淺述超高層核心筒豎向結構施工對建筑功能的影響

【摘要】超高層的豎向結構因其特殊的施工順序和結構形式，往往會對后續建筑功能產生不可逆的影響，因而有必要在豎向結構施工階段采取質量預控措施，確保豎向結構重要節點、重要工序的施工質量，從而滿足日后的建筑使用功能。本文以廣州東塔為例，淺述超高層核心筒豎向結構施工對后續建筑功能的影響。

【關鍵詞】超高層；豎向結構；建筑功能

1、工程概況

1.1超高層的兩種結構類型

超高層建筑多設計為框架核心筒結構，根據高度的不同，又分為兩種類型。類型1：內筒為鋼筋混凝土核心筒結構+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間鋼梁連接，外筒樓板為組合樓板的形式，如：廣州西塔、上海環球、深圳京基100大廈、廣州東塔，均為該結構形式，高度均在400米以上。類型2：內筒為鋼筋混凝土核心筒+外筒巨柱，巨柱與核心筒之間為鋼筋混凝土梁連接，樓板為普通的鋼筋混凝土樓板，如：重慶環球、廣州高德等。建筑高度約在200～400米。

1.2廣州周大福金融中心（以下簡稱廣州東塔）結構體系

廣州東塔結構體系：塔樓為帶加強層的鋼管混凝土巨型框架+筒體結構；塔樓地上112層，計入出屋面后的高度為530m；核心筒內部采用現澆混凝土樓蓋體系；核心筒之外區域采用鋼梁+混凝土樓蓋體系；核心筒外墻通過伸臂桁架及鋼梁與外框巨型鋼管柱連接共同構成抗側結構體系；巨柱下采用獨立基礎，核心筒下采用箱形基礎。

塔樓總共設有6道桁架層，其中環桁架ME1、ME2、ME3、ME4 分內外兩圈并排與外筒鋼柱連接，ME5、ME6 在西里面因結構收縮改為單排桁架；伸臂桁架為組合箱型構件，兩端通過復雜巨柱節點與塔樓內外筒連接。

2、豎向結構的施工特點

超高層核心筒豎向結構的施工具有其特有的工序，外框結構為鋼梁的結構形式，適合核心筒墻體豎向結構先行施工，樓板等水平結構滯后施工，外框鋼結構及梁板滯后核心筒結構數層進行施工。

3、豎向結構對建筑功能的影響。

3.1超高層核心筒主要結構構件與建筑功能

豎向結構的施工按空間對后續工序的影響分筒內、筒外各有不同（見表1）。

3.2超高層豎向結構對建筑功能的影響

由上表可知，豎向結構對建筑功能的影響主要體現在以下幾個方面：

3.2.1豎向結構完成面的平面定位尺寸影響建筑的使用空間，如樓梯間、走道尺寸如果過小，會影響日后消防走道的疏散寬度。完成面的垂直度會對豎向管道的安裝造成影響，

豎向結構完成面的平面定位尺寸影響機電管線的安裝，如廣州東塔項目的冷凍水管最大D700mm、雨水管最大D300mm、消防管最大D250mm，管道垂直跨越2個桁架層（垂直距離將近120m）。

3.2.2豎向結構的垂直度還會對電梯井道的產生影響。廣州東塔項目的20m/s的超高速電梯井道垂直跨越1-95層，提升高度達440m，且高速電梯對結構的平面定位、井道垂直度及軸線的準確性的要求極為嚴格。

3.2.3豎向結構預留鋼筋套筒影響結構梁縱向鋼筋的位置，從而影響結構面的標高。預留的胡子筋影響樓層板、組合樓板鋼筋的位置，從而影響凈空高度。主筋的錯位還會導致混凝土澆筑完成后樓板偏高、露筋等質量問題。樓板偏高或不平整還會嚴重影響日后精裝修地板磚、木地板等對標高敏感的工序。

3.2.4豎向結構的鋼筋骨架垂直度及模板垂直度不僅影響墻體還會對鋼結構的預埋件的定位產生影響，影響鋼梁安裝。豎向結構預留的鋼梁焊接耳板也會影響樓層鋼梁的標高，從而影響凈空高度。

4、超高層豎向結構關鍵部位、重點工序的質量控制

綜上所述，應該對以上的重點部位，采取質量預控措施，使得豎向結構對建筑功能的影響降至最低。

4.1超高層施工策略及關鍵點

（1）先豎向結構，后水平結構

（2）先內筒結構，后外筒結構

（3）先鋼結構，后鋼筋砼結構

（4）先框架施工，后樓板施工。

豎向結構完成面的尺寸取決于混凝土面的尺寸和定位，因此應該對測量放線、鋼筋安裝、鋼筋預埋、模板安裝、混凝土質量、機電預留預埋等工序進行質量控制。

4.2核心筒豎向結構施工測量放線

首先將在工地周邊在三個臨邊建筑物屋頂設置高精度的首級控制網。以廣州市城市規劃設計研究院給提供業主三點 GPS 測量高精度，項目實施小組使用全站儀對首級控制網數據復核。（廣州高德置地、廣州市新圖書館、利雅灣小區）。

