超高层建筑巨型型钢柱施工技术

赵作诗

摘 要：随着建筑业的不断发展，在超高层建筑中的施工技术逐渐成熟，超高层建筑在城市中不断涌现，巨型型钢柱的施工需求也变得越来越多。在型钢柱的箍筋以及拼装是施工中的重点，如何保证施工更加简单、接缝更加紧密、强度更好都是型钢柱施工中需要不断改进的方向。本文主要对于超高层建筑中巨型的型钢柱施工技术进行了简单的分析。

关键词：超高层建筑；巨型；型钢柱；施工技术；

随着土地资源的紧缺，建筑行业逐渐向着高层发展，高层建筑以及超高层建筑如雨后春笋般涌现。在超高层建筑的施工中，巨型型钢柱的施工一直是整体施工中的难点。在施工的过程中，拼接以及箍筋是施工中的重点环节，本文主要对于拼装式的全钢大模板施工进行了分析，证明了其相对于传统施工方式的优势。

1、型钢分类

型钢是一种具有一定的截面形状以及规定尺寸的钢材料，其形状多为条形，并且在实际的型钢使用过程中，其冶炼的方式不同，导致型钢的特点不同，按照冶炼方式不同，可以将型钢分为优质型钢以及普通型钢。

1.1大型型钢

在大型型钢中，又可以分为工字钢、扁钢、槽钢以及角钢等，这些大型的型钢都是通过热轧的方式进行施工的；但是在大型型钢中，不仅仅有热轧的冶炼方式，还有一些大型型钢是通过冷拉的方式进行制作的。

在大型型钢中，工字钢以及角、槽钢都是应用在工业建筑中，还有时候会结合金属结构共同进行施工，比如在工厂厂房以及电力铁塔以及桥梁等建筑中都多有应用。扁钢在主要是当做桥梁、栏杆等进行使用，主要应用于建筑工地以及车辆制作等方面。圆、方钢等则多是应用于机械零件以及工具制作中。

1.2中型型钢

在中型型钢中，工、槽、圆、扁钢的使用上，其主要用途与大型型钢中的型钢用途并没有什么区别。主要应用的制作方式否是通过热轧的方式进行。

1.3小型型钢

在小型的型钢中，扁钢、角钢以及圆/方钢使用以及加工方式同样与大型型钢相似。但是在小型型钢中的小直径的圆钢则主要是在建筑中当做钢筋来使用。

2、巨型型钢建筑施工难点

在超高层建筑的巨型型钢柱施工中，在地上超过27层，整体高度高于300米的建筑中，在进行施工的时候，如果塔楼的型钢柱是应用十字形的钢骨进行施工，并且在型钢柱的截面中，其尺寸设定为120厘米乘220厘米，则在型钢柱的箍筋以及混凝土梁的制作中，都十分的困难，不仅仅是建筑高度的影响，矩形柱重量以及尺寸都是施工中的难点。并且在型钢柱的建设中，连接也是施工中的主要难点。

3、型钢混凝土柱钢筋施工技术

3.1箍筋施工

在型钢柱的结构中，截面最大的区域为443厘米乘350厘米，最小的截面尺寸为110厘米乘110厘米。箍筋的需求是Φ16和Φ18，并且在施工中对于箍筋的间距需求设定在10厘米，箍筋中主要应用三道巨型的箍筋结合方式进行。

在巨型型钢柱的施工中，箍筋作为施工中的难点，其箍筋形式复杂，并且每一组的箍筋都是由多道不同的形式叠加组成的，以保证箍筋的紧密性，保证箍筋的稳定性。在箍筋的过程中，由于箍筋的直径较大，所以在箍筋的时候，弯曲半径可以得到4.5厘米以上，角度较为多变，所以在加工中难度较大，给施工造成了很大的困扰，导致箍筋的准确性确定相当困难。

弯钩平直段长度达到18厘米，极易碰到钢骨，甚至卡住钢骨。这些都增加了套箍的难度。钢柱截面型式为十字型，翼缘表面满布10厘米长的Φ19栓钉，栓钉间距20厘米。钢柱安装后，设置横向钢梁。无法从上向下套装箍筋，对安全、进度、质量等方面都有不利影响。

