超高層建筑施工中的結構問題周建龍華東建筑設計研究總院

2015年10月主要內(nèi)容灌注樁基施工質(zhì)量基礎厚底板鋼筋施工鋼板剪力墻焊接和螺栓連接豎向變形差異控制頂模系統(tǒng)施工過程驗算一、灌注樁基施工質(zhì)量超高層樁基施工特點1）單樁承載力較高；2）大多采用后注漿技術，提高單樁承載力，控制樁端沉渣引起的變形。3）單樁入土深度長，樁基施工質(zhì)量控制要求高；4）單樁承載力往往由樁身強度控制，混凝土強度等級高可能存在的問題1）樁端沉渣厚度（取芯后原型畢露）；2）樁身混凝土質(zhì)量；1、新技術及新樁型的采用（如根植樁，干法施工，新型注漿手段）2、新型及可靠檢測手段的采用思考二、基礎厚底板鋼筋施工超高層樁基、底板特點1）單樁承載力高導致樁身縱向鋼筋含鋼率較高，縱筋密度；2）為提高地基承載力，往往樁基采用梅花型布樁；鋼筋施工更加困難3）基礎底板較厚，基礎底板鋼筋直徑較粗。4）上部剪力墻鋼筋排列方向有可能與底板鋼筋不一致基礎底板施工可能存在問題1）斜平面向布置的豎向結構構件（如剪力墻、巨柱）縱筋，柱腳錨栓與基礎底板板面鋼筋的關系；2）鋼筋支架、錨栓支架與基礎底板鋼筋的關系。3）底板板底鋼筋與樁頂鋼筋相沖突；底板鋼筋支架柱或鋼板剪力墻支架圍護結構預留鋼筋接駁器的連接三、鋼板剪力墻施工順序鋼板剪力墻施工順序1）鋼板剪力墻分段高度與剪力墻豎向預留鋼筋機械接頭高度關系（一級接頭50%錯開）；2）剪力墻邊緣構件箍筋與墻身栓釘之間的關系（避免箍筋與栓釘平面位置重疊；否則需先施工箍筋，再插入縱筋）；鋼板剪力墻施工順序鋼板剪力墻施工順序約束邊緣構件豎向鋼筋綁扎約束邊緣構件箍筋拉鉤綁扎剪力墻內(nèi)側(cè)豎向鋼筋綁扎剪力墻內(nèi)側(cè)水平鋼筋綁扎鋼板剪力墻施工順序鋼板剪力墻施工順序剪力墻中部豎向鋼筋綁扎剪力墻外側(cè)水平鋼筋綁扎剪力墻中部水平鋼筋綁扎剪力墻外側(cè)豎向鋼筋綁扎鋼板剪力墻施工順序鋼板剪力墻施工順序套剪力墻拉筋(剪力墻拉筋施工工序同拉筋與鋼板的連接方式相關）剪力墻混凝土澆筑鋼板剪剪力墻墻分段段鋼板剪剪力墻分段段原則則1）保證穿穿孔箍箍筋，，分段段點處處的連連接板板不能能阻擋擋箍筋筋孔；；2）鋼板板墻分分段需需避開開鋼筋筋接駁駁器；；3）鋼板墻墻分段位位置需避避開對拉拉螺桿；；4）須考慮現(xiàn)場場塔吊的的起重量量；5）不能和爬爬升模架架桁架結結構沖突突。鋼板墻是是從頂模模架上方方吊入，，鋼板墻墻分段需需避開頂頂模桁架架和頂模模架上的的滑梁。。6）鋼板墻墻分段需需考慮構構件運輸輸和爬升升模架所所留孔洞洞。7）鋼板墻墻分段需需考慮結構構受力特特點（鋼板主主要受力力為豎向向受壓、、抗剪還還是伸臂臂加強層層可能還還存在水水平向拉拉應力））；8）鋼板墻墻分段需需考慮減少焊縫縫熱影響響以及由由于鋼板板面外剛剛度較弱弱引起的的焊接變變形。鋼板剪力力墻現(xiàn)場場連接鋼板剪力力墻現(xiàn)場場連接1）焊縫連接；；優(yōu)點：連接強強度高；缺點：現(xiàn)場焊焊接工作量大大；鋼板殘余應力力較高；鋼板焊接變形形控制要求高高。2）高強螺栓連連接；優(yōu)點：現(xiàn)場焊焊接工作量小??；鋼板殘余應力力較?。讳摪遄冃稳菀滓卓刂?；缺點：對于較較厚鋼板難以以達到等強連接；鋼板加工以及及現(xiàn)場安裝精精度要求高；；加勁肋現(xiàn)場拼接焊縫鋼板組合剪力力墻鋼筋裂縫縫控制核心筒混凝土鋼板板剪力墻裂縫控制措措施1）控制設置鋼鋼板墻體長度度,優(yōu)化鋼板墻的的布置；2）鋼板、栓釘釘約束；3）其他約束條條件（基礎底底板）；4）必要時對鋼鋼板進行預熱熱4）混凝土配比比與養(yǎng)護措施；5）墻體水平鋼鋼筋間距。