浅谈超高层核心筒结构施工的质量控制

发表时间:2021/8/6   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:杨文菲 任文钰 付凯
[导读] 摘要:超高层建筑在我国发展至今,目前普遍采用外框架+内核心筒的结构形式。
        中国核工业华兴建设有限公司  江苏南京  210019
        摘要:超高层建筑在我国发展至今,目前普遍采用外框架+内核心筒的结构形式。本项目裙房以上为两座塔楼,其中一座建筑高度达200米以上,其核心筒结构型钢柱布置密集,钢筋规格大、间距小,穿型钢柱钢筋施工难度大,剪力墙截面大,超高压泵送,一次浇筑体量大。结合以上结构特点,对超高层项目的施工重难点及质量控制要点进行分析,并结合施工中遇到的问题为控制关键点进行论述和总结,提出了改进措施和较好的质量控制做法。
        关键词:超高层;核心筒;施工;质量控制
        引言
        在目前社会经济高速发展的情况下,土地资源减少,城市超高层项目成为首选的建筑形式,伴随着超高层施工技术的发展和应用,其建造质量如何把控,也将是我们实践和研究的课题。
        超高层核心筒主体结构,因涉及钢筋、模板、混凝土、钢结构等分项,建筑体量大,施工工序多、衔接紧,管理难度大。其施工质量也将受到管理水平的影响,比如,施工原材料的把控、专业班组的协调指导、自身项目团队的管理及各施工技术方法的应用和实施情况等。前期,项目也出现过材料的断供;班组质量意识差;技能水平难以提高;项目团队超高层施工经验不足;混凝土泵送堵管;混凝土强度上升慢;项目进度、质量难以保证等施工难题。
        对于以上前期出现的施工难题,通过项目交流学习,多次研究讨论和积极探索,并不断改进和完善,结合新技术的应用开展实施了多项纠偏措施和方法,使得项目管理水平得到了很大提升。
        1.工程概况
        兰州盛达金城广场项目总建筑面积217877㎡,由A塔楼、B塔楼和C裙房组成,其中两座塔楼均采用钢管混凝土框架—钢筋混凝土核心筒混合结构,A塔楼39层,高度176.10m,为5A级写字楼;B塔楼51层,高度212.40m,为5A级写字楼、五星级酒店和公寓式酒店的综合楼。核心筒剪力墙内型钢构件采用车间预制加工,现场拼装焊接的安装方法,钢筋混凝土核心筒外剪力墙结构采用液压爬升模板技术,并对其改进和优化后,使用“外爬内散”模板施工,实现了外围核心筒剪力墙和内部梁板同步施工。
        2.施工特点
        2.1施工重点
        1、建筑体量大,施工工序多,各工序质量较难控制,做好各工序交接是关键。
        2、超高层项目一般位于城市繁华中心地段,需确保混凝土供应及时连续,并成熟应用超高压泵送技术。
        3、核心筒型钢结构安装定位需准确,且有可靠的防偏移措施,确保焊接质量、结构受力符合设计要求。
        4、超高层核心筒高强度混凝土需有可靠的养护措施,确保强度满足设计要求。
        2.2施工难点
        1、建筑工人受教育程度不同,技能水平整体偏低,需持续开展相关培训学习,争取获得较好效果。
        2、项目管理团队年轻化,现场施工经验不足,针对超高层项目管理更是挑战。
        3、受建筑市场和整个环境影响,施工材料品种繁多、等级差异,如何保证材料质量至关重要。
        4、施工质量影响因素多,需做好整个施工全过程质量监督控制。
        3.质量控制措施和方法
        3.1进厂对原材料进行监督和把控
        核心筒型钢柱为主要的受力构件,其加工质量对现场安装及结构影响较为关键,多次派钢结构技术人员进驻钢结构加工厂,对钢结构监督制造,确保下料、组对、焊接、变形控制、防腐处理等工序措施到位,控制有效。
