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1、 浅谈超高层建筑钢管芯柱施工技术与质量控制 摘要：随着经济的不断发展，导致建筑工程与用地面积之间的矛盾不断扩大，一定程度上也推动了超高层建筑施工技术的推广和应用。与传统的施工技术相比，目前我国的超高层建筑钢结构的施工技术有了较大的进步，但仍然存在一定的问题。文章对超高层建筑钢管芯柱施工技术与质量控制进行了研究分析，以供参考。关键词：超高层；建筑钢管芯柱；施工技术；质量控制1前言高层建筑是未来建筑行业发展主要方向，在建筑施工技术创新发展的条件下，为高层建筑工程实施奠定了基础。施工技术水平决定了建筑工程施工质量，要想保障高层建筑施工质量，需要推进施工技术完善发展，使其能很好应用在各个施工环节，是高
2、层建筑质量提高的有效途径，进一步提升企业运营效益。2钢结构施工及钢筋施工对高层建筑质量的影响2.1螺栓预埋与检查验收钢结构施工技术选用合理与否对高层建筑施工质量有直接影响。在螺栓预埋环节，通常选用埋入式柱脚螺栓，在完成这一步骤后，可确定平面标高。在实际进行螺栓预埋时，关键在于平面基础轴线以及标高的确定，要求误差控制在允许范围内，保证螺栓预埋操作能为后续建筑施工的开展奠定基础。实际完成上述施工操作后，需要进入现场检查，检查施工实际与设计图纸是否一致，为后续施工顺利开展奠定基础。2.2吊装施工的质量控制在钢柱吊装环节，首先安装整个框架梁柱，之后安装楼板结构，遵循先主梁后次梁的安装原则，逐步完成钢结
3、构施工。为了保证施工质量，在首次吊装钢柱时，要求在预埋螺栓上设置保护层，避免吊装过程中造成螺栓损坏。调整钢柱位置时，应先确定好平面标高，根据设计图纸确定安装位置。另外，不同钢柱之间连接时要采用高强度螺栓，在位置调整完成后利用螺栓紧固。在钢梁吊装环节，在准备工作阶段需要检查牛腿处标高，确定安装位置。主梁安装前，需要借助扶手杆与扶手绳的作用，将主梁逐渐移动到设计位置，吊装完成后，将绳子和钢柱连接起来，用来保障施工人员安全。最后，进行钢结构焊接时，主要按照节点对称和结构对称的焊接方式来操作，实际焊接时，要认真清理和检查各层焊道情况，及时处理焊道表面缺陷，以便保障施工质量。例如，大部分施工单位在钢结构
4、焊接环节，都会安排经验丰富的施工人员，逐步完成焊接施工，根据梁柱安装情况确定焊接顺序，在完成顶层梁节点焊接后，依次进行底部梁节点和中间部分梁节点的焊接。2.3钢筋施工方法进行柱钢筋绑扎施工时，采取套柱箍筋、钢筋接长、设定箍筋间距线、拉筋、焊定位筋、设置垫块等工艺流程。为了保证钢筋位移量控制在允许范围内，通常在各施工层楼板平面标高上10cm设定卡位钢筋。同时要想确保柱截面尺寸符合设计需求，还应焊接定位筋。为了加大对墙截面尺寸、钢筋间距、保护层厚度的控制，还需要在每层楼板结构标高以上增设水平定位筋，钢筋定位架按照墙截面尺寸自制专用。3超高层建筑钢管芯柱质量控制3.1钢管桩卷边部分桩基淤泥层下直接到
5、达中风化粉砂岩，若设计沉桩要求过高或施工工艺控制不当，钢管桩将会发生卷边，而桩基卷边会令断面变形缩小，进而导致芯柱嵌岩段施工时，锤头无法穿出钢管桩或钻进困难。施工现场若遇到类似问题，一般采用更换冲击钻或水下切割的方式进行处理，处理费用较高、工期较长。同时，桩端头部若处理不当将直接影响芯柱嵌岩施工，进而影响整个工程质量。因此，施工过程中应尽量避免钢管桩卷边的发生。3.1.1主要原因1）贯入度要求过高；2）板端加强端不合理；3）沉桩施打过程中，垫块不均匀，导致钢管桩局部受力。3.1.2主要措施打入桩施工过程中，一般结合地勘资料采用“双控”标准，即高程控制为主、贯入度控制为辅。而相关规范或文献中未明
