超高层建筑钢结构施工技术要点及质量控制措施

近几年，在超高层建筑的施工过程中，越来越多的施工单位开始使用钢结构施工技术。并且因为钢结构有着施工速度快、占地面积小、抗震性能好等优势，已经逐渐成为超高层建筑中最关键的组成部分。只有对超高层建筑中钢结构施工技术要点进行详细的分析，才能显著提升超高层建筑工程的施工质量，促进超高层建筑工程的发展与进步。

 

与传统的建筑施工技术相比，超高层建筑工程的施工技术要求更高。分析现阶段超高层建筑施工中常用的施工技术，发现钢结构施工技术的应用所发挥的作用最不可忽视。基于此，文章围绕超高层建筑钢结构施工技术要点展开了论述。

 

一、超高层建筑钢结构施工的施工特点与影响因素

 

1、施工特点

 

目前，在超高层建筑施工过程中，传统的混凝土结构的应用暴露出了很多弊端。在这种情况下，钢结构设计理念以及施工技术应运而生，并且在超高层建筑施工中表现出了非常突出的优势和特点。具体表现如下：

 

(1)钢结构施工虽然会使用非常多的构件，但是对于施工现场的用地面积要求并不高。

 

(2)钢结构的安装有着非常严格的标准，对于测量以及焊接工艺的要求也十分苛刻。

 

(3)钢结构施工质量容易受到自然条件、混凝土变形等因素的影响。

 

(4)如果施工现场处于交通要道，城市交通比较拥挤，那么受到各种因素的影响，施工难度会升高。

 

(5)在超高层建筑施工过程中，需要让专业的技术人员操作起重机。

 

2、影响因素

 

目前，钢结构在西方发达国家的超高层建筑中有着十分广泛的应用，相应的钢结构施工技术也比较成熟。但是，我国的超高层建筑工程钢结构施工技术的发展时间还十分有限，施工经验还不够丰富，再加上各种因素的影响，超高层建筑钢结构施工质量难以得到有力的保证。其中，对超高层建筑钢结构施工质量影响最大的因素，主要包含以下三方面。

 

(1)如果一个城市的用地面积比较紧张，那么在超高层建筑钢结构施工过程中，就很容易出现施工场地有限，但工程量较大、施工人数较多的现象，整个超高层建筑工程的施工周期都会被迫延长。

 

(2)如果施工现场的自然环境与气候条件比较恶劣，那么钢结构施工效率会受到影响，施工周期也会延长。

 

(3)超高层建筑钢结构施工质量还容易受到施工材料质量、施工机械设备性能、施工人员技术水平等因素的影响，只有不断地提升钢结构施工技术，才能够加强超高层建筑钢结构施工影响因素的控制，为超高层建筑钢结构施工质量的提升提供保证。

 

二、超高层建筑钢结构施工技术要点

 

1、施工机械设备的选择

 

在正式开始超高层建筑钢结构施工之前，施工单位需要先对工程设计进行详细的分析，然后再到达施工现场进行实地考察，结合自身的施工技术水平，确定后期施工过程中需要用到的各种施工机械设备。

 

(1)在超高层建筑钢结构施工过程中，应用最广泛的机械设备就是起重设备。一般情况下，为了保证超高层建筑钢结构施工过程的顺利进行，必须根据施工现场的实际情况进行吊装机械的选择与应用。通常，施工单位会优先选择塔式起重机，这是现阶段最受各大施工单位认可的起重机械设备。

 

(2)在钢结构施工过程中，还需要使用一些辅助工具，如履带吊、门式起重机等。这些辅助工具的主要作用就是在施工初期阶段，进行低空的起重作业以及钢构件的搬运。

 

(3)在超高层建筑钢结构施工中，还需要应用到双机抬吊、设置临时支撑胎架，确保满足钢结构整体升高、平移以及旋转等操作要求。

 

2、现场吊装技术

 

在超高层建筑钢结构施工中，针对现状吊装技术，需要注意以下几方面。

 

(1)加强埋件尺寸的控制。即按照原始轴线控制点和标高控制点，加密施工现场的轴线和标高控制点；当控制线测放出轴线之后，按照轴线进行埋件中心十字交叉线和标高控制点的测放。

 

(2)进行首节钢柱的定位。为了保证整个超高层建筑的精确度，必须对首节钢柱的精确度进行严格的控制，以基础轴线为参照，进行柱的中心线和标高基准线的标记，然后通过缆风绳对吊装进行调节。

 

(3)加强钢柱吊装技术的控制。与首段钢柱安装最大的区别是，上部钢柱的安装有着不同的柱脚连接固定方式。钢柱的上部设置了钢柱吊点，且有 4 个临时连接耳板；而下节钢柱的吊装，需要严格按照相关施工规范对顶面标高、轴线偏差以及钢柱扭曲值进行严格的控制；上节钢柱的吊装，需要对反向偏移回归原位的处理进行充分的考虑，逐节纠偏，加强累计误差的控制。

 

3、测量技术

 

由于超高层建筑工程的高度非常高，所以针对钢结构的测量存在一定的难度，尤其是在通视条件的影响下，测量数据的获取难度较大。目前，主要是通过 GPS 定位系统来完成钢结构的测量任务的，即利用 GPS 定位系统对测量基础网进行确定，然后再通过高精度的全站仪和空中三维坐标来定位钢构件。

