修玉凯 叶家宇 龚代禹 胡岛 刘卓越
中建八局第一建设有限公司，山东 济南 25000
摘要：传统的钢结构厂房结构施工是从首层由下而上逐层施拼装焊接，直至地上结构的封顶。实践证明这种吊装顺作法相对洁净厂房来说，具有施工工期长，无法提前断水、难以保障后续洁净包商按时进场对洁净室的施工等缺点，对于解决上述钢结构洁净厂房工程的突出问题，还是存在一定的局限和不足。为了更好的应对钢结构洁净厂房工程的突出问题，工程界通过不断总结和创新，研究出了逆作法施工工艺，基于此，本文主要对钢结构逆作法施工技术进行分析探讨。
关键词：钢结构；逆作法；施工技术
1、结构概况
项目结构体系为劲型混凝土框架结构+屋面钢结构桁架体系，地上4层、组合楼板混凝土结构，框架柱为箱型柱，钢梁为焊接H型钢梁。本文只介绍主体逆作法钢结构施工，基础筏板部分属于正常施工。
2、施工方案选定
因项目后续移交包商施工条件位置特殊，需要断水绝尘，为保证本项目施工顺利进行。因此本项目原组合楼板混凝土施工不能按原结构地上1～4层楼板依次进行，再实现钢结构屋面施工；又因项目工期节点紧，需严格把控设备搬入节点的按时性。在此前提下，项目最终讨论决定采用“逆作法”钢结构安装方式进行施工，即项目保留基础与筏板施工顺序，先进行1～4层支持区及回风夹道的钢柱安装，再屋面桁架结构的安装，待屋面桁架结构施工完成后进行屋面次梁吊装，4层MAU区域及屋面DECK板吊装随钢结构次梁吊装进度，待次梁吊装完毕后立即吊装该区域DECK板；屋面DECK铺设完成后继而进行施工屋面组合楼板混凝土、钢柱内混凝土顶升作业；待模板拆除后进行四层MAU机房层组合楼板混凝土及L20层、L30层结构施工。
3、施工工序
3.1钢结构洁净厂房基础筏板
综合考虑筏板施工、钢结构吊装及土建主体结构施工，建筑共计分为48个流水段，每个分区12个流水段。为保证筏板施工期间及时移交钢结构施工、钢结构吊装期间与土建施工不交叉作业，因此施工顺序均从中间向南北两侧推进施工。
3.2钢结构洁净厂房出土通道
建筑占地面积达76755平米，出土是否及时直接影响后续筏板及上部主体结构施工进度，因此在土方施工阶段在建筑内部设置出土通道，均采用砖渣进行铺设，宽度6m。由于建筑四周道路均已完成并形成环线，因此所有出土通道均考虑从厂房内铺设至东西两侧道路。
3.3钢柱脚加工及施工
建筑钢结构柱除中间区域外，东侧两侧回风夹道及四周钢柱均需埋入筏板内，因此为保证筏板施工进度，中间16个流水段（A1~A4、B1~B4、C1~C4、D1~D4）的钢柱脚在进场之前便加工完成，总包正式后立即组织该区域的钢柱脚进场，确保筏板施工进度。
3.4非钢柱区域竖向结构
钢柱吊装及屋面桁架拼装、吊装均采用履带吊在筏板上进行，因此为保证钢结构施工作业面需求，所有非钢柱区域的竖向结构（包括框架柱、剪力墙等）钢筋均不伸出筏板面，并在其钢筋顶部设置一级套筒，套筒上方铺设钢板进行保护。
3.5“逆作法”钢结构安装
图1 局部工程剖面
3.5.1钢结构施工整体部署
钢结构施工的思路为提前规划施工通道（包括材料运输通道、吊车形式通道等）、及时插入、由中间向南北两侧流水施工、中间穿插钢柱顶升和外包施工；中间 12 个流水段筏板混凝土浇筑完成，满足上车条件后便开始钢结构吊装作业。
3.5.2机械选型及桁架拼装