6、确给出贯入度控制标准，设计单位会结合地勘资料及相关施工经验在设计中予以明确。若贯入度要求过于严格，钢管桩段易出现卷边；若贯入度要求过低，沉桩质量不易保证，因此合理确定贯入度十分重要。钢管桩卷边的发生通常伴随着贯入度的突变，一般是由小变大，因此实际沉桩过程中，可通过贯入度变化初步判断钢管桩是否卷边，为下一阶段沉桩积累经验。发生卷边事故后，总结调整沉桩标准，接近或达到设计高程时，贯入度按不宜大于10mm击（锤击能量越大，此标准应适当加大）的标准控制，通过调整贯入度控制标准并精细化管理，后续施工中未发生钢管桩卷边事件。事实证明，合理确定桩尖高程及沉桩贯入度控制标准能有效预防钢管桩卷边。3.2钢管桩卡
7、钻3.2.1桩尖卷边施工过程中C-39、D-41发生卡钻事故，逐个分析钻渣及钻头提起后钻头磨损情况，发现其卡钻是桩尖卷边引起的，实际施工过程中应合理控制沉桩贯入度。3.2.2偏孔卡钻1）主要原因。基冲锤类型选择不合理。基岩冲击沉孔通常采用十字形锥形锤、圆筒米字形。嵌岩桩是在钢管桩内冲孔，锥形锤由于重力集中在锤底部而使得击打应力集中，因此，锥形锤对桩锤垂直方向的要求更高，但在沉桩过程中，若管桩的垂直度有偏差，加上基岩面存在倾角，桩底成孔方向与管桩轴线向就形成偏角，进而导致冲锤在桩尖处易产生偏孔导致卡锤。桩锤顶的转向环不灵活。基岩层较坚硬，因使用的桩锤锤高过大、且桩锤顶的转向环不灵活，会使桩锤沿着
8、锤齿部位形成轨道冲进，进而导致桩孔壁出现凸出，形成梅花孔。梅花孔处理不及时即发生卡锤现象。2）排除偏孔卡钻的主要措施。在斜桩嵌岩施工中，结合锥形锤和圆筒锤的优缺点对冲锤进行了改良，自制了圆筒锥形锤留圆筒锤的长圆筒（在成孔过程中可以起导向的作用，减少严重偏孔的出现），结合锥形锤头，加工制成圆筒锥形锤型。当发现梅花孔时及时调整桩锤锤高修孔，并向桩孔内回填块石至梅花孔顶面以上，检修好桩锤的转向环，然后低锤密冲，反复修孔。针对偏孔卡钻的原因，采用合理措施有效改善偏孔卡钻出现的可能性，后续施工中未发现卡钻事故。3.2.3主要预防措施1）桩机就位应稳定牢固且施工过程中不得发生倾斜、位移和沉陷；冲孔时，应放
9、置套筒，并在其上设置导向扶正器，已保证冲锤中心线与孔的轴线一致。2）冲击成孔时，遇有坚硬漂卵石，应采用中、大冲程，最大冲程不得超过3m，并应防止空锤和大松绳；冲击岩面遇倾斜、不平或圆面状孤石时，应先投入坚硬碎石或灌注混凝土，将表面垫平后再冲击转进。3.3预制芯柱嵌岩钢管桩（斜桩）钢筋笼偏心钻孔时，钻头在垂直向下的重力作用下为保证成桩质量，确保桩基钻进至设计高程时偏角及倾斜度满足设计及规范要求，结合现场实际情况，将钻头予以改进，在冲击钻头尾部增加导向钢管，且始终保持导向钢管在原钢管桩内2m以上，为了减少导向钢管与原钢管桩直接接触导致的磨损，在导向钢管外侧纵向等，孔轴线会成为抛物线，若不控制将影响
10、成桩质量或导致转头无法钻进。保证间距焊接6根螺旋钢筋。为解决预制芯柱嵌岩钢管桩（斜桩）钢筋笼偏心问题，若条件允许，管桩内采用冲击钻，嵌岩部分采用液压钻成孔方式，能较好地规避预制芯柱嵌岩钢管桩（斜桩）钢筋笼偏心问题。结束语：社会经济的快速发展使得社会对建筑行业的要求逐步提高，针对超高层建筑而言，其发展压力更加巨大。要想全面提升超高层建筑钢结构施工的效率和质量，就要在具体的施工过程中坚持基本施工原则，采用科学合理的施工技术，有效地规避各类施工风险，提高施工的安全性和有效性，保障整体施工质量，提升施工企业的经济效益和社会效益，促进建筑业的可持续发展。参考文献：1秦君.超高层建筑钢结构施工关键技术分析J.决策探索（中），2018（7）：40.2黄振邦.大跨度钢结构施工技术及BIM应用研究D.北京：北京建筑大学，2016.3罗晓勇.超高层建筑钢结构施工吊装技术J.中国住宅设施，2017（3）：38-39. -全文完-
