林雪勇

（福建九鼎建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 廈門 361000）

在新時代背景下，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，為了節(jié)省土地資源、提高利用率，超高層建筑迅速發(fā)展，并且規(guī)模越來越大。超高層建筑對施工技術(shù)的要求比較嚴(yán)格，而且對材料結(jié)構(gòu)等也提出了較高要求。為了保證超高層建筑的穩(wěn)定性和安全性，需要積極應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)提高超高層建筑的施工質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)包括很多，如前期準(zhǔn)備中應(yīng)用的施工技術(shù)、測量技術(shù)、焊接技術(shù)、預(yù)變形控制技術(shù)、實(shí)時監(jiān)控技術(shù)等。本文針對這些關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討，并分析了如何發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，提高工程質(zhì)量。

1 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展迅猛，涌現(xiàn)出了大批具有一定規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)。如今，我國鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)總數(shù)已經(jīng)發(fā)展到幾千家，年產(chǎn)量在10 萬t 以上的企業(yè)數(shù)量不斷增加。除此之外，很多鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的經(jīng)營管理能力、生產(chǎn)技術(shù)水平、裝備水平等都與國際水平?jīng)]有多少差距。這些企業(yè)依靠計算機(jī)強(qiáng)大的計算能力和專門的軟件完成設(shè)計、制圖和放樣等工作，承擔(dān)了我國很多國家級工程的鋼結(jié)構(gòu)制造，如大跨度房屋結(jié)構(gòu)、超高層建筑、巨型水壩閘門、大跨度橋梁等。在市場機(jī)制下，雖然很多中小型規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)加工企業(yè)年產(chǎn)能力不足1 萬t，但是，他們具有獨(dú)特的優(yōu)勢，能夠在一定程度上彌補(bǔ)大型加工企業(yè)的不足。雖然我國鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)在發(fā)展過程中實(shí)現(xiàn)了加工方向、規(guī)模和體制的多樣化發(fā)展，但如今卻面臨生產(chǎn)能力無法完全發(fā)揮、惡性競爭、相互壓價等問題，供需差距較為明顯。

2 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)的框架質(zhì)量較輕，因此，可以有效提高施工速率。鋼結(jié)構(gòu)本身具有較強(qiáng)的抗震效果和應(yīng)用空間，抗壓能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他建筑材料。在同一施工環(huán)境下，采用鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)可有效減少構(gòu)件面積，提升建筑空間應(yīng)用效果。鋼結(jié)構(gòu)與其他建筑結(jié)構(gòu)有一定的不同，鋼結(jié)構(gòu)施工并不需要搭設(shè)太多的腳手架，在工廠制作完成后可直接用于施工現(xiàn)場安裝。而且，超高層建筑中的鋼結(jié)構(gòu)模板可以直接采用壓型鋼板，不需要另外搭設(shè)支架，大大節(jié)省了施工時間，縮短工期的同時保證工程質(zhì)量。

在超高層建筑施工過程中采用鋼結(jié)構(gòu)并不會像其他工程一樣產(chǎn)生大量的施工廢料，而且即便是多余的邊角料也可以循環(huán)利用，可以說，鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)能性和環(huán)保性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他施工結(jié)構(gòu)。在可持續(xù)發(fā)展理念的要求下，我國積極發(fā)展綠色建筑對施工技術(shù)和施工材料等都提出了更高要求。鋼結(jié)構(gòu)本身就具有綠色環(huán)保優(yōu)勢，是未來建筑領(lǐng)域中的主要應(yīng)用結(jié)構(gòu)和研究方向，應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行超高層建筑施工不僅可以滿足人們對建筑外觀的審美要求，還能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。

3 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 前期準(zhǔn)備

前期準(zhǔn)備工作包括施工技術(shù)圖紙的審核和超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工組織計劃工作的審查。施工技術(shù)圖紙是一個工程項(xiàng)目開展的主要依據(jù)，在超高層建筑施工過程中發(fā)揮著重要作用，施工單位要重視施工技術(shù)圖紙的會審工作，確保施工技術(shù)圖紙符合本次鋼結(jié)構(gòu)施工要求。在會審之前，要組織相關(guān)人員就位并仔細(xì)審核施工技術(shù)圖紙是否符合本次工程的具體要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如施工工藝是否符合要求、施工設(shè)備選擇是否合理等，同時，還需要相關(guān)人員深入分析和了解設(shè)計意圖。

