構(gòu)件曲失穩(wěn)，從而加強(qiáng)構(gòu)件剛度；型鋼混凝土構(gòu)件承載力比同樣橫截面鋼筋混凝土構(gòu)件更高，且在相同承載力下型鋼混凝土結(jié)構(gòu)截面尺寸更小，能夠節(jié)約截面尺寸，以防發(fā)生肥梁胖柱的情況。

1.2 抗風(fēng)、抗震性能佳

相較于鋼筋混凝土，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)延伸性更優(yōu)，特別是實(shí)腹式型鋼具有良好的抗震性能。型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)的耐火、耐久性比鋼結(jié)構(gòu)更勝一籌。最初選擇把混凝土將鋼結(jié)構(gòu)包圍起到防腐蝕、防火等作用，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)與混凝土外殼共同受力下，其抗震性能、抗風(fēng)性能比鋼框架更強(qiáng)，同時(shí)還能節(jié)約一半以上的鋼材。

1.3 施工便捷、縮短工期

型鋼在混凝土澆筑前已形成鋼結(jié)構(gòu)，有著極高的承載力，能承載施工荷載及構(gòu)件自重，還可將模板懸掛于型鋼上，不需要設(shè)置支撐即可簡(jiǎn)化支模，縮減施工時(shí)間。在高層建筑中型鋼混凝土不需要等待混凝土達(dá)到固定強(qiáng)度即可進(jìn)行上層施工，加快施工進(jìn)程，無(wú)臨時(shí)立柱方便了設(shè)備的安裝，為施工帶來(lái)一定便利。

1.4 建筑材料綜合效益良好

型鋼混凝土自身的型鋼骨架可以作為獨(dú)立的施工荷載和施工支撐，在施工過(guò)程無(wú)需進(jìn)行臨時(shí)支撐，可以一定程度上縮減施工的工作量。待混凝土強(qiáng)度、凝固完成后，混凝土和型鋼骨架部分共同承擔(dān)結(jié)構(gòu)荷載，這類結(jié)構(gòu)的組成能夠節(jié)約人力和施工時(shí)間，能夠滿足現(xiàn)代化的施工需求，使用型鋼混凝土綜合效益良好。

2、超高層型鋼混凝土施工安全風(fēng)險(xiǎn)要點(diǎn)

2.1 鋼構(gòu)吊裝安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

超高層鋼結(jié)構(gòu)吊裝屬于危險(xiǎn)性較大分部分項(xiàng)工程，在垂直運(yùn)輸及安裝定位、焊接過(guò)程中，存在起重傷害、高處墜落、物體打擊、觸電、火災(zāi)。（1）在型鋼梁柱地面吊裝時(shí)，因起重機(jī)械的性能與型鋼梁柱質(zhì)量的匹配情況、磨損程度、起吊方式、信號(hào)指揮、司索人員技術(shù)水平及責(zé)任心、場(chǎng)地環(huán)境等各種因素，可能導(dǎo)致發(fā)生起重傷害事故。（2）在型鋼柱定位完成，人員攀爬至柱頂解除起重吊鉤鋼絲繩過(guò)程中，人員上下容易發(fā)生人員高處墜落事故。（3）在割除吊耳板及焊接過(guò)程中，容易發(fā)生物體打擊、火災(zāi)事故及觸電事故。

2.2 混凝土澆筑安全風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)

超高層混凝土澆筑使用超高壓核心筒爬升式布料機(jī)布料，澆筑作業(yè)過(guò)程中泵管連接、布料機(jī)爬升作業(yè)及布料、振搗過(guò)程存在物體打擊、高處墜落、觸電及布料機(jī)坍塌等風(fēng)險(xiǎn)。（1）混凝土澆筑過(guò)程中的物體打擊是指因高壓泵管連接不到位、卡箍連接不緊密、泵管及卡箍質(zhì)量不合格導(dǎo)致爆管飛出物體造成人員傷亡及澆筑過(guò)程中布料管移動(dòng)時(shí)漏料傷人的情況。（2）混凝土澆筑過(guò)程中發(fā)生高處墜落主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)為作業(yè)面臨邊附著式升降腳手架與建筑工程主體間的間隙、作業(yè)面預(yù)留洞口防護(hù)不及時(shí)或人為破壞未及時(shí)恢復(fù)、爬升式布料機(jī)在爬升作業(yè)過(guò)程中作業(yè)人員未規(guī)范使用勞保用品及頂層孔口防護(hù)不到位、放料人員攀爬混凝土罐車及人員身體健康因素影響等。（3）混凝土澆筑過(guò)程中，因振搗棒電源接線不規(guī)范、電源線破損、漏電保護(hù)裝置失效、作業(yè)人員未戴絕緣手套、未穿絕緣鞋等因素，容易導(dǎo)致發(fā)生觸電事故。（4）爬升式布料機(jī)一般布置于核心筒電梯井內(nèi)，作業(yè)人員在拆裝塔身套架過(guò)程中，由于拆裝順序錯(cuò)誤、承重銷軸未插銷到位、違規(guī)操作、拆裝時(shí)未及時(shí)調(diào)整維持塔身垂直度等問(wèn)題，極易造成布料機(jī)失穩(wěn)傾覆，甚至從電梯井內(nèi)坍塌墜落造成設(shè)備及人員傷亡事故等問(wèn)題。

