淺談超高層建筑施工中的幾個問題

紀英誼湖南望新建設集團股份有限公司（410000）

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淺談超高層建筑施工中的幾個問題

紀英誼
湖南望新建設集團股份有限公司（410000）

摘要：探討超高層建筑施工中存在的幾個常見問題和采取的技術措施，供廣大技術同仁參考，以便在日后的施工中加強管理，提高工程質量，有效防范建筑施工安全事故的發生。

關鍵詞：超高層；建筑施工；高大模板

0　引言

根據國標GB 50352-2005《民用建筑設計通則》的規定，建筑高度超過100 m時，不論住宅或公共建筑，均為超高層建筑。隨著建筑業的發展和城鄉建設步伐的加快，人多地少的矛盾日益突出，土地的價格節節攀升，建筑結構向高層方向發展成為必然趨勢，高層、超高層建筑如雨后春筍不斷涌現出來。相對普通建筑，超高層建筑的巨大荷載和立面空間的交叉作業，給施工的質量和安全帶來嚴峻的挑戰。

該項目為一幢59層、建筑面積144 416 m2、建筑高度192 m的超高層綜合樓，筆者曾擔任該項目經理，下面談談施工中的幾個問題。

1　施工中常見的幾個問題

施工管理主要包括事前、事中和事后三個過程控制，要避免事故的發生，需要事前做好充分的準備工作、施工過程的監管控制和施工完成后的檢查驗收，對存在問題采取技術處理措施［1］。

1.1大框架梁內密集主筋與剪力墻中勁鋼結構的空間交叉問題

大框架梁常見于對大空間、大跨度有要求的樓層，如地下停車場、百貨商場等、大跨度梁截面大、配筋多，超高層底部的剪力墻承受巨大的荷載，墻厚又受到使用空間的限制不可能太大。如下圖1、圖2所示。

圖1　大框架梁示意圖

圖2　剪力墻中勁鋼結構示意圖

框梁截面400 mm×900 mm，內配26根φ25縱向主筋，剪力墻厚度400 mm，配φ18@150，四根勁性鋼柱200 mm×150 mm×22 mm×24 mm并排布置。梁縱向主筋與剪力墻內勁性鋼柱位置沖突，無法錨入安裝。現場檢查發現：為了便于安裝，工人擅自將無法錨入的鋼筋燒斷，存在重大質量安全隱患。正確解決的途徑有三個方面：第一種，改變框架梁或鋼柱位置。這種方法簡單易行，但如果需要改變上部的平面布置，結構受力可能發生重大改變，修改的時間長，工作量大。第二種，直接在勁性鋼柱焊接套筒做機械連接，或將縱向鋼筋彎錨與鋼柱焊接，將梁筋與勁性柱連成整體，來滿足受力要求。缺點是焊接的套筒、梁筋產生的彎矩對鋼柱增加了不利的影響，需要驗算評估。第三種，采用加腋的方式，增加梁支座長度，滿足梁筋錨固長度的要求。缺點是占用空間。可根據現場條件選擇合適的方案。

1.2地下室頂板堆載的問題

超高層建筑一般建于城市的中心地帶、鬧市區，場地陜小，地下室完成后上部的塔樓變小，空出來的位置經常用作鋼筋加工區、模板加工區、砌體堆場、砂石堆場，堆放大量建筑材料（如圖3）。

圖3　地下室頂板堆載示意圖

四層盤圓鋼筋集中堆放，每盤重量在1.5～2 t，大大超出頂板原有設計荷載，容易造成地下室頂板（梁）開裂甚至坍塌。應對方法分兩種情況：

地下室頂板澆筑前，設計單位根據堆載對頂板混凝土構件進行驗算，通過增大截面、增加配筋量、提高承載力來滿足要求。

地下室頂板已經澆筑完成，通常采取對梁、樓板的回頂，將荷載傳到地面。地下室不止一層，還應多層回頂。采用這種方法時，應充分考慮堆載的不確定性、位置經常變動、時多時少的特性，必須按荷載的最不利布置對各跨梁板的影響，畫出內力包絡圖，取最大剪力和彎矩。多層回頂時，上下層立桿應在同一垂直中心線上，避免產生剪切破壞。加固方案必要時還須進行專家論證，確保方案可行才能實施。

