全逆作法施工技术在钢结构超高层建筑中的应用

全逆作法施工技术在钢结构超高层建筑中的应用

李玉先

130683198209151061

摘要：为解决超高层建筑工程钢结构施工控制难度较大问题，文章以实际工程项目为例，分析钢结构全逆作法施工技术特点与难点，并提出复杂情况下施工技术要点。经工程实践表明，全逆作法施工技术能够降低钢结构超高层建筑施工难度。

关键词：超高层建筑；钢结构全逆作法；施工难点；安装技术

1工程概况

某地高层建筑项目，建设为结构高度约300m的超高层塔楼。据统计，钢结构用钢量总计约2.8万吨。塔楼外轮廓设计为梯形，工程整体结构形式设计为框架-核心筒结构。其中，工程核心筒结构采用全逆作施工技术。塔楼外框，是由20根100板厚变截面异形柱与巨型斜撑组成。桁架钢结构，项目塔楼共设置有三道加强层桁架，分布于21层、38层和58层，结构形式为H型钢与箱型构件。其余标准层结构组成包括外框劲性十字柱、核心筒劲性H型钢柱、H型钢梁以及劲性H型连梁，而裙房转换桁架则分布在结构的4～6层。桁架高度为11m，最大跨度为60m，构件形式为箱型。为达到工程建设预期，工程针对钢结构采用了全逆作法施工技术，以提高工程建设使用的安全可靠性。

2全逆作法施工难点分析

（1）地下室工程方面。对于超高层建筑工程来讲，采用全逆作法施工部位多为地下室，技术难点主要集中在技术要求高、施工操作开展环境受限。在着手施工前，需遵循综合性原则，考量操作过程可能出现的问题影响因素，包括项目设计要求、结构本身建设特点、施工场地环境、施工进度要求等。

（2）钢结构安装方面。与混凝土施工材料不同，钢结构施工材料具有同性均匀特征，需要严格按照施工规范及标准，并且对于测量以及焊接工艺的要求也比较高。使用钢结构时，需要进行实际情况的模拟分析，以确定其结果是否能够满足受力要求。具体就是运用有限元模拟分析方法，对钢结构处在复杂受力环境下的变形情况进行分析确定。并通过实施监控的方式，来为后续实际施工质量控制提供必要支撑。

（3）外部环境方面。钢结构施工易受到自然条件的影响，同时混凝土变形因素也会对其施工质量造成严重影响，且如果施工场地地处闹市区或交通要道，也会导致施工难度增加。不仅如此，钢结构超高层建筑施工高差大，需要配置专业技术人员负责操作起重机。经分析，钢结构施工需要将技术优化重点放在复杂环境下一桩一柱施工控制、定位器安装、钢管柱构架墙安装、钢梁安装与连接、柱接头焊接、压型钢板施工上。

3复杂情况下钢结构全逆作法施工技术

3.1一桩一柱施工技术

按照工程设计建设要求，一桩一柱钢管的垂直度，应设置在L/500以下。由于钢管柱处在地下，长度约30m。因此，施工场地条件确定为地上，且无法通过直接方式进行观测。对于钢管柱与钢筋笼穿插作业范围在3.5～4.8m之间，位于地下标高-26m以下，无法实现直接且顺利的插入施工作业。

此外，钢柱柱底处在钢筋笼环境内，且周边环境是泥浆护壁原状土，施工时无法利用设备对柱底面的平面进行准确定位。材料运输过程中容易受到不确定因素的影响，需要在制作厂中来完成钢柱多段加工处理，以降低运输失稳风险。当运输至施工场地后，就可组装实现结构一体化操作[2]。这样一来，不仅能够避免整体运输过程中的弯曲变形问题，还能从源头入手对倒插柱垂直度的控制效果进行严格把关。钢柱运输至钢结构施工现场后，需要对倒转垂直度进行控制。具体就是在拼装水平胎架时，利用测量系统进行实时监督控制。待其精度与设计使用要求一致时，才能着手下一道焊接工序的施工操作。焊接操作前，需要对钢结构构件本身与周边的杂物进行清除处理，并做好焊接施工前的预热与后处理工作。当焊接顺序按照既定规范要求，且排除杂物等干扰因素后，就能最大程度的保证一桩一柱施工技术的应用控制水平。

3.2定位器安装技术

在钢筋笼吊装完毕后，需要对定位器进行预埋安装处理。施工技术人员先要利用激光经纬仪将控制网轴线投射至桩井口压顶上，并经弹线进行标记。而后，利用水平仪，把控制标高引至桩顶面以下100mm的位置处，并用红色进行标记。采用线坠吊引轴线作用于桩护壁上，同时，采用大钢尺将定位器标高引至桩井的下护壁上。这样一来，就可确定定位器与调平杆的标高、位置[3]。