        3.2全面开展技能培训和反馈学习
        施工班组及工程技术人员的技术水平及质量意识,对整个项目的施工质量起到关键的作业。为实现项目的质量管理目标,对班组分工种定期进行技能培训,主要涉及技术标准、质量要求,并尽可能结合可视化的方式进行讲解,以取得较好的培训效果。日常结合样板引路制度,质量奖惩制度及班组技能比赛等多举措开展班组提升活动,为项目质量保驾护航。
        结合项目施工进展,制定年度培训计划,并按照计划对管理人员实施培训,培训可以是内部学习,也可聘请外部相关专业讲师。除此之外,针对超高层项目施工经验不足,组织到类似优秀项目参考学习,从施工管理、过程管控、组织协调、技术方案等方面进行学习,并加以消化和应用,逐步提升超高层施工管理水平,实现质量管理目标。
        3.3强化岗位职责实施小组责任区管理
        建筑工程施工是一项具有专业性强、质量要求高、安全风险高的综合性管理活动,其管理的好坏对国家经济建设、社会影响、公司营业、个人发展等都会产生不同的影响。项目管理虽有不同分工,施工、安全、质量、技术各岗位相互矛盾又统一,为避免相互推诿、扯皮、影响工程总目标的实现,结合项目特点实施小组责任区管理。
        根据项目情况,把整个现场划分为若干小组责任区,小组由3人组成,包含相应岗位人员。各岗位人员按照岗位履行职责,对照各项目标要求实施现场管理,并采取纠偏措施,确保责任区总目标的实现。各小责任区按照一定周期(月度、季度)对照完成情况进行考核评比,并纳入绩效考核。划分小组进行责任区管理后,形成了各小组间比学赶超的良好氛围,管理上更趋于全面,并促进了团队建设。
        3.4高强度钢筋直螺纹连接技术成熟应用
        核心筒剪力墙钢筋规格大、间距小,竖向受力钢筋全部采用剥肋滚轧直螺纹连接。钢筋端头使用砂轮切割机进行打磨,端头平面与钢筋中心线基本垂直,直螺纹加工后用环通规和环止规检验丝头直径,最后使用保护帽对丝头进行保护。
        现场推行精细化管理,钢筋递料、连接、力矩检测各环节施工分工明确,质量责任到人,劳动报酬与工程量和施工质量综合考核,有效的调动工人积极性,一次验收合格率大幅度提升。
        核心筒约束角柱箍筋规格大,且需穿过多个型钢柱,单根长度长,施工难度大。结合施工难度,对通长箍筋打断后采用直螺纹正反丝连接,降低了施工难度,保证了施工质量,最大程度发挥型钢和钢筋骨架的结构作用。
        3.5对钢构件安装实施监测定位,并采用有效加固措施
        核心筒结构截面大,型钢柱布置密集,其截面形式主要有H形、T形、十字形和I形,采用单一或两两组合的形式。结合现场进度安排、吊装能力、场地情况、结构变化等因素,型钢柱深化按结构层高分段,最高为三层分为一段柱,高度达11.7米。
        型钢柱安装定位采用两台经纬仪,在相互垂直方向同时调整垂直度,在焊缝位置通过每个端面的定位工装和千斤顶进行纠偏(如图1)并调整标高。若下层构件出现位置偏差,则校正调整时在垂直度方面加以消化,综合考虑其垂直度和定位问题,避免上层出现超差的情况。检测定位后紧固连接板上的所有螺栓,卸载千斤顶,待焊缝焊接完成后,切除定位工装。
        深化分段的型钢柱长度较长,刚性不足,为较好的控制焊接变形及钢筋混凝土各工序施工对型钢柱造成偏位,尤其是避免浇筑混凝土时的侧压力及扰动影响,在型钢柱监测定位后,除根部的紧固加固外,在上端采用L110×7角钢临时连通加固(如图2)。待施工至上端部位,安装上层型钢柱时再对角钢进行拆除。该方法可有效的控制构件偏位,不对钢筋绑扎、模板就位和混凝土施工产生影响,安装误差符合规范要求。
       
        图1:型钢柱定位工装实施效果  图2:型钢柱上端角钢临时加固
