浅谈超高层建筑施工中的几个问题

纪英谊湖南望新建设集团股份有限公司（410000）



浅谈超高层建筑施工中的几个问题

纪英谊
湖南望新建设集团股份有限公司（410000）

摘要：探讨超高层建筑施工中存在的几个常见问题和采取的技术措施，供广大技术同仁参考，以便在日后的施工中加强管理，提高工程质量，有效防范建筑施工安全事故的发生。

关键词：超高层；建筑施工；高大模板

0　引言

根据国标GB 50352-2005《民用建筑设计通则》的规定，建筑高度超过100 m时，不论住宅或公共建筑，均为超高层建筑。随着建筑业的发展和城乡建设步伐的加快，人多地少的矛盾日益突出，土地的价格节节攀升，建筑结构向高层方向发展成为必然趋势，高层、超高层建筑如雨后春笋不断涌现出来。相对普通建筑，超高层建筑的巨大荷载和立面空间的交叉作业，给施工的质量和安全带来严峻的挑战。

该项目为一幢59层、建筑面积144 416 m2、建筑高度192 m的超高层综合楼，笔者曾担任该项目经理，下面谈谈施工中的几个问题。

1　施工中常见的几个问题

施工管理主要包括事前、事中和事后三个过程控制，要避免事故的发生，需要事前做好充分的准备工作、施工过程的监管控制和施工完成后的检查验收，对存在问题采取技术处理措施［1］。

1.1大框架梁内密集主筋与剪力墙中劲钢结构的空间交叉问题

大框架梁常见于对大空间、大跨度有要求的楼层，如地下停车场、百货商场等、大跨度梁截面大、配筋多，超高层底部的剪力墙承受巨大的荷载，墙厚又受到使用空间的限制不可能太大。如下图1、图2所示。

图1　大框架梁示意图

图2　剪力墙中劲钢结构示意图

框梁截面400 mm×900 mm，内配26根φ25纵向主筋，剪力墙厚度400 mm，配φ18@150，四根劲性钢柱200 mm×150 mm×22 mm×24 mm并排布置。梁纵向主筋与剪力墙内劲性钢柱位置冲突，无法锚入安装。现场检查发现：为了便于安装，工人擅自将无法锚入的钢筋烧断，存在重大质量安全隐患。正确解决的途径有三个方面：第一种，改变框架梁或钢柱位置。这种方法简单易行，但如果需要改变上部的平面布置，结构受力可能发生重大改变，修改的时间长，工作量大。第二种，直接在劲性钢柱焊接套筒做机械连接，或将纵向钢筋弯锚与钢柱焊接，将梁筋与劲性柱连成整体，来满足受力要求。缺点是焊接的套筒、梁筋产生的弯矩对钢柱增加了不利的影响，需要验算评估。第三种，采用加腋的方式，增加梁支座长度，满足梁筋锚固长度的要求。缺点是占用空间。可根据现场条件选择合适的方案。

1.2地下室顶板堆载的问题

超高层建筑一般建于城市的中心地带、闹市区，场地陕小，地下室完成后上部的塔楼变小，空出来的位置经常用作钢筋加工区、模板加工区、砌体堆场、砂石堆场，堆放大量建筑材料（如图3）。

图3　地下室顶板堆载示意图

四层盘圆钢筋集中堆放，每盘重量在1.5～2 t，大大超出顶板原有设计荷载，容易造成地下室顶板（梁）开裂甚至坍塌。应对方法分两种情况：

地下室顶板浇筑前，设计单位根据堆载对顶板混凝土构件进行验算，通过增大截面、增加配筋量、提高承载力来满足要求。

地下室顶板已经浇筑完成，通常采取对梁、楼板的回顶，将荷载传到地面。地下室不止一层，还应多层回顶。采用这种方法时，应充分考虑堆载的不确定性、位置经常变动、时多时少的特性，必须按荷载的最不利布置对各跨梁板的影响，画出内力包络图，取最大剪力和弯矩。多层回顶时，上下层立杆应在同一垂直中心线上，避免产生剪切破坏。加固方案必要时还须进行专家论证，确保方案可行才能实施。