3、鋼構(gòu)安全工藝

3.1 鋼構(gòu)吊裝準(zhǔn)備

（1）吊裝前應(yīng)編制結(jié)構(gòu)吊裝施工組織設(shè)計(jì)或制定施工方案，明確起重吊裝安全技術(shù)要點(diǎn)和保證安全技術(shù)措施。須經(jīng)有關(guān)技術(shù)部門審核、批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行。（2）施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人落實(shí)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)交底，安全預(yù)控措施適用明確。項(xiàng)目部應(yīng)建立相應(yīng)的安全生產(chǎn)責(zé)任制，安全責(zé)任應(yīng)層層落實(shí)到作業(yè)人員，工作職責(zé)清晰，安全責(zé)任明確。（3）吊裝前必須對(duì)吊裝人員進(jìn)行安全技術(shù)教育和安全技術(shù)交底和培訓(xùn)，配備好安全防護(hù)用品，熟悉吊裝工程內(nèi)容、安裝方法。（4）吊裝前應(yīng)組織有關(guān)部門對(duì)運(yùn)輸和吊裝起重設(shè)備、吊索具的規(guī)格、技術(shù)性能進(jìn)行仔細(xì)全面檢查，起重機(jī)械要進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)。

值得重點(diǎn)關(guān)注的是，吊裝作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高，吊裝作業(yè)人員應(yīng)具備豐富的鋼結(jié)構(gòu)安裝經(jīng)驗(yàn)，必須持有上崗證。起重作業(yè)人員應(yīng)熟練起重機(jī)操作原理、起重機(jī)規(guī)范流程、起重機(jī)性能，熟悉鋼結(jié)構(gòu)安裝方法及程序，是有特種作業(yè)操作上崗證。掛鉤工人和信號(hào)指揮人員必須進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，熟練本工程安全操作流程。指揮人員與起重司機(jī)在吊裝前進(jìn)行溝通交流，掌握指揮信號(hào)，如哨聲、手勢(shì)、暗語(yǔ)等，以便獲取正確的信號(hào)。起重機(jī)械應(yīng)全面檢查，有可靠的力矩限位器、超高限位器，吊鉤裝置保險(xiǎn)。作業(yè)人員定期檢驗(yàn)起重機(jī)、各零件的情況，如是否存在腐蝕、失靈、變形等，螺栓、焊縫是否可靠牢固[2]。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)安裝整體定位

鋼結(jié)構(gòu)起吊、安裝過(guò)程是超高層施工中風(fēng)險(xiǎn)最大環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格按照專項(xiàng)施工方案組織施工，并落實(shí)各項(xiàng)安全措施前置。吊裝作業(yè)過(guò)程中應(yīng)注意控制兩個(gè)方面重點(diǎn)：