僅核心筒外墻墻設置鋼板僅核心筒角部部設置鋼板優(yōu)化鋼板墻的的布置中部螺栓連接角部焊接連接接優(yōu)化鋼鋼板墻墻連接接方式式優(yōu)化鋼鋼板墻墻連接接方式式焊接連連接螺栓連連接核心筒筒鋼板板剪力力墻的的構造造拉筋連連接方方式1）與鋼鋼板邊邊構造造鋼筋筋網(wǎng)片片連接接；2）與鋼鋼板采采用鋼鋼筋連連接器器連接接；3）約束束區(qū)鋼鋼板局部開開孔穿穿過；；優(yōu)化鋼鋼板剪力墻墻鋼筋筋構造造巨柱配配筋方方式鋼板混混凝土土剪力力墻配配筋方方式不少于于4排鋼筋筋巨柱及及核心心筒墻墻體配配筋要要求伸臂桁桁架連接節(jié)節(jié)點的的處理（（焊接或或螺栓栓連接接）伸臂桁桁架連接節(jié)節(jié)點的的處理（（焊接或或螺栓栓連接接）核心筒筒巨柱柱伸臂桁桁架環(huán)帶桁桁架核心筒筒伸臂桁架架≤1500深圳平安武漢綠地中心心巨柱核心筒伸臂桁架架2590伸臂桁架與與核心筒筒連接節(jié)點焊縫第三三方檢測測的必要要環(huán)帶桁架架連接節(jié)節(jié)點的處處理（焊接或螺螺栓連接接）環(huán)帶桁架架柱與核心心筒豎向向變形差差異的控控制方式式控制封閉閉時間控制構件件應力伸臂桁架架連接節(jié)節(jié)點的處處理南京綠地地紫峰減少施工工期間豎豎向構件件變形差差異的措措施彈性豎向向變形差差；鋼筋混凝凝土收縮縮徐變豎豎向變形形差；基礎盆式式沉降豎豎向變形形差。頂模系統(tǒng)統(tǒng)頂模系統(tǒng)有有效提高核核芯筒施工工速度1）頂模系統(tǒng)統(tǒng)高度與施施工工序（（鋼結構施施工、土建建施工）2）頂模系統(tǒng)與與伸臂桁架架的關系3）頂模系統(tǒng)與與塔吊系統(tǒng)統(tǒng)的關系（（塔吊形式式、頂升方方案）4）頂模系統(tǒng)設設計考慮核核芯筒內(nèi)部部鋼結構樓樓面構件吊吊裝。5）頂模系統(tǒng)對對核心筒混混凝土墻體體的影響（（砼齡期、、單片墻肢肢的穩(wěn)定））頂模系統(tǒng)與與伸臂桁架架的關系伸臂桁架與與核心筒角角部連接節(jié)節(jié)點的施工工頂模桁架核心筒主塔吊主塔吊頂模桁架伸臂桁架節(jié)點核心筒頂模與伸臂臂桁架的相相對關系900mm因頂模桁架架桿件之間間間隙較小小，鑄鋼件及及鋼板節(jié)點點總寬度超超過桁架間間隙，無法法從桁架上上部進行吊裝。1800mm1200mm鑄鋼節(jié)點焊接鋼板節(jié)節(jié)點頂模與伸臂臂桁架的相相對關系頂模新增開口位置，吊裝完畢后再進行封閉鑄鋼件吊裝鋼絲繩穿過桁架空隙鑄鋼件從桁架下部平移就位原拆除構件上焊接臨時連接板，利用臨時螺栓進行恢復頂模設計時未未考慮主體體結構的設設計特點，，使得頂模模桁架需進進行改造，，施工難度度增加，且且存在施工工風險。施工組織應應做到設計計施工一體體化頂模改造頂模開合機機構高適應性可變變機構研究究與設計——開合機構設設計在鋼框架角角部設置開開合機構，，當核心筒筒施工至伸伸臂桁架層層時，整體體或局部打打開鋼框架架角部架體體，以便核核心筒施工工。巨型桁架的的施工驗算算施工驗算必必須非常注注意施工工工況。1）卸載時巨巨柱實際施施工狀況；；2）卸載時轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換上部結結構的荷載載情況。中部核心筒筒與下部核核心筒的轉(zhuǎn)換施工連接梁采用用螺栓連接接傳統(tǒng)方式：：每區(qū)設置置轉(zhuǎn)換桁架架部分懸掛結結構的施工工改進方式：：隔區(qū)設置置轉(zhuǎn)換桁架架轉(zhuǎn)換桁架的布布置新消防規(guī)范實實施后，每個個避難區(qū)之間間的層數(shù)減少少至10層。