超高层建筑部分逆作法钢管柱施工技术

超高层建筑部分逆作法钢管柱施工技术

田云雨

浙江大地钢结构有限公司浙江杭州311231

摘要：在横琴台商总部大厦项目地下部分逆作法钢柱施工中，为了钢柱施工方便及施工质量，从钢柱的下放、与桩基的连接、定位的控制、调整钢柱垂直度等关键措施进行了细化和应用，取得了良好的效果。

关键词：超高层；部分逆作法；钢支架设计及安装；钢管柱吊装及精度控制；测斜仪

前言

随着我国城市建设的迅速发展，建筑物不断向空中发展，与此同时，各类用途的地下空间和设施也得到空前的发展，包括高层建筑地下室、地下商业街等各种类型。要建设这些地下设施，就必须进行深基坑的开挖。但是传统顺作法，地下结构施工工期长，支护费用高，据统计地下深基础工程造价为整幢高层建筑总价20％～30％，其中基坑的支护费用约占工程总价的10％左右。其次，有些围护结构在整个地下室施工过程中只作为临时结构。

逆作法施工技术的应用，使得地下工程的安全性显著提高，可以大大节约工程造价，缩短施工工期，防止周围地基出现下沉，具有很大的发展前途和推广价值。

1工程概况

本工程为横琴台商总部大厦项目，是一幢集酒店、商业、办公楼于一体有台湾特色的大型综合建筑，地下4层、地上32层，主体结构由钢柱、钢梁、钢板剪力墙而组成，是一幢全钢结构建筑。

基坑平面约8000平方米，地下室底板标高-17.1米。地下室采用部分逆作法施工，其中裙房的地下室部分采用逆作法施工，塔楼框架柱、梁及核心筒钢板剪力墙采用正做法施工。逆作法施工区域主要包含63根截面为φ800x20-φ1000x20圆钢管柱和1根截面为1000x30箱型柱。

2钢柱逆作法施工

2.1工艺原理

现场工程桩成孔（直径1.4米）并下放钢筋笼后，在桩孔周边浇筑支架平台并安装支架，裙房地下室钢管柱（长度21米）采用履带吊从现地面沿桩基孔吊装至设计标高，然后通过千斤顶或螺杆调节钢柱的中心位置，中心偏差控制在5mm以内，中心定位后使用千斤顶和螺杆将钢柱固定，最后进行桩及钢管柱混凝土的浇筑。

2.2钢支架设计与安装

1）支架设计

桩孔直径为1.4米，支架平面尺寸按照2.25米x2.25米，高度为1.8米进行设计及计算，得出支架的立柱采用截面为HM200X150X6X10、横梁采用截面为HM200X150X6X10、斜撑采用截面为L75X6，材质均为Q235B。

2）支架安装

待工程桩成孔下放钢筋笼以后，重新测设出钢支架的位置，中心误差控制在5mm以内，根据定位安装钢支架，在支架下部平台上测放出钢柱就位中心线，并在相应位置进行标识，确保其定位正确。同时支架设有4个千斤顶和4个螺杆，用于钢柱轴心对中调节和钢柱固定。

2.3逆做钢柱施工

1）通过工况分析可知，150吨履带吊满足逆做区钢柱吊装要求，根据现场桩施工顺序，履带吊将钢柱由现地面沿桩基孔吊装至设计标高，为避免钢柱外侧栓钉或混凝土浇筑导管挂住钢筋笼，确保钢柱顺利就位，将钢柱外侧栓钉采用通长钢筋连接起来。

2）为方便对钢管垂直度调节，需在钢柱顶部加设导向柱，导向柱长2米。

3）垂直控制系统采用测斜管测量钢柱垂直度，钢柱吊装前，将测斜管设置在钢柱的侧表面，长10米，距钢柱柱顶1米处开始设置，测斜管内设有垂直感应探头。

4）测定支架下部标高，通过钢柱上焊接的托板调整钢柱标高。

5）钢柱吊装以后，使用全站仪测量钢柱中心，通过千斤顶和螺杆调节钢柱的中心位置，中心偏差控制在5mm内，中心定位后使用千斤顶和螺杆将钢柱固定，完成钢柱内包混凝土的浇筑。

3关键施工技术措施

3.1导向管设置

本工程有64根钢柱采用逆作法，倒插深度约为21米，为方便对钢管垂直度调节，需在上述钢柱上方增加导向柱，导向柱长2米（导向管设置如图1所示）。

图1导向管设置

3.2测斜管布设

垂直控制系统采用测斜管测量钢柱垂直度。钢柱吊装前，将测斜管设置在钢柱的侧表面，长10米，距钢柱柱顶1米处开始设置，测斜管内设有垂直感应探头。测斜管采用专用环箍固定，每隔1米布置一道环箍，测斜管安装（如图2所示）保证与钢管柱表面与钢管柱轴心平行。

图2测斜管布设

3.3柱垂直度调整及固定

柱吊装以后，使用全站仪测量钢柱中心，通过千斤顶或螺杆调节钢柱的中心位置，中心偏差控制在5mm内，中心定位后使用千斤顶和螺杆将钢柱固定（如图3所示）。

图3柱垂直度调整及固定

将垂直度监控探头放入测斜管内，分两个轴向，每0.5米测两次采集一个数据，共采集40个数据，绘制出垂直度初始曲线（如图4所示）。再次将垂直度监控探头放入测斜管内，实时监控，根据初始曲线判断出钢柱偏移量，调整千斤顶或螺杆进行调校，直至垂直度确保满足小于1/500的要求，并用上下两道千斤顶和螺杆将钢柱固定。

图4测斜数据

4结语

综上所述，通过本案逆做区钢柱的工程实践，在节约成本、控制造价、技术创新、安全可靠、施工可行等方面得到了较好的实践。其中钢支架、导向管、测斜系统的设计与周转使用保证了施工质量、工期，同时具有较好的经济效益，为建设工程逆作工艺的进一步探索提供了新思路，具有推广价值。

参考文献：

[1]JGJ432-2018建筑工程逆作法技术标准[S]

[2]罗哲，王占奎．南京青奥中心工程钢管柱施工技术[J]．施工技术，2013（5）：104—1O6．

[3]丁惟峰．逆作法中的钢管柱调垂固定工艺[J]．建筑施工，2013（8）：713—7l5．