首級測量控制點點位設置，項目實施小組將對現場勘察，保證相互通視良好，點位采用女兒墻上安裝鋼結構平臺和強制對中裝置，以便保證點位和測量精度的穩定。然后往下布設一、二級測量控制網，使用全站儀對一、二級測量控制網精確測量，以來滿足施工現場測量放線需要。

4.3核心筒剪力墻平面定位、垂直度質量控制

此工序中重點對鋼板剪力墻及鋼筋綁扎的平面定位進行控制，以后進行的鋼模板合模及定位的測量復核為本工序的重點，因為鋼模板的平面定位決定了之后混凝土成型后的尺寸。混凝土澆筑前和施工后都需對完成面的混凝土平面定位、垂直度等測量復核，及時糾偏

因此在施工的過程中，保證核心筒的平面控制點的精度尤為重要。監理部采取使用激光鉛垂儀進行豎向點位傳遞全過程監控復核數據。

因為超高層垂直跨越距離長的特點，每隔一段高度設置一個測量轉換層，并定期聯測外控網進行復核，轉換層與轉換層之間獨立操作，誤差不傳遞。為保證塔樓控制點垂準線的垂直度，并最大限度接近施工區，進行測量平臺的轉換，分別在 21 層、40 層、59 層、82 層、107 層作為階段傳遞層，并在傳遞層閉合控制網，平差點位數據，保證點位精度。

按照設計的要求將構件定位至設計位置，安裝軸線定位與標高控制是測量作業的重點和難點。監理部采取全站儀對各細部構件的三維空間點位測量放線全過程監控復核數據。

4.4鋼模板的選型及質量控制

廣州東塔采用液壓整體提升的頂模系統，模板使用外掛式的大型鋼模板體系。鋼模板的選型需經各方認可，滿足混凝土澆筑施工的要求。其強度、剛度和穩定性的好壞往往會影響混凝土成型后的尺寸，包括平面定位、垂直度等。因此應重點關注，監理部驗收時對以下重點內容實施監控，質量合格率必須達到100%：

（1）鋼模板垂直度量測；

（2）鋼模板上口是否順直及尺寸檢查；

（3）鋼模板陽角、陰角部位加固檢查

（4）鋼模板對拉螺桿、模板拼縫連接檢查；

（5）模板檢查偏差符合規范、設計要求

超高層施工的周期很長，一套鋼模板的使用次數隨著建筑的高度增加而增多。大型的鋼模板容易出現中部鼓起變形，拼縫不嚴等情況。因此在前期選擇強度高、耐久性好的鋼模板可以避免日后造成混凝土完成面尺寸的誤差。

4.5鋼筋工程中的質量控制

此工序中重點檢查主筋、預留預埋鋼筋套筒、胡子筋（樓層預留板筋）的定位，避免后續樓層梁、樓板施工時出現鋼筋局部錯位、漏埋。超高層核心筒墻體強度較高，主筋密集，后續植筋極為困難。

而在施工過程中主筋保護層不設專用墊塊，鋼網或骨架的安裝固定不牢固，操作人員任意踩踏鋼筋等問題也會導致鋼筋錯位，更嚴重會出現露筋現象。因此在鋼筋分項驗收過程中，應格外留意這些小細節，以免影響日后精裝修地板磚、木地板等對標高敏感的工序。

4.6鋼梁預埋件及焊接耳板的質量控制

外圍樓層板鋼梁預埋件安裝于鋼筋剪力墻內，直接影響鋼梁安裝。應重點控制鋼筋骨架垂直度及模板垂直度，以免出現跑模、漲模等現象，使得鋼梁無法安裝，或需重新增加連接板安裝。

鋼梁焊接耳板的標高控制也是工程的重點，耳板是核心筒與鋼梁的連接部件，其作用相當于牛腿。其標高影響到鋼梁安裝，為了后續安裝的標高符合要求，監理部提前對核心筒預埋的耳板的進出，標高進行測量復核。確保鋼梁安裝標高的精度，以免影響日后地面標高和樓層凈高。

4.7機電預留預埋質量控制

連梁內口洞、消防箱洞、線槽預埋，鋼筋安裝時必須復核定位尺寸，以免影響后續機電管線的安裝。

結語：

超高層的豎向結構因其特殊的施工順序和結構形式，往往會對后續建筑功能產生不可逆的影響，因而有必要在豎向結構施工階段有針對性的采取質量預控措施，保證這些豎向結構重要節點、重要工序的施工質量，從而滿足日后的建筑使用功能。

參考文獻：

[1]《廣州東塔項目測量專項施工方案》

[2]《超高層建筑施工工藝實例》

[3]《鋼筋混凝土結構施工階段工程質量問題的預防》