 

4、焊接技术

 

为了保证超高层建筑钢结构的施工安全，施工现场一般使用栓焊连接，不仅焊接施工量较大，对于焊接质量要求也十分严格。但是，因为焊接施工以高空作业为主，且容易受到自然气候条件的影响，所以必须采取一系列措施保障施工人员的生命安全。

 

(1)结合钢材的特点科学地选择焊接方式。

 

(2)时刻关注当地的天气预报，根据天气变化来安排焊接施工。

 

(3)如果是高空焊接，那么要进行高空焊接平台和接火斗的设置，根据实际情况进行防雨棚的搭设。

 

5、预变形技术

 

在超高层建筑施工过程中，如果出现空间三维变形等问题，那么钢结构的稳定性就会受到严重的影响。所以，施工单位必须重视预变性技术的应用，通过科学的施工技术模拟施工构成，结合实验更好地了解各个节点的变化和变形值，以此为基础进行施工设计方案的修改与优化。施工单位可以根据实际情况调整钢构件的长度，或者提前对变形位置进行反向变形处理，确保钢结构施工成果符合施工设计方案的标准。

 

6、关键工序质量控制点

 

一般情况下，钢构件的质量控制工作主要集中在钢结构加工厂，需要严格按照以下流程进行：(1)对材料质量进行管理和控制；(2)对制作工序进行严格的检查；(3)出厂验收；(4)进场验收；(5)堆码和安装。

 

钢结构的安装质量控制主要集中在安装精度以及焊接质量方面，需要严格按照以下流程进行：(1)楼面放线；(2)吊装；(3)测量校正；(4)检验；(5)复测；(6)交验。

 

钢结构的焊接质量，需要按照焊接前、焊接中以及焊接后控制，控制重点在于三项指标：(1)外观一次性合格率；(2)无损检测一次通过合格率；(4)无损检测二次通过合格率。

 

三、超高层建筑钢结构施工质量的控制措施

 

1、对施工设计图纸进行严格的审核

 

在超高层建筑钢结构施工过程中，只有保证施工设计图纸的完整性，施工人员才能够根据要求有序地展开施工作业，推进施工进度。由此可见，对施工设计图纸进行严格审核在控制超高层建筑钢结构施工质量方面所发挥的作用。而要想对施工设计图纸进行严格的审核，需要注意以下几方面：

 

(1)严格按照国家规定和行业标准开展设计工作，确保施工设计图纸尅将建筑构造和内容清晰、详细的展示出来。

 

(2)邀请多部门的工作人员参与到施工图纸的设计当中，使其对施工图纸的设计提出有效的修改意见，确保设计出来的施工图纸具有较高的可行性，可以为后期的施工发挥指导作用。

 

(3)为了保证施工图纸设计的精细性，设计图纸中不仅要展现出超高层建筑的内部结构，还要突出其季节性内容。这样，就可以确保在后续施工过程中，施工人员彻底地了解施工人员的设计意图，并按照相关要求展开施工作业，否则一旦与设计人员的理念不协调，将会对超高层建筑钢结构施工过程的正确性与标准性产生影响，出现返工与整改的情况。

 

(4)当施工图纸设计工作结束之后，还需要经过专业设计审核部门的审核。需要注意的是，施工图纸的审核需要施工单位参与。只有这样，才能够及时发现施工图纸中的设计缺陷，并提前采取有效的解决措施。

 

2、加强钢结构构件生产质量的控制

 

钢结构构件生产质量对于超高层建筑钢结构施工质量有着决定性影响，所以必须对钢结构构件的生产质量进行严格的控制。

 

(1)钢结构构件的生产厂家应当对钢结构构件的生产原材料质量进行严格的把关，为钢结构构件的出厂质量提供保障。

 

(2)检验人员要详细的检查钢结构构件的外部质量，如果发现与质量要求存在差距，或者在运输过程中出现了变形，要及时进行修理。

 

(3)钢结构构件加工厂需要严格检查每一个加工环节，一旦发现问题就要及时上报、及时处理。

 

(4)监理单位要严格按照国家或者地方性规范来对钢结构构件的质量进行严格的把关。

 

3、加强施工全过程的监督与控制

 

在超高层建筑钢结构施工过程中，对施工全过程进行严格的监督与控制，对于施工质量的提升也有着积极的促进作用。因为整个超高层建筑钢结构施工有着十分庞大的工作量，需要花费很长的时间才能完成，而在实际的施工过程中，使用到的施工技术也不是一成不变的。每一个施工阶段都有可能出现问题，都有可能对整个钢结构施工质量产生影响，只有对整个施工工程予以高度的关注，才能够从技术、人员、材料、管理等方面进行严格的把关，全方位提升超高层建筑钢结构施工质量。

 

结束语

 

综上所述，在超高层建筑工程施工数量与施工规模越来越大的同时，钢结构施工技术的应用也越来越普遍。鉴于超高层建筑钢结构施工质量受到诸多因素的影响，只有对施工设计图纸进行严格的审核、加强钢结构构件生产质量的控制、加强施工全过程的监督与控制，才能够全方位提升超高层建筑钢结构施工质量，促进超高层建筑施工事业的发展与进步。

 

作者简介：杨文玮，男，高级工程师，研究方向：房屋建筑，市政工程。