为了减少箍筋对于型钢柱造成的影响，在实际的箍筋中应用了U型箍筋模式，主要施工流程如下：

（1）在安装过程中需要不断测量柱的截面尺寸，防止出现截面变大变小的情况。上下箍筋的搭接位置需要错开。

（2）箍筋安装至主筋直螺纹接头位置时，主筋预留几根暂不连接，待箍筋安装完毕后再连接，防止由于柱主筋间距小，造成带弯钩的U型箍不能穿过。

（3）每安装1米高度的箍筋，要用线锤校正柱钢筋的垂直度，防止绑扎完毕后偏位无法纠正。

（4）梁柱核心区采用L型绑扎连接，穿过钢梁上预留箍筋孔，形成封闭箍筋。

3.2型钢柱竖向钢筋与钢梁交接处处理

抗剪钢牛腿将柱竖向纵筋挡住，不能穿过。采用主筋截断，附加纵筋加强筋的处理方法予以解决。

4、型钢混凝土柱钢模板施工

型钢柱截面尺寸大，中心设有十字形型钢，模板加固难度大。经多个方案的比较，最终采用大钢模板施工。钢模板采用50-120厘米尺寸拼装，适应了型钢柱的不用截面，做到了钢模利用的最大化。

4.1面板设计

面板采用0.6厘米厚Q235热轧钢板，竖肋及侧边框均采用12号槽钢；横筋采用8厘米宽1厘米厚Q235热轧钢条；组拼板间栓接连接固定成整体。

4.2外水平背肋结构

加固活动外水平背肋采用双道16号槽钢与组拼板固定，并在端部连接交圈。在柱模板四角的相应位置上布有斜拉螺栓。模板斜拉螺栓采用T36，外套φ40聚乙烯套管。这些斜拉螺栓与水平加强背肋连接，形成一环周封闭的拉紧结构。

4.3斜支撑系统

利用混凝土板预埋件架设两根斜支撑。对柱模的上部定位和进行倾角支撑。斜支撑杆采用中心定位的套管结构以抗撓抗压，保证稳固支撑。每根斜支撑杆由固定支撑杆和可调支撑杆组成支撑结构系统。靠支撑杆两端的正反螺纹实现支撑功能。

5、型钢混凝土柱混凝土施工

5.1混凝土配合比

由于型钢柱截面尺寸大，最大柱混凝土一次浇筑量达到45m3。混凝土水化热大，容易产生裂缝。强度要求高，混凝土平均强度应超过要求标准强度12MPa。因此对配比进行精心设计。配合比设计采用普通硅酸盐水泥，浑河中砂、碎石及JC-2泵送剂，掺加一定量一级粉煤灰及硅粉。JC-2泵送剂具有减水缓凝的功能，可以降低水灰比减少水泥用量，延缓降低水化峰值。粉煤灰可以改善混凝土泵送性能。采用90天强度为最终强度值，降低水泥用量。

5.2混凝土浇筑及养护

由于劲性柱中钢骨将柱身分成几个部分，因此在浇筑混凝土时必须分层下料，同时振捣时必须对称振捣，以防钢柱受扭。由于劲性柱身中有隔板，特别是梁柱节点处钢筋很密，因此，要求混凝土坍落度较大。坍落度18厘米为宜。型钢柱钢模板拆除后，立即采用5厘米厚聚苯板包裹并用塑料胶带粘接牢固。养护时间不少于14天。

6、结论

在建筑工程的施工过程中，型钢柱的顺利应用对于保证超高层建筑质量具有重要的意义。在型钢柱进行施工的时候，巨型型钢柱的施工难度更高，并且在施工的时候，巨型型钢柱的箍筋采取了U型的模式，在施工中，应用的模板使用超大型的模板进行拼装，可以适应不同截面尺寸的型钢柱施工需求。并且在施工中应用背楞及柱外四角的螺杆将所有模板连接为一个整体，很好地运用了对拉螺杆的优势，为超高层建筑中的型钢柱施工成功提供了有利的支撑。

参考文献：

[1]陈世华，蔡树臣，邱学勇，型钢劲性混凝土柱施工技术在超高层建筑中的应用[J].建筑施工，2012.

[2]桑嘉麟.超高层建筑巨型柱结构液压爬模施工技术[J].建筑施工，2011.