一是起重吊運(yùn)環(huán)節(jié)：（1)應(yīng)明確計(jì)算綁扎所用的繩扣、卡環(huán)、吊索規(guī)格，棄掉前檢查起重機(jī)鋼絲繩、吊具及連接部位。（2）按照設(shè)計(jì)規(guī)定設(shè)置構(gòu)件吊點(diǎn)，通過(guò)精準(zhǔn)計(jì)算明確吊點(diǎn)確保起吊的平穩(wěn)。（3）使用的螺栓、鋼板墊、墊木等材料必須符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。（4）在起吊作業(yè)時(shí)，先將構(gòu)件吊離地面200m 后檢查起吊制動(dòng)裝置的安全性、構(gòu)件平衡性、起重機(jī)的牢固性等。確認(rèn)無(wú)誤后再繼續(xù)起吊作用。起吊嚴(yán)禁吊裝過(guò)重設(shè)備和不明構(gòu)件，全程控制好起吊時(shí)間，不宜滯留控制過(guò)久。（5）起吊過(guò)程不能做任務(wù)危險(xiǎn)動(dòng)作，如起立或下蹲，研究用起重機(jī)運(yùn)載多余物件或其它無(wú)關(guān)人員。研究在起重臂旋轉(zhuǎn)回旋工作時(shí)在構(gòu)件下走動(dòng)或奔跑，起吊應(yīng)以勻速進(jìn)行，嚴(yán)禁突然制動(dòng)或在回旋過(guò)程做反向動(dòng)作[4]。（6）暫停作業(yè)時(shí)對(duì)吊裝作業(yè)未形成穩(wěn)定體系部分，必須進(jìn)行臨時(shí)固定。（7）對(duì)臨時(shí)固定構(gòu)件繼續(xù)進(jìn)行永久固定作業(yè)，認(rèn)真檢查均在安全范圍后方可接觸固定措施。（8）對(duì)于安裝完成的構(gòu)件，未經(jīng)相關(guān)部門準(zhǔn)許，不能擅自開(kāi)孔或鑿洞。嚴(yán)禁在構(gòu)件上堆放或懸掛超過(guò)荷載量的施工作用。

二是定位安裝環(huán)節(jié)：（1）加強(qiáng)作業(yè)人員安全教育，高空作業(yè)人員必須正確使用安全帶，安全帶應(yīng)高掛低用，并確保安全帶符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)老化、損壞等隱患。（2）沿所有型鋼梁上1.8～2m 處設(shè)置封閉鋼絲繩生命線，確保作業(yè)人員在型鋼梁上行走時(shí)方便安全帶系掛。（3）起吊前在型鋼柱頂端預(yù)設(shè)速差防墜器，并將防墜器鋼絲繩拉鉤固定于型鋼柱底部，確保在安裝定位時(shí)作業(yè)人員安全帶有可靠系掛處，并確保在定位安裝完成后人員攀爬型鋼柱至柱頂接觸掛鉤鋼絲繩時(shí)作業(yè)人員安全帶隨時(shí)處于系掛狀態(tài)，保障作業(yè)人員攀爬過(guò)程安全。（4）在高空用氣割或電焊前，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定辦理動(dòng)火證，并檢查現(xiàn)場(chǎng)周邊及下方作業(yè)環(huán)境是否有交叉作業(yè)及易燃易爆品，制作專用接火斗，接火斗大小及深度以滿足防止火花濺落要求為宜，由于高處風(fēng)速相應(yīng)增大，動(dòng)火點(diǎn)還應(yīng)采用防火布進(jìn)行圍擋防風(fēng)，防止割除的吊耳板或火花濺落傷人甚至引發(fā)火災(zāi)事故。同時(shí)，每個(gè)動(dòng)火點(diǎn)應(yīng)配備消防器材干粉滅火器2 個(gè)（5KG裝），并將消防水源引至作業(yè)點(diǎn)附近。（5）現(xiàn)場(chǎng)氣割及焊接作業(yè)，作業(yè)人員必須配戴好相應(yīng)的防護(hù)手套，焊接人員必須佩戴絕緣手套，作業(yè)點(diǎn)應(yīng)無(wú)積水，避免雨天及積水中作業(yè)。

以上兩環(huán)節(jié)作業(yè)均為高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)過(guò)程，執(zhí)行專職安全管理人員旁站監(jiān)督，驗(yàn)收安全條件，落實(shí)作業(yè)條件許可復(fù)核，相關(guān)單位項(xiàng)目部主要領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)帶班作業(yè)。

3.3 鋼構(gòu)平面、軸線控制

鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中的平面及軸線精度控制是保障建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全第一道關(guān)，是確保建筑結(jié)構(gòu)安全、耐久的最基礎(chǔ)工作。軸線方格網(wǎng)設(shè)置應(yīng)嚴(yán)格選取施工測(cè)量中的控制軸線、標(biāo)高、控制網(wǎng)，確保施工主軸線和控制點(diǎn)的施工質(zhì)量。在軸線方格網(wǎng)測(cè)試中，施工人員應(yīng)分別設(shè)定控制點(diǎn)組成的矩形，測(cè)定架設(shè)器測(cè)試儀的水平角及邊長(zhǎng)。采取往返測(cè)試方法，3 次觀測(cè)對(duì)角數(shù)據(jù)，保證每項(xiàng)控制點(diǎn)坐標(biāo)完全符合施工需求。根據(jù)測(cè)量規(guī)范操作流程，在策略過(guò)程中測(cè)量角精度-3.5度，邊精度應(yīng)為 1/30000。在軸線控制過(guò)程，施工人員應(yīng)選擇內(nèi)控方法控制平面軸線位置，按規(guī)范流程完成吊裝順序，確保結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的完整性。

