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【摘要】工程塔楼采用钢框架+混凝土核心筒结构体系,高度328米,本文以珠海十字楼标志性塔楼施工为例,分析了塔楼工程施工中遇到的难点,并提出了相应的应对措施,以供同行借鉴
【关键词】塔楼工程;施工难点;应对措施
【中图分类号】TU745【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)16-0075-02
1.工程概况
标志性塔楼(办公酒店)总建筑面积146828m2,其中地上建筑面积130245m2,地下建筑面积16583m2,建筑基底面积2737m2。建筑高度:消防高度324.2m,最高点标高328.8m。建筑层数(地上):65层(含夹层共74层),地下2层。主要结构形式:半腰桁架+伸臂桁架的型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构,抗震设防烈度为7度。
建筑外形轮廓随高度变化,楼层平面形状沿竖向,从带切角的三角形渐变为接近圆形,再由圆形渐变至与底部方向相反的带切角的倒三角形。中部核心筒为切角三角形平面,主要用作竖向交通(楼梯、电梯)、设备用房和服务用房。
图2混凝土浇筑平面示意图
(3)塔楼核心筒墙体内暗埋了大量钢结构暗柱,伸臂桁架层还埋有暗梁,钢结构和钢筋工程相互位置关系复杂。钢管柱内分布多层横向隔板,钢管柱混凝土密实度控制难度大。
(4)墙体厚度厚、混凝土强度高,墙体养护困难,混凝土裂缝控制控制难度大。
2.2钢结构工程方面施工难点分析
(1)结构高度高,安装工作量大,塔楼地上高度324.25m,地下11.5m,用钢量多达15000吨,构件总数量约20000件,高强螺栓30万套,安装任务巨大。
(2)构件截面大、重量重,安装技术难度大;厚板焊接较多,焊接难度大。钢管柱最大截面D1800×50mm,单位重量约2.2t/m,钢柱最大重量达33.4t,安装技术难度大。
(3)结构平面复杂,给安装、制作带来较大困难。塔楼轮廓形状复杂,测量控制角度多,钢柱方向精度要求高,牛腿方向变化多,且随着高度的升高,外框钢柱向内倾斜收缩,制作、安装、测量都带来很大困难。
2.3结构工程施工控制难点分析
(1)塔楼钢筋混凝土结构超高,受混凝土收缩徐变、压缩变形、环境影响,结构竖向变形预控制难度大。塔楼钢结构超高超大,受压缩变形、安装工艺、环境影响,钢结构竖向变形预控制难度大。
(2)塔楼核心筒部分先行施工,核心筒外围的钢框架以及组合楼板后续施工,核心筒部分的变形预控制和核心筒外围的钢框架变形预控制产生的竖向变形差异,若应对不当,将对结构产生有害内力变形差异控制难度大。
(3)塔楼核心筒及钢结构高约330m,受风荷载、日照等因素影响大,垂直度控制难度大。
2.4人货垂直运输施工难点分析
建筑外形轮廓随高度变化,外立面在竖向变化较大,室外人货电梯布置也具有一定难度。虽核心筒内电梯井道数量较多,但井道洞口尺寸较小,不利于核心筒内布置大尺寸吊笼的人货电梯。
2.5机电安装工程施工难点分析
本工程机电安装工程量大,质量要求高,其安装、调试专业性强,技术要求高,协调管理工作量大,联动调试难。
2.6总平面布置施工难点分析
本工程场地狭小,塔楼位于整体工程的中部区域,三边临在建建筑,一边临海,塔楼自身区域无施工场地及道路,施工总平面布置难度大。
3.针对塔楼工程施工难点提出的应对措施
3.1钢筋混凝土结构工程施工难点的应对措施
(1)采用技术成熟的液压爬升构架平台脚手模板体系(简称模板及平台爬升体系),该体系采用整体设计方法,承载力大,侧向及底部防护严密。平台可用于放置钢筋、布料机、电箱、工具箱、常用材料等,悬挂脚手架与钢平台围档形成的整体全封闭空间,操作环境适宜,安全有保证,脚手架底部的封闭式构造设计可防止高空坠物,满足立体施工需要。