合理配置塔吊、履带吊、汽车吊。塔吊进行屋面次梁吊装，300吨履带吊进行核心区屋面桁架吊装，200吨履带吊进行东西两侧辅助区屋面桁架吊装，80吨汽车吊进行钢柱脚吊装及屋面桁架地面拼装，80吨汽车吊进行回风夹道钢柱地面拼装，50吨汽车吊进行钢构件卸车，25吨汽车吊进行东西两侧前锋线钢柱间斜撑、次梁吊装及屋面次梁吊装。屋面桁架均在筏板表面进行拼装，然后进行整体吊装。
3.5.3钢柱安装
地上4层钢柱逐节安装、焊接，安装过程中必须严格控制新建钢柱轴线位置及标高。钢柱轴线偏差实测为1mm，垂直度偏差为2mm，符合相关规范要求。
3.5.4屋面次梁吊装
核心区内中间钢柱之间托梁单榀重量达80吨，钢结构桁架单榀重量约55吨，东西两侧辅助区钢结构桁架单榀重量约34吨，因此中间区域选用300吨履带吊进行吊装，东西两侧辅助区屋面桁架采用200吨履带吊进行吊装。
3.5.5屋面次梁吊装
屋面次梁单根重量最重约2吨，因此屋面次梁主要采用塔吊进行吊装，部分塔吊覆盖区域以外的钢梁采用汽车吊进行辅助吊装。
3.5.6 DECK 板吊装
4层MAU区域及屋面DECK板吊装随钢结构次梁吊装进度，待次梁吊装完毕后立即吊装该区域DECK板，均采用塔吊进行吊装。
3.6组合楼板混凝土施工
屋面钢结构吊装完成中间12个流水段区域时开始移交土建进行主体结构施工，首先进行钢柱内混凝土顶升作业，一次顶升至设计标高，然后开始进行外包混凝土及一层竖向结构施工，并依次往上进行二层板施工、二层竖向结构及三层华夫板施工。土建结构施工顺序为从中间向南北两侧推进施工。
根据架体资源情况，并为加快施工进度及确保华夫板表面平整度，一层均采用碗口架体，二层均采用盘口架体。
4、钢结构吊装分析
依据本工程情况，桁架采用散件运输，地面拼装整体吊装的方式进行安装。依据设计图纸及钢结构深化图纸，确定M轴托架、生产区桁架最大自重为81.5吨，起吊重量为820kN。采用300t履带吊（R=54m）对生产区桁架及M轴托架进行吊装，根据300t履带吊性能，履带吊在14m工作半径范围内吊重为88.3t，满足现场吊装需求。
同上确定辅助区桁架最大自重为35吨。采用200t履带吊（R=48m）对辅助区桁架进行吊装，根据200t履带吊性能，履带吊在20m工作半径范围内吊重为38.6t，满足现场吊装需求。
回风区域钢柱除柱脚外，筏板上钢柱因运输长度受限，分为两段运输至现场，回风筏板上钢柱及斜撑整体拼装后重约45吨，采用桁架闲置的300t或200t履带吊（R=48m）对整体拼装回风整体进行吊装，根据200t履带吊性能，履带吊在16m工作半径范围内吊重为51.7t，满足现场吊装需求。
5、结束语
本项目采用逆作法施工，安装钢柱过程中，上下贯通式安装洞口的尺寸将直接影响钢柱能否顺利安装，安装难度极大；由于室内无法满足大型起重机械的使用要求，因此钢梁的安装过程也十分复杂。通过采取本文介绍的施工方法，顺利完成了钢结构工程，取得了满意的效果。
参考文献
[1]盛春陵，李仁民等.逆作法中立柱调垂方法探讨田.岩土工程学报，2012.(34):
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[2]胡兴.新亚大厦深基坑半逆作法施工技术[J].施工技术，2011(40):90-97.