3.4 鋼構(gòu)件焊接

鋼構(gòu)件焊接質(zhì)量同樣涉及建筑結(jié)構(gòu)抗震安全，因此焊接作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照GB50661-2011《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》進(jìn)行。

3.4.1 焊前準(zhǔn)備

為保證焊接質(zhì)量，在對(duì)接焊的引弧端和熄弧端，需要安裝與母材相同材料的引出板，其坡口形式和板厚原則上應(yīng)與構(gòu)件相同。鋼構(gòu)件加工中，引出板的長(zhǎng)度，手工電弧焊及氣體保護(hù)焊為25-50mm；半自動(dòng)焊為40-60mm；埋弧自動(dòng)焊為50-100mm；熔化嘴電渣焊為100mm 以上。鋼構(gòu)件焊接應(yīng)盡可能用胎夾具，以控制焊接變形和使主要焊接工作在平焊位置進(jìn)行。鋼構(gòu)件的焊接，應(yīng)根據(jù)鋼種、板厚、接頭的拘束度和焊接縫金屬中的含氫量等因素，以及所用的焊接方法來(lái)確定合適的預(yù)熱溫度和方法。

3.4.2 焊接順序及作業(yè)流程

焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝過(guò)程是板材、金屬部件等經(jīng)過(guò)相應(yīng)加工工序、焊接為成品的過(guò)程。內(nèi)容包括生產(chǎn)任務(wù)性質(zhì)、產(chǎn)品圖紙、技術(shù)規(guī)范、工程條件，使用專業(yè)焊接技術(shù)及所需的金屬材料進(jìn)行加工和保護(hù)工作，以此來(lái)完成焊接產(chǎn)品的全部工藝[5]。鋼構(gòu)件焊接按次序拼裝，當(dāng)存在隱形焊縫時(shí)應(yīng)進(jìn)行焊接，先采取小件焊接避免變形，糾正后才可進(jìn)行大件組裝；型材及板材先拼裝才能組裝，注意控制焊接應(yīng)力，提前涂裝構(gòu)建隱形部位，焊前需要清除焊件坡口表面污垢、兩側(cè)鐵銹等雜質(zhì)，結(jié)構(gòu)桿件裝配應(yīng)控制軸線交點(diǎn)與允許偏差。裝配時(shí)端板頂緊噴砂或磨光處理的部位，仔細(xì)檢查頂緊部位是否緊貼，避免存在縫隙。焊條根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)需求進(jìn)行烘干，堿性焊條一般選擇350°C 烘干，時(shí)間為1h,酸性焊條選擇150°C 烘干，時(shí)間1h，焊條烘干后從施焊過(guò)程不能大于2h，單根焊條烘干次數(shù)以1次為宜。焊接前核實(shí)焊接工藝要求、規(guī)定參數(shù)、焊接順序等，在組裝好的構(gòu)件上進(jìn)行施焊。

圖1 型鋼柱、型鋼梁安裝后現(xiàn)場(chǎng)效果圖

4、混凝土結(jié)構(gòu)施工

超高層型鋼混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程涉及質(zhì)量安全管控及作業(yè)安全控制兩方面，質(zhì)量控制關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)耐久性及安全功能，施工安全則重點(diǎn)是施工過(guò)程人員及設(shè)備安全。

4.1 混凝土結(jié)構(gòu)施工流程

混凝土結(jié)構(gòu)施工流程：澆筑部位施工縫的清理→相關(guān)專業(yè)的驗(yàn)收(土建、水電)→施工縫提前澆水濕潤(rùn)→混凝土輸送泵試運(yùn)行→鋪設(shè)50mm 的水泥砂漿（其配合比與混凝土的砂漿成分相同）→分層澆筑混凝土→分層振搗→柱上口混凝土標(biāo)高檢查→清除混凝土表面浮漿→拆模→養(yǎng)護(hù)→成品保護(hù)。

4.2 混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制措施

混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守國(guó)家、地方有關(guān)法律法規(guī)及建筑施工有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，嚴(yán)格落實(shí)“三檢制度”和隱蔽驗(yàn)收。