1.3大体积混凝土浇筑后开裂的问题

大体积混凝土是指最小断面尺寸1 m以上的混凝土构件。超高层建筑通常采用整体性好的筏板基础来承受巨大的荷载，有的工程项目筏板的厚度甚至达到5.8米。大体积混凝土浇筑时产生的水化热不容易散失，蓄热于内部，使温度升高，里外温差产生的拉应力容易造成混凝土结构开裂，甚至出现贯穿性裂缝。因此，温度控制是大体积混凝土施工最突出的问题。根据国标GB 50496-2009《大体积混凝土施工规范》，温度控制值如下：混凝土表面与大气温差不大于20℃，混凝土的内外温差不大于25℃，混凝土的降温速率不大于2℃/d。为符合温度控制值的要求，温度控制必须贯穿整个施工过程，从以下几方面入手：

选用60 d或90 d的施工配合比，避免水化热集中释放。

科学安排施工时间，根据天气预报，避开高温、雨雪天浇筑混凝土。

根据施工季节采取不同的施工措施，控制混凝土的入模温度，入模温度一般控制在30℃以下。如天气炎热，可采用遮盖、洒水、拌冰屑等降低混凝土原料温度的措施。冬期施工可采用热水拌合、加热骨料等增温措施［2］。

采用分层浇筑的方式，充分利用混凝土层面散热。可以根据施工现场的条件采用整体分层、斜面分层或分段分层的方式，注意分层浇筑的厚度不大于500 mm，后一层混凝土应在前一层初凝前浇筑，上下层振捣密实。

及时排除沁水和浮浆。大体积混凝土均为高流动性、大坍落度，因而在振捣过程中会出现大量沁水和浮浆，应将这些沁水和浮浆人为诱导，顺着混凝土坡面流入基坑集水井，再由水泵抽排。同时采用二次振捣、二次抹压工艺，防止表面裂缝的发生。

控制大体积混凝土产生收缩裂缝，还必须做好混凝土的养护、保温工作。派专人监测里表温差和降温速率，并根据监测结果调整保温措施，增减保温层厚度。

保温期间，因后续工作（如放线等）需要，必须揭开保温层，只宜局部进行，并在工作完成及时覆盖。

1.4高大模板施工中超重梁板的界定问题

依据《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》搭设高度8 m及以上，搭设跨度18 m及以上，施工总荷载15 kN/m2及以上，集中线荷载20 kN/m及以上，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程。四种情形中，前两种客观形象容易理解，后两种分别是面荷载和线荷载，可操作性低，施工人员不容易掌握。把稍大的梁板当成超重梁板，或把超重梁板当成一般梁板进行模板搭设，错漏的情况时有发生。如果能够利用经验公式求出超重梁板的临界值、板厚及梁截面，就可以把施工图中的超重梁板一一找出来，有针对性的组织施工，避免留下安全隐患。

1）模板施工总荷载计算

设楼板厚度h，求解两超一大楼板临界值。施工总荷载设计值：

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

h=303 mm

板厚大于303 mm属于两超一大模板。

2）梁集中线荷载计算

设500宽梁，设梁高h，求解两超一大梁高临界值。

集中线荷载设计值：

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

梁的截面积大于1.045×0.5=0.522 m2的梁属于两超一大模板。

2　结语

施工过程的管理工作千头万绪，点多面广，要想“安得广厦千万间”还需要科学组织，精心施工，不断提高自身管理水平。管理技能也不是生来就有的，除了接受教育，还需在实践中不断总结和完善。

参考文献：

［1］危险性较大的分部分项工程安全管理办法.（建质［2009］87号）.

［2］GB 50496- 2009，大体积混凝土施工规范［S］.