1.3大體積混凝土澆筑后開裂的問題

大體積混凝土是指最小斷面尺寸1 m以上的混凝土構件。超高層建筑通常采用整體性好的筏板基礎來承受巨大的荷載，有的工程項目筏板的厚度甚至達到5.8米。大體積混凝土澆筑時產生的水化熱不容易散失，蓄熱于內部，使溫度升高，里外溫差產生的拉應力容易造成混凝土結構開裂，甚至出現貫穿性裂縫。因此，溫度控制是大體積混凝土施工最突出的問題。根據國標GB 50496-2009《大體積混凝土施工規范》，溫度控制值如下：混凝土表面與大氣溫差不大于20℃，混凝土的內外溫差不大于25℃，混凝土的降溫速率不大于2℃/d。為符合溫度控制值的要求，溫度控制必須貫穿整個施工過程，從以下幾方面入手：

選用60 d或90 d的施工配合比，避免水化熱集中釋放。

科學安排施工時間，根據天氣預報，避開高溫、雨雪天澆筑混凝土。

根據施工季節采取不同的施工措施，控制混凝土的入模溫度，入模溫度一般控制在30℃以下。如天氣炎熱，可采用遮蓋、灑水、拌冰屑等降低混凝土原料溫度的措施。冬期施工可采用熱水拌合、加熱骨料等增溫措施［2］。

采用分層澆筑的方式，充分利用混凝土層面散熱。可以根據施工現場的條件采用整體分層、斜面分層或分段分層的方式，注意分層澆筑的厚度不大于500 mm，后一層混凝土應在前一層初凝前澆筑，上下層振搗密實。

及時排除沁水和浮漿。大體積混凝土均為高流動性、大坍落度，因而在振搗過程中會出現大量沁水和浮漿，應將這些沁水和浮漿人為誘導，順著混凝土坡面流入基坑集水井，再由水泵抽排。同時采用二次振搗、二次抹壓工藝，防止表面裂縫的發生。

控制大體積混凝土產生收縮裂縫，還必須做好混凝土的養護、保溫工作。派專人監測里表溫差和降溫速率，并根據監測結果調整保溫措施，增減保溫層厚度。

保溫期間，因后續工作（如放線等）需要，必須揭開保溫層，只宜局部進行，并在工作完成及時覆蓋。

1.4高大模板施工中超重梁板的界定問題

依據《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法》搭設高度8 m及以上，搭設跨度18 m及以上，施工總荷載15 kN/m2及以上，集中線荷載20 kN/m及以上，屬于超過一定規模的危險性較大的分部分項工程。四種情形中，前兩種客觀形象容易理解，后兩種分別是面荷載和線荷載，可操作性低，施工人員不容易掌握。把稍大的梁板當成超重梁板，或把超重梁板當成一般梁板進行模板搭設，錯漏的情況時有發生。如果能夠利用經驗公式求出超重梁板的臨界值、板厚及梁截面，就可以把施工圖中的超重梁板一一找出來，有針對性的組織施工，避免留下安全隱患。

1）模板施工總荷載計算

設樓板厚度h，求解兩超一大樓板臨界值。施工總荷載設計值：

F=［0.40+25.1×h］×1.35+3.0×1.4 = 15 kN/m2

h=303 mm

板厚大于303 mm屬于兩超一大模板。

2）梁集中線荷載計算

設500寬梁，設梁高h，求解兩超一大梁高臨界值。

集中線荷載設計值：

F=［0.40×0.50+25.5×0.50×h］×1.35+2.5×0.50× 1.4=20 kN/m

h=1 045 mm

梁的截面積大于1.045×0.5=0.522 m2的梁屬于兩超一大模板。

2　結語

施工過程的管理工作千頭萬緒，點多面廣，要想“安得廣廈千萬間”還需要科學組織，精心施工，不斷提高自身管理水平。管理技能也不是生來就有的，除了接受教育，還需在實踐中不斷總結和完善。

參考文獻：

［1］危險性較大的分部分項工程安全管理辦法.（建質［2009］87號）.

［2］GB 50496- 2009，大體積混凝土施工規范［S］.