        3.6外剪力墙与内梁板一次施工,避免二次施工的质量缺陷
        按照核心筒外剪力墙结构及内电梯井布置情况,设计标准化爬升模板,适应其结构变化,确保实现一次施工到顶。在安全性、经济性等方面综合考虑,对超高层项目普遍采用的爬模施工技术进行优化,即核心筒外和内部电梯井整体爬升施工,内部梁板不做预留,相应的内墙采用散拼模板支设。同时,梁板结构采用脚手架钢管支撑架与剪力墙爬模同步施工。
        一次施工成型,减少了施工缝预留与处理的措施增加费用,避免了内部梁板二次滞后施工带来的交叉作业风险,极大的发挥了散拼模板的灵活性,从技术措施方面避免了质量缺陷的发生,为后续安装介入施工创造了有利条件。散拼模板体系与爬模相匹配,采用爬模系统标准化构配件进行加固,成型质量好。
        3.7高强度混凝土超高压泵送,浇筑措施到位,质量可靠
        采用车载泵+布料机的浇筑方式进行混凝土浇筑,配置SYM5161THB型超高压泵和超高压泵送管,选配耐高压管卡及其密封件。地面水平管长度根据总浇筑高度折算,确保满足技术规程中的长度要求,可结合现场情况,尽可能的加长布设,以保证有足够的阻力阻止混凝土回流。输送泵管采用地面支墩和墙面承托支架对其进行固定,以承受管道重量和泵送时的冲击力。
        确保混凝土供应连续,且到场后对塌落度、扩展度进行检测,并对混凝土入泵温度和环境温度进行监测。泵送过程中,需实时检查泵车压力变化、泵管有无渗水、漏浆情况以及各连接件的状况,发现问题及时处理。
        剪力墙内型钢柱和钢筋密集,混凝土采用手持振捣棒和墙面附着式振捣器进行振捣,按照施工方案分层浇筑,掌握好振捣间距和时间,确保上下层有效的结合,避免冷缝的产生,并在初凝前进行二次振捣。
        3.8探索核心筒结构“养护+除尘”自动喷淋系统并加以应用
        混凝土浇筑后,对梁板结构采取常规的养护措施,即覆盖保水保湿养护,能达到理想的养护效果。但对核心筒剪力墙结构,受上部结构施工影响及无可靠的覆盖措施,其墙面的保水效果不佳,养护工作耗时耗工,影响下方施工作业,并造成水资源的浪费。经项目全体人员集思广益、积极探索,决定在爬模上安装喷淋系统,共布置两层,可对核心筒剪力墙上下两层全范围实现连续性、不间断自动养护。同时,在爬模外侧再布置一圈喷淋管,与内侧的两层喷淋管配套使用,可对整个施工区进行降尘、除尘。
        使用核心筒结构“养护+除尘”自动喷淋系统后,核心筒剪力墙养护措施得到了很好的保障,满足了混凝土水化反应时对水的需求,确保了混凝土强度满足设计要求。且养护时持续的雾化水能保持墙面湿润、不易蒸发,能够较好的减少混凝土表面的收缩裂缝。同时,施工作业环境明显改善,周边空气质量有所提高。
        4.总结
        通过对本超高层核心筒施工的总结和分析,对关键施工活动提炼出了具体的预控措施,有效的保证了核心筒的施工质量,并在进度管理和经济性方面取得不同程度的实效。在取得理想施工质量的同时,提升了项目管理水平,提高了公司的竞争力,对类似超高层项目的施工具有很好的借鉴作用。
        参考文献:
        [1]JGJ107-2016,《钢筋机械连接技术规程》,北京:中国建筑工业出版社,2016
        [2]JGJ195-2010,《液压爬升模板工程技术规程》,北京:中国建筑工业出版社,2010
        [3]JGJ/T10-2011,《混凝土泵送施工技术规程》,北京:中国建筑工业出版社,2011
        [4]GB50204-2015,《混凝土结构工程施工质量验收规范》,北京:中国建筑工业出版社,2015
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: