張林濤,張亞飛
(中億豐建設(shè)集團股份有限公司,江蘇 蘇州 215152)
粵商大廈工程位于云南省昆明市官渡區(qū)紅河谷小區(qū)與銀海森林小區(qū)之間。本工程由1幢塔樓和裙房組成(最高約82.5 m)(圖1),總建筑面積約38 662㎡,其中地下部分建筑面積約12 062㎡,地上部分建筑面積約26 600㎡。結(jié)構(gòu)形式為22層支撐鋼框架結(jié)構(gòu),鋼柱底標高-5.90 m,鋼柱頂標高82.5 m??傆娩摿考s2 700余t。本工程的質(zhì)量控制重點為鋼柱垂直度及主體結(jié)構(gòu)整體垂直度。
圖1 粵商大廈整體效果
鋼柱的主要為焊接箱型柱(圖2,3),截面600mm×600 mm×22 mm,600 mm×600 mm×20 mm,500 mm×500 mm×25 mm,450 mm×450 mm×30 mm, 鋼梁為焊接H型鋼,截面為750 mm×300 mm×14 mm×25,600 mm×300 mm×12 mm×22,500 mm×300 mm×12 mm×20 mm 等,柱間支撐為 200 mm×200 mm×6 mm方鋼管,樓梯為150 mm×150 mm熱軋H型鋼。
(1)本工程的西南側(cè)為銀海森林小區(qū),東側(cè)為紅河谷小區(qū),北面為官渡區(qū)主干道日新路,整個塔樓距離現(xiàn)場四周圍墻僅有6 m左右,場地極為狹小,周圍的建筑物均為6~7層,高度約24 m左右,并無高層的建筑物可以供測量架設(shè)儀器使用,單節(jié)鋼柱的垂直度質(zhì)量是本工程控制的難點。
圖2 塔樓鋼柱布置
(2)由于塔吊起重量較小,鋼柱截面及板厚較大,鋼柱需要多次分段進行安裝。鋼柱安裝段數(shù)越多安裝過程中也越容易產(chǎn)生累積誤差,因此鋼柱整體垂直度的控制是關(guān)鍵。
根據(jù)施工經(jīng)驗,提出了兩種實施方案,即2臺經(jīng)緯儀校正法、全站儀校正法。方案比較分析見表1。
圖3 裙房鋼柱布置
表1 方案對比
通過對比分析,認為最佳方案為第二種,即采用全站儀校正法。
全站儀校正法的基本思路為:采用全站儀進行空間點的三維坐標定位,形成整個空間三維坐標系,在工地周圍建筑物屋頂選擇一個至高測量點,將坐標點引至屋頂,在平面布置圖中將所有鋼柱中心坐標標識出來,待鋼柱吊裝完成后,根據(jù)軸線位置來校正鋼柱。
在鋼柱校正前期的準備階段,項目部技術(shù)人員組織測量人員認真分析圖紙,建立適用本工程的建筑物坐標系,收集各鋼柱的中心坐標、每節(jié)鋼柱柱頂標高、鋼柱編號、截面大小及定位角度等相關(guān)信息,考慮鋼柱變截面等因素對坐標的影響等并建立數(shù)據(jù)庫,按照鋼柱分段所有的鋼柱中心坐標在平面中進行標識。
由于施工現(xiàn)場周圍并無高層建筑物可供測量使用,設(shè)置一個測量點無法完成所有鋼柱校正工作,項目部設(shè)置2個測量點,根據(jù)建筑物高度,15層以下將測量點設(shè)置在東側(cè)紅河谷小區(qū)屋頂。紅河谷小區(qū)屋頂高度約24 m,可滿足15層以下鋼柱校正工作,15層以上將測量點設(shè)置在對面航空小區(qū)屋頂,航空小區(qū)屋頂約50 m左右,可滿足15層以上校正工作。
鋼柱校正工作前期,根據(jù)鋼柱的分段,準確計算出每節(jié)鋼柱的柱頂標高,利用全站儀校正鋼柱時儀器讀數(shù)的Z值與鋼柱頂理論標高基本重合,考慮制作誤差,將標高的偏差控制在3 mm以內(nèi),采用傳統(tǒng)的鋼卷尺丈量的方法以及水準儀測量的方法進行復(fù)核,塔樓±0.000以上5層以下控制標高的引測采用鋼尺丈量的方法,鋼尺須檢驗。在塔樓一層將±0.000標高點引至每根鋼柱上,每節(jié)鋼柱校正完成后,5層以下采用鋼卷尺進行丈量來復(fù)合鋼柱的標高是否準確??紤]刀鋼卷尺的累計誤差,5層以上在每節(jié)鋼柱分段點層即7層、9層、12層、15層、18層、21層,屋面設(shè)置測量平臺,利用水準儀對鋼柱頂標高進行復(fù)核。
鋼結(jié)構(gòu)項目部技術(shù)人員會同總包人員在塔樓四個角設(shè)置沉降觀測點,測量人員定期對四角沉降情況進行監(jiān)測,并邀請有資質(zhì)的第三方進行沉降觀測,出具檢測報告,對于不均勻沉降,根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù),分析鋼柱頂中心坐標的變化,在下節(jié)鋼柱校正時做出調(diào)整。
鋼結(jié)構(gòu)項目部技術(shù)人員及時分析每一個單元安裝過程中鋼柱頂部軸線偏移的量和數(shù)據(jù),通過這些偏移方向和偏移量的分析,得出偏移產(chǎn)生的原因,分析的結(jié)果有利于調(diào)整和修正上一節(jié)鋼柱。
測量人員在安裝校正單節(jié)鋼柱時,做到鋼柱柱頂?shù)闹行娜緝x讀數(shù)與設(shè)計理論坐標重合,鋼柱的垂直度根據(jù)柱底中心的偏移設(shè)計坐標確定,校正鋼柱時將每個鋼柱坐標偏差值降到最小為止,每校正一根柱子將全站儀讀數(shù)記錄下來,全部校正完成后將數(shù)據(jù)整理匯總。
在高層的鋼框架結(jié)構(gòu)安裝過程中,鋼柱垂直度質(zhì)量的控制十分關(guān)鍵,這其中包含單節(jié)鋼柱垂直度及建筑物整體垂直度兩個方面,單節(jié)鋼柱的垂直度控制是整體垂直度控制的前提條件,而只有單節(jié)鋼柱垂直度控制到位了,整體的垂直度才能得到保證。主體結(jié)構(gòu)整體垂直度是施工質(zhì)量的最終體現(xiàn),它必須通過各節(jié)鋼柱安裝過程中的嚴格控制來實現(xiàn),待鋼柱安裝完若干節(jié)后,整體垂直度的復(fù)核尤為重要,待3節(jié)鋼柱安裝完成后,項目部對3節(jié)鋼柱整體垂直度進行自檢,自檢合格后,邀請監(jiān)理單位、總包單位利用傳統(tǒng)方法進行復(fù)核,這樣每三節(jié)柱復(fù)核一次,可整體完成后再復(fù)核一次,可確保主體結(jié)構(gòu)整體垂直度在允許偏差范圍之內(nèi)。
經(jīng)過8個多月的奮戰(zhàn),粵商大廈項目主體封頂,該項目的順利實施不僅取得了可觀的經(jīng)濟和社會效益,而且也為以后類似工程的實施提供了借鑒。