(2)根据不同泵送高度要求优选混凝土配合比,采用5~20mm颗粒状优异的精品石、聚羧酸系外加剂等配置工作性能良好的超高泵送自密实混凝土。采用超高压混凝土输送泵;采用Ф125mm口径的耐磨合金超高压泵管,解决混凝土泵送施工难题。
(3)合理安排钢结构安装和钢筋绑扎的施工顺序,对钢管柱自密实混凝土进行1:1模型试验,通过试验数据确定混凝土配合比及施工工法,施工过程中严格按照施工工法施工。
(4)采用粉煤灰和矿渣活性掺合料,取代部分水泥;降低水泥水化的发热量,减少温度应力;因施工速度快,无法采用带模养护,采用喷雾养护及涂刷养护剂对墙体进行养护。
3.2钢结构工程施工难点的应对措施
(1)选择最大起重量50t的STL720型大型动臂塔吊,塔吊靠近重型构件堆场,以发挥最大的起重能力;钢结构分节优化以减少吊装和现场焊接工作量,加快现场施工速度。将地下室顶板进行局部加固,使顶板面形成一条环通的重型道路,确保重型钢构件可直接运输至临时平台边,以解决场地狭小的难题。
(2)综合考虑多种影响因素,通过方案比选优化,在核心筒内侧,靠近堆场位置布置2台塔吊。大型钢构件分段分节原则为整体分段,多层分节。在高空焊接上,以CO2气体保护焊为主,手工焊为辅。
(3)采用高精度全站仪对钢结构进行测量精确定位,设计专门的校正工具,提高校正的精度和效率。通过变形监测,摸索环境温度、结构荷载、焊接施工等对结构变形的影响,并结合施工阶段变形计算分析,指导施工测量定位。
3.3结构工程施工控制难点的应对措施
(1)在对结构竖向变形进行工况分析,通过对核心筒、外框柱标高补偿等措施进行结构竖向变形预控制,同时结合现场实测,调整和优化变形补偿方案,以达到结构竖向变形的预控制目标。
(2)塔楼核心筒外围的钢框架竖向变形预控制方案根据塔楼核心筒变形预控制方案制定,对竖向差异变形影响敏感的外伸臂桁架,改进节点构造,优化安装顺序,合理确定最终紧固连接时间,满足结构变形预控制要求。
(3)本工程测量设置三级控制网。每个月根据远距离高精度一级控制网复测二级控制网,二级控制网布设于已完成的整体地下室结构体,上提供二级控制网精确点位,用于现场工程测量。塔楼控制轴线在天顶法测量的基础上,采用GPS进行校核,以保证测量精度。核心筒控制轴线每层进行校核,钢管柱和楼面控制轴线在转换楼层进行校核。在施工过程中对塔楼垂直度进行监测,根据垂直度在日照、风荷载、施工荷载等作用下的变化规律进行控制。
3.4人货垂直运输施工难点的应对措施
深入研究永久电梯的运行规律和安装节点要求,通过各施工阶段对垂直运输的需求分析与统计,确定人货两用电梯分阶段使用方案。1#、2#高速单笼人货两用电梯布置于核心筒内侧消防电梯井内,可以直达核心筒结构施工层;3#、4#双笼高速人货两用电梯布置建筑物外侧外立面变化较小处,直达钢框架结构施工层;在施工过程中临时人货两用电梯与永久电梯适时进行转换,以满足工程人员和货物垂直运输需要。
3.5机电安装工程施工难点的应对措施
施工前充分了解各系统的安装技术和工艺要求,明确各系统中的施工界面划分与衔接;充分利用建筑信息模型进行模拟,在施工前预先解决冲突点,尽量避免返工。施工中加强协调管理和配合工作,并加强成品的保护力度;严把单机调试质量关,加强联动调试协调管理工作,确保联动调试顺利进行。
3.6总平面布置施工难点的应对措施
在总体施工组织设计中充分考虑塔楼施工的场地及道路,塔楼地下室施工阶段,利用会议中心、绸带、喜来登酒店施工时预留的相关区域作为塔楼的道路及堆场。上部结构施工时,根据不同的施工阶段进行场地切换,满足不同专业施工需求。
4.结语
近年来,我国社会经济快速发展,越来越多的建筑工程拔地而起,能有效促进国民经济的发展。受到众多原因的影响,塔楼工程存在很多难点,只有解决好了这些难点,才能更好的促进塔楼工程的施工作业,才能更好地统筹规划、合理分配和利用场地资源,减轻相互间的影响和牵制。