會審環(huán)節(jié)還需要組織施工技術(shù)人員參與其中，會審的同時將施工技術(shù)圖紙中的不足、漏洞、弊端等指出來，共同制定有針對性的解決措施，從而避免因圖紙問題而發(fā)生工程質(zhì)量事故，為施工順利進(jìn)行提供保障。

在鋼結(jié)構(gòu)施工組織計劃工作的審查過程中，施工單位需要加大控制力度，保證組織計劃的完整性，減少對工程質(zhì)量產(chǎn)生的不利影響。施工單位作為施工組織計劃的執(zhí)行者，還要為其提供指導(dǎo)性的理論思想。審查的同時應(yīng)確保組織計劃滿足施工技術(shù)管理體系的質(zhì)量要求，對一些特殊工序的施工人員應(yīng)保證其持證上崗。施工單位要重點(diǎn)檢查施工組織計劃中的時間安排是否合理，避免施工進(jìn)度被拖延。

鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有很多，如穩(wěn)定性較強(qiáng)、框架質(zhì)量較輕等，但是，該結(jié)構(gòu)也有一定的缺點(diǎn)，如耐火性較差、導(dǎo)熱系數(shù)較高等。隨著我國冶煉技術(shù)水平的不斷提高，大量耐火鋼投入生產(chǎn)使用，逐漸彌補(bǔ)了鋼結(jié)構(gòu)的這一缺陷。在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工時還要做好材料的選用工作，確保其綜合性能滿足要求的同時減少消耗的成本。一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)的造價約等于鋼材總費(fèi)用的40%、制作安裝費(fèi)用則大約為30%、防火涂料費(fèi)用大約為30%。

3.2 測量技術(shù)

超高層建筑的高度要高于其他建筑很多，在城市中是非常獨(dú)特的存在，但也會在一定程度上降低城市通視效果，并給施工測量工作帶來一些阻礙和困難。要想從根本上解決參數(shù)測量問題，則需要施工單位在測量環(huán)節(jié)積極應(yīng)用先進(jìn)的測量儀器，同時，改進(jìn)和完善現(xiàn)有的測量技術(shù)，從而保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時，施工單位要在滿足施工要求的基礎(chǔ)上科學(xué)選擇測量路線，進(jìn)一步提升測量工作的準(zhǔn)確性。在開展測量工作之前要先找準(zhǔn)測量基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)線和具體的測量位置，同時，還應(yīng)使用合理的測量方式滿足本次測量工作的要求。測量人員要根據(jù)超高層建筑的客觀條件，選定高層傳遞數(shù)值路線，按照要求滿足測量工作所需的條件。

測量工作人員不僅要具有較強(qiáng)的專業(yè)素質(zhì)，能夠正確使用各種測量儀器和設(shè)備，同時，還要擁有較強(qiáng)的責(zé)任心，對測量工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，從而保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。衛(wèi)星定位系統(tǒng)對建筑企業(yè)來說具有極大的應(yīng)用價值，在開展測量工作時，施工單位可利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)快速找到測量位置，提高測量工作效率。

3.3 焊接技術(shù)

在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中有多個焊接點(diǎn)，每個焊接點(diǎn)都需要科學(xué)使用焊接技術(shù)進(jìn)行固定，因此，焊接技術(shù)與超高層建筑工程最終質(zhì)量有著直接關(guān)系。超高層建筑本身規(guī)模較大，鋼結(jié)構(gòu)需要承載巨大的重量，焊接要求也更加嚴(yán)格，而且與一般建筑工程相比，超高層建筑的施工環(huán)境更加艱苦，導(dǎo)致焊接難度大大增加，選擇正確的焊接技術(shù)對鋼結(jié)構(gòu)施工來說極為重要，施工單位要明確焊接的順序，擇優(yōu)選擇焊接工藝，確保焊接工作高質(zhì)量完成。