对于安装固定预埋件所需的钢板和定位器焊接所需的调平杆，这里的杆面标高，要低于设计标高2～3mm。为此，施工技术人员需要对调平杆上设置一个单向90°的纤维钢板块，以为定位器的准确吊装就位奠定基础。当定位器吊装就位完毕后，需要对轴线、标高进行报验复核，并按成验收手续等工作内容。质量控制方面，定位器预埋安装关乎工程钢结构的施工质量。因此，复核工作要覆盖安装的全过程。如发现误差超出设计要求，则要将数据反馈给工厂，用以及时消除误差。

3.3钢管柱构架墙安装技术

吊装施工前，需要按照建筑物控制网的轴线与高程要求，核定桩井轴线与标高。放出钢管柱构架墙的外壁边线后，借助10号槽钢与单向90°限位型钢进行焊接，以为垂直度控制提供便利。为提高吊装定位准确性，可对钢管柱弹出轴线方向进行标记。

吊装过程中，应先利用汽车吊，将钢管柱吊起来，对准桩井口轴线方向，摆正柱身缓慢下落。放置于桩井内部后，下口处套入定位器，上口处要与限位杆靠紧。初步定位完成后，就实现了临时固定工作。此吊装施工过程，需要利用经纬仪与水平仪设备对装置的垂直度与标高进行复核监控。当与设计使用要求一致后，才可着手桩井压顶预埋钢板的点焊固定施工处理[4]。

3.4钢梁安装与连接技术

吊装钢梁施工顺序，需要从柱顶开始向下，先后进行主梁与次梁的吊装。此过程，需要借助激光经纬仪对轴线精度进行监控。与设计要求一致后，方可利用普通螺栓连接梁与柱牛腿连接板。临时固定处理完毕后，能够使梁柱形成单元式空间刚架，以保证结构刚度效果。当柱接头焊接施工完毕后，就可着手钢梁连接施工处理。具体顺序，遵循自下而上，逐层处理原则。此过程，需要将原连接板施工的普通螺栓，调整为摩擦型高强度螺栓，以保证安装效果。当经初拧、复拧以及终拧等操作及高强螺栓拧紧完毕后，就可对钢梁与柱牛腿间翼缘板的焊缝进行焊接处理。

3.5柱接头焊接技术

为控制因热应变所带来的焊接变形影响，在焊接柱与柱接头过程中，需要采用对称同步阀来对钢管柱接头进行焊接处理。钢构架剪力墙与柱的接头焊接过程中，可先利用小电流长豆点焊形式，来完成墙柱内外侧形状与对角线的对称焊接处理。这里的点焊施工间隔应控制在150mm以内。当点固焊接作业完毕后，就可利用二氧化碳气体的保护焊方式进行打底焊处理，并用手工电弧焊来处理罩面。焊接施工的同时，经纬仪监控发现偏差或是不合理现象，要立即停止作业。而后，根据焊接变形情况，以合理施工顺序，借助液压千斤顶对接头部位的焊接效果进行调整[5]。或者，还可对水平风缆进行调节，以使垂直度误差控制在要求范围内。

4小结

综上所述，超高层建筑钢结构施工具有结构复杂、施工环节受限等特点。为节省建设资源，应结合实际情况考虑采用上下同时作业的全逆作法施工技术，降低钢结构安装、焊接以及连接等施工处理的难度，进而优化超高层建筑物建设使用的科学技术环境。事实证明，如此才能有效规避超高层建筑钢结构施工复杂问题所带来的负面影响，提高工程建设使用的安全可靠性。故此，应将上述分析内容与科研结果更多地作用于实践，以促进建筑行业从高速发展转向高质量发展的进程。

参考文献

[1]谭宇,黄涛,左朝晖,等.全逆作法在城市核心商圈的工程应用[J].建筑结构,2023,53(15):137-141+66.

[2]王江营,陈浩,周建发,等.“先封顶，后结底”全逆作法深基坑底板防排水系统施工技术研究[J].科技创新与应用,2023,13(16):178-181.

[3]张倩,刘晓敏,徐皓,等.超高层全逆作法施工关键技术与基坑监测[J].建筑结构,2022,52(S2):2771-2776.

[4]郑柯仔,杨诗琦,张潇.全逆作法地下结构快速施工技术与地胎模EVA隔离层的应用[J].安徽建筑,2021,28(12):58-59.

[5]谌柳谦.地上建筑与基坑面积占比大的全逆作法施工工艺研究[J].建筑施工,2021,43(11):2244-2246.

[6]陈浩,张明亮,陈维超,等.湖南旺旺医院(二期)深基坑全逆作法施工技术[J].施工技术,2020,49(20):76-79.

[7]黎光军.全逆作法地下室环梁钢筋的整体加工与安装工艺简析[J].安徽建筑,2020,27(09):48-49.