1.超高层建筑的特点
1、规模较大,建设成本较高。
2、基础埋深,施工难度大。
3、结构超高,施工技术要求高。
4、作业空间小、功能繁多、系统复杂,施工组织困难。
5、施工标准高,材料、设备来源广泛。
6、施工周期长,且不可避免地在冬季雨季施工。
7、垂直输送量大。
2.超高层建筑主要结构形式
超高层建筑的结构形式通常为框筒结构建筑钢结构施工规范,即核心筒加外围框架。
钢筋混凝土框架结构是超高层建筑早期常用的结构形式,其主要优点是技术成熟,但由于钢筋混凝土自重较大、材料消耗大,已逐渐被其他结构形式所取代。
如今超高层结构普遍采用混合框架结构,即外框架采用钢结构。
主要由刚接钢柱和钢管柱两种形式组成。采用钢结构,不仅能发挥钢结构刚度大、自重轻、抗震性强的特点,而且可以减小柱截面,美化建筑立面和使用效果,节省材料。37#、38#、40#地块主楼采用核心筒方钢管柱与钢梁混合框架结构。
本项目超大型地下室施工难度主要在于土方开挖阶段,土方开挖前需结合地质报告、围护方案制定详细的土方开挖方案。由于本地下室存在大量岩体,还需制定爆破方案。开挖前还需对基坑做好排水措施,基坑部分部位也可采用自流井降水配合土方开挖。
根据支架设计及分布情况,合理划分支架。按照施工顺序,先形成主体支撑体系,后开挖土方;土方采用盆式开挖,盆边挡土护坡。盆边土方采用对称带拉跳挖法,确保基坑安全;按照分区、分块、对称、平衡、挡土护坡的原则组织基坑开挖和支护施工,确保48小时内钢筋混凝土支架成型;支架施工时应注意未设支架的挡土体裸露宽度应小于30m;基坑施工严格按照先支后挖、先换支架、后拆支架的工况进行。
基坑开挖完成后,在进行地下室各结构层施工时,应与设计方联系确定后浇带接头处是否需要加固支撑,避免侧向位移损坏结构柱,并按要求更换支撑、拆除支撑。
诸暨当地市场尚未生产出高强混凝土。目前商品混凝土公司已经能够制作出达到C60强度的试块,但还需要解决运输、泵送等问题才能投入实际使用。C60混凝土从生产到运输、泵送的时间不能超过1个小时,过程中不能随意加水,确保混凝土坍落度在200mm以上。
本工程所用方钢管柱混凝土浇筑,由于柱长、结构等原因,不能用振捣器振捣,需采用自密实混凝土。自密实混凝土主要通过减小石料粒径、增大砂料粒径来改善混凝土的和易性,控制混凝土的坍落度。自密实混凝土浇筑主要方法为高抛法。
3.钢结构施工的主要技术难点
1.深化设计
2.验收与堆放
3.塔机布置
4.吊装与焊接
5. 测量
本项目主楼总用钢量超过1万余吨,每层约有100个大型钢结构件,深化设计任务十分繁重,一般从提供施工图到完成深化设计,再到完成加工制作、运输到现场需要2个月以上的时间。深化设计将是钢结构生产过程中最重要的环节。深化设计是将项目结构设计图细化为可直接生产吊装的施工图的过程。深化图的质量直接影响构件生产安装的质量。
场地狭小、工期紧是超高层建筑建设的常见难点,需要对构件的发运、堆放进行精心策划,既保证验收工作的正常进行,又为吊装创造良好的外部条件。
塔吊是超高层结构施工的核心设备,其选型布置应根据建筑布局、现场条件、钢结构重量等因素建筑钢结构施工规范,确保拆装安全、方便、可靠。塔吊分为内爬式和外爬式,本工程采用内爬式和外爬式相结合的塔吊组合方式是最合理的选择。
钢结构吊装是整个钢结构施工的关键工序,吊装速度和质量对整个工程起着决定性的作用。在施工中,可采用“区域吊装”和“一机多吊”的方式,解决工期紧与工程量大的矛盾,对于特大构件,可采用“双机吊装”来解决。
高层钢结构焊接是钢结构施工中的重要工序,施工工艺和焊接水平的选择、安全操作及施工防护对工程的“安全、优质、高速”完成有很大影响。CO2气体保护焊现在在工程中应用十分广泛,通过调整焊丝伸出长度、焊缝层间清理、焊接角度等来确定焊接操作要领,保持焊接环境处于相对稳定的状态,加强施工防护措施及辅助措施,解决厚板焊接中CO2气体保护焊的焊接工艺问题。
由于材料为低合金结构钢,含有少量合金元素,淬硬趋势大,焊接性差,焊缝极易出现裂纹。厚板焊接是本工程的一大难题。需采取措施防止焊接缺陷,主要有:采用合理的焊接顺序和坡口形式,焊前预热及预热方法,焊接过程中采用多层多道焊,采用边振动边焊技术或锤击消除焊接应力,后加热等。
钢结构测量可分为整体校正和跟踪校正,一般采用跟踪校正,可以降低校正难度,缩短校正时间。
4.钢结构施工中几个常见问题
1、如何解决钢结构及混凝土的收缩偏差
2.高抛自密实混凝土施工
3.螺栓固定时如何保证受力均匀
4、钢柱吊装后垂直偏差如何处理
超高层建筑的施工组织流程一般可分为平行施工、顺序施工、流水施工三种,各有特点,应结合建筑特点选用。由于本项目要求裙房提前交付,主楼3年内完工,因此要求主楼与裙房同时施工。但流水施工可在局部区域组织,以提高工效,可谓“大平行、小流水”。
根据其他超高层项目的施工经验以及本项目的特点,超高层施工组织最难的部分在于总承包管理。由于工期紧张,各工种、分包单位能否组织有效的立体流水作业,取决于总承包管理是否合理、高效。总包方需要安排具备各专业专业技能的协调员,负责与各分包单位的协调和及时沟通。总包方要充分考虑各分包单位的合理需求,合理安排现场,提供相关场地和工作面。
工程开工后,要求总包方提供分包商进场计划,以便我公司进行分包工程的招标。分包商进场后,还需编制相应的二、三级进度计划及派生出的材料进场计划、劳动力进场计划、机械设备进场计划,督促施工单位确保工程在人员、材料、机械等方面严格按照批准的进度计划施工。
塔楼结构施工流程为先施工核心筒、钢结构框架、组合楼面结构错层施工,错层高度差为4-6层,结构验收完成后插接玻璃幕墙(下部结构验收时29层加固层完成,29层以下开始内外装修)。立面交叉施工存在不少安全风险因素。另外裙楼提前开建,而塔楼正在进行高区结构施工,超高层建筑边缘、洞口、核心筒两台塔吊也存在安全隐患。
五、主要安全措施
1.制定专门安全防护措施,加强高空作业安全监督管理。
2、筒体外模采用整体升降大型钢模,降低了常规模具翻堆因垂直运输大量散装物料而造成的坠落安全系数。
3、筒体外框采用轨道式整体爬升脚手架,框架底部采用花纹钢板收口,立面采用钢板网收口。钢管混凝土浇筑操作架采用标准化钢平台。
4、制定核心管塔安全运行专项安全措施,包括塔吊管理、塔吊操作、信号指挥、吊钩操作、塔吊起重等。
5、钢结构框架施工层水平面全覆盖安全网,复合楼板施工层周边设置防护栏杆。
6、设备层设置隔离防护棚,确保幕墙立面交叉施工所涉及的人员及成品安全。
6.必须符合的安全及消防规定
超高层建筑的消防是整个建设过程的控制重点,总平面布置和消防设施必须符合安全、消防法规的要求。
1、按消防规定沿墙周界布置消防水带及消防栓。沿主楼竖井布置消防立管,20层设置10m3消防水箱,36层设置1个6m3消防水箱,各层均设置消防栓及消防水带。
2、在楼梯、出入口、攀爬架等区域安装灭火器。
3.加强平面布置管理,严格执行消防审批制度
施工过程中,要确保重点部位、重点区域。本项目重点区域为塔楼,但裙楼需提前开工。工程相对紧张,合理的施工部署和施工组织是确保项目顺利完工的前提。
地下结构施工重点为土方开挖、结构施工、支架拆除工序衔接;地上结构施工重点为钢框架、混凝土结构交错流水施工;机电安装阶段重点为地下机房区域机电安装施工、地上塔架避难层机电安装施工;室外装修阶段重点为结构的分段验收、幕墙工程的合理穿插、提前为室内装修单位留出工作面;室内装修阶段重点为公共区域、功能用房。