砼澆筑前，應(yīng)由技術(shù)人員向作業(yè)工人進(jìn)行詳細(xì)交底及現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，相關(guān)技術(shù)人員對(duì)混凝土塌落度、配合比進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，明確而混凝土標(biāo)號(hào)及澆筑順序，杜絕各節(jié)點(diǎn)混凝土標(biāo)號(hào)混淆造成質(zhì)量事故?；炷敛剂霞罢駬v作業(yè)應(yīng)嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB506666-2011 執(zhí)行。組織現(xiàn)場(chǎng)操作人員現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，同時(shí)加強(qiáng)三檢制度.并做好混凝土澆筑記錄，使施工工序質(zhì)量達(dá)到內(nèi)控要求。

4.3 混凝土澆筑過(guò)程安全措施

超高層混凝土澆筑過(guò)程存在的安全風(fēng)險(xiǎn)重點(diǎn)在四方面：高壓泵管泵送混凝土過(guò)程中存在卡箍、高壓泵管道爆裂及高壓混凝土噴射傷人風(fēng)險(xiǎn)；混凝土澆筑作業(yè)臨邊、洞口防處墜落；混凝土振搗作業(yè)用電安全及布料軟管轉(zhuǎn)移過(guò)程混凝土掉落傷人；爬升式布料機(jī)在爬升過(guò)程防設(shè)備傾覆、坍塌及人員墜落。

（1）混凝泵管布設(shè)前，應(yīng)對(duì)卡箍及泵管進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確?？ü?、高壓泵管質(zhì)量滿足要求。安裝時(shí)應(yīng)確保泵管接頭處橡膠密封圈密封到位，卡箍螺栓緊固，連接不應(yīng)有直角連接形態(tài)，降低泵送混凝土阻力。泵送混凝土周邊應(yīng)無(wú)閑雜人員，設(shè)置安全距離并落實(shí)隔離防護(hù)措施，放料人員與泵管連接部位應(yīng)保持足夠安全距離，并采取隔離措施，周邊環(huán)境應(yīng)光照良好，且無(wú)可能導(dǎo)致人員發(fā)生墜落的隱患。（2）混凝土布料過(guò)程中，沿附著式升降腳手架與建筑結(jié)構(gòu)主體之間縫隙設(shè)置伸縮式水平安全網(wǎng)，電梯井、采光井等設(shè)置雙層自提式防護(hù)平臺(tái)，其余孔洞采取硬質(zhì)水平防護(hù)，確保作業(yè)面全封閉防護(hù)到位。（3）檢查振搗棒電源開(kāi)關(guān)、漏電保護(hù)器是否靈敏有效，電纜線是否符合要求及存在破損漏電的情況，操作人員戴絕緣手套、穿絕緣膠鞋，預(yù)防發(fā)生觸電事故。（4）布料過(guò)程中，在布料管軟管前端設(shè)計(jì)2～3mm 厚插銷鋼板，布料管移位時(shí)使用插銷板將軟管前端封閉，避免混凝土遺灑傷人。（5）由于爬升式布料機(jī)塔身由三層套架在內(nèi)筒電梯井內(nèi)固定支托，爬升過(guò)程中拆除最下層套架由布料機(jī)上層檢修平臺(tái)兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)自動(dòng)提升。提升套架前應(yīng)檢查鋼絲繩、吊具及液壓系統(tǒng)的安全性能，提升過(guò)程中隨時(shí)檢查布料機(jī)垂直度并矯正，作業(yè)人員落實(shí)安全繩防護(hù)并專人監(jiān)護(hù)，每層提升穿過(guò)上層套架應(yīng)專人監(jiān)護(hù)防止碰撞導(dǎo)致鋼絲繩增加受力。同時(shí)，由于井內(nèi)搭設(shè)防護(hù)困難，就地取材利用檢修平臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì)“回”字行升降防護(hù)鋼平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)隨施工需要靈活升降達(dá)到全封閉防護(hù)的目的。

結(jié)語(yǔ)：

在相等外形尺寸鋼筋混凝土構(gòu)構(gòu)件下，型鋼混凝土組合的型鋼承載力更勝一籌，并且不受限于含鋼率，能夠有效縮減構(gòu)件截面，提高高層的使用面積，為社會(huì)和建筑帶來(lái)可觀的效益。在型鋼混凝土施工過(guò)程中，為專業(yè)施工人員及相關(guān)安全管控技術(shù)人員提供寶貴的借鑒，繼而提高型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)建筑的應(yīng)用價(jià)值。