次框架施工采用設置臨時時支撐（沙箱箱）的形式，，實現(xiàn)懸掛結結構的施工））豎向受力單元元（下托式）豎向受力單元元（下托+上掛式）部分懸掛體系系的施工為了防止轉(zhuǎn)換換大梁處應力力過大，要求求77層處20根箱型次柱預預留，等主體體結構封頂，，77層以上外框結結構與第五道道環(huán)帶桁架形形成倒掛體系系，且外框沉沉降變形趨于于穩(wěn)定后方可可安裝。77層后裝段第五道環(huán)帶桁桁架77層以上荷載傳傳遞至第五道道環(huán)帶桁架形形成倒掛體系系。沙箱布置：根據(jù)施工模擬擬計算結果得得出柱腳最大大反力及相對對位移值，在在轉(zhuǎn)換大梁及及后裝段處對對稱均勻的布布置沙箱卸載載裝置。轉(zhuǎn)換大梁安裝裝支撐胎架沙沙箱卸載裝置置平、立面布布置圖高空大噸位、高精精度卸載技術術每部轉(zhuǎn)換大梁梁支撐胎架上上設置沙箱卸卸載裝置5組（14套），共56套。后裝段支撐胎胎架頂部每根根豎向小立柱柱兩側(cè)各設置置砂箱卸載裝裝置一組，每每組2套，每側(cè)胎架架上設置5組特殊鋼結構安安裝及復雜內(nèi)內(nèi)力分部調(diào)整整技術巨型柱構造巨柱構造：栓釘?shù)脑O置（（內(nèi)部板件、、外部板件，，節(jié)點區(qū)域））；流淌孔、透氣氣孔的設置；；縱向鋼筋的配配置（減小混混凝土收縮、、徐變）巨型柱混凝土土密實度檢測測巨柱混混凝土土密實實度檢檢測：：敲擊法法（比比較粗粗糙））；鉆孔取取芯超聲波波檢測測法（（局限限性，，價格格貴，，如何何判斷斷檢測測結果果）；；壓電陶陶瓷檢檢測法法（價價格貴貴，需需預埋埋元件件）；；模擬柱柱的試試驗。。鋼管混混凝土土柱組組裝焊焊縫建議管管混凝土土柱組組裝焊焊縫采采用以以下方方案：：橫向焊焊縫均均采用用全熔熔透（對對接焊焊縫））；縱向外外部焊焊縫采采用全全熔透透；對影影響響較較小小的的縱縱向向內(nèi)內(nèi)部部焊焊縫縫可可采采用用部部分分熔熔透透形形式式。對于于尺尺寸寸較較大大鋼鋼管管混混凝凝土土柱柱內(nèi)內(nèi)部部設設置置鋼鋼筋筋籠籠，，增增加加內(nèi)內(nèi)部部混混凝凝土土的的延延性性。。巨型柱混混凝土密密實度檢檢測巨柱混凝凝土密實實度檢測測（足尺尺模擬柱柱）：巨型柱鋼鋼結構吊吊裝巨柱鋼結結構制作作安裝：：鋼結構制制作安裝裝關鍵因因素鋼板尺寸寸；塔吊起重重重量；；運輸條件件限制；；巨柱鋼結結構分段段方案水平分縫縫豎向分縫縫巨型柱節(jié)節(jié)點鋼結結構分段、施施工流程程巨型節(jié)點點施工鋼結構制制作；鋼結構分分段、吊吊裝；鋼筋混凝凝土施工工。施工塔吊吊的布置置施工塔吊吊的布置置（外掛掛式）南北兩臺臺ZSL2700施工塔吊吊；東西兩臺臺ZSL1250施工塔吊吊；均為外掛掛塔吊；；施工塔吊吊的布置置施工塔吊吊的加固固方案外墻厚度度900～1400mm，采用加加強墻體體配筋的的形式。。外墻厚度度400～700mm，增加加加固桿件件，避免免墻體平平面外受受力。塔吊布置置形式的的建議（（塔吊拉拉壓桿與與內(nèi)墻對對齊避免免墻體平平面外受受力）加固桿件件加固桿件件施工塔吊吊的布置置施工塔吊的布布置（內(nèi)扶式+外掛式）外掛ZL380施工塔吊；內(nèi)扶M760DX施工塔吊；施工塔吊的布布置外掛塔吊采用用ZL380，墻體平面外外受力較大，，設置了水平平內(nèi)支撐；水平內(nèi)支撐的的剛度應與墻墻體平面外剛剛度匹配；施工塔吊的布布置外掛塔吊支撐撐架后側(cè)增加加轉(zhuǎn)換構件，，使塔吊連接接點與主體結結構內(nèi)墻對齊齊，減少主體體結構加固工工作量。轉(zhuǎn)換構件施工塔吊的布布置由于塔吊在施工過過程中長期使使用，受偶然然因素的影響響較多，應對對塔吊支撐點點上下樓層范范圍內(nèi)的混凝凝土與鋼筋、、塔吊支撐構構架中主