常見的焊接順序是從平面擴(kuò)散到四周，按照指定的施工順序采用對稱的方式進(jìn)行焊接。施工人員要按照上層框架梁、壓型鋼板支架、下層框架梁、壓型鋼板支托這一順序完成焊接工作。

焊接過程中可采用氣體防護(hù)的方法來保護(hù)焊條，但是，要注意對氣體能量進(jìn)行科學(xué)控制。通過良好的氣體保護(hù)能夠在一定程度上大大增加鋼結(jié)構(gòu)的幾何精度，從而避免出現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)因焊接熱量出現(xiàn)變形的問題。

在焊接工作中要統(tǒng)一焊接手法，嚴(yán)格按照施工相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接，從而避免鋼結(jié)構(gòu)焊接表面出現(xiàn)裂紋或者焊瘤。完成焊接工作之后，施工人員要使用超聲波對一級、二級焊縫進(jìn)行檢測，通過焊接檢驗(yàn)工作保證焊接高質(zhì)量完成，有效提高超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。

3.4 預(yù)變形控制技術(shù)

在超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些平面不規(guī)則的結(jié)構(gòu)影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在安裝鋼結(jié)構(gòu)的過程中，這些平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)會在整體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生三維變形等問題，大大降低鋼結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性。為了避免出現(xiàn)這一問題，施工單位要積極應(yīng)用預(yù)變形控制技術(shù)并做好預(yù)防工作，提升鋼結(jié)構(gòu)施工過程的安全性和結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性。除此之外，在工程建設(shè)過程中常常會出現(xiàn)壓縮、變形、沉降等問題，這些問題需要施工單位充分利用預(yù)變形控制技術(shù)進(jìn)行控制。施工單位可通過應(yīng)用預(yù)變形控制技術(shù)全面了解鋼結(jié)構(gòu)的具體變化情況，并正確計算變形值。在此基礎(chǔ)上采取有針對性的預(yù)防解決措施解決鋼結(jié)構(gòu)的變性問題，幫助其恢復(fù)到原本的位置和狀態(tài)。

3.5 實(shí)時監(jiān)控技術(shù)

在超高層建筑施工過程中，施工現(xiàn)場的實(shí)際情況會隨著施工進(jìn)度的推進(jìn)而發(fā)生改變，因此，實(shí)際施工情況會與設(shè)計階段的仿真模擬結(jié)果有一定差距。為了保證鋼結(jié)構(gòu)施工順利進(jìn)行，確保施工安全，施工單位要積極應(yīng)用實(shí)時監(jiān)控技術(shù)。施工單位要采購足夠的監(jiān)控設(shè)備，并利用信息技術(shù)打造高質(zhì)量的監(jiān)控管理系統(tǒng)，針對施工過程中的各個階段進(jìn)行動態(tài)化監(jiān)控，幫助施工單位實(shí)時獲取準(zhǔn)確、全面的施工數(shù)據(jù)。施工單位則能夠?qū)⒌玫降男畔⑦M(jìn)行對比，了解實(shí)際施工情況與預(yù)期施工情況有何差異，如果差距較大，則需要及時進(jìn)行整改，提升鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證超高層建筑施工質(zhì)量。

4 超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)控測量

4.1 注重施工設(shè)備的選擇

施工單位要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況科學(xué)選擇施工設(shè)備。在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)高空吊裝施工作業(yè)時，主要使用的施工設(shè)備有門式起重機(jī)、起吊機(jī)等；在一些提升、旋轉(zhuǎn)、組件等施工環(huán)節(jié)中，施工單位則可以采用液壓千斤頂?shù)?。例如，在某超高層建筑工程的外框筒鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，綜合考慮了其實(shí)際施工情況和框架特點(diǎn)，因此，在選用主力起重設(shè)備時選擇了3 臺塔吊裝置用于鋼結(jié)構(gòu)的吊裝和就位施工，主要放置在外框筒的南北兩側(cè)。施工單位在考慮到框架的重量和本次施工進(jìn)度要求之后，應(yīng)用了2 臺履帶吊對不高于100m 的吊裝施工起到輔助作用，提高施工效率。施工單位通過科學(xué)選擇施工設(shè)備形成了一個完整的流水線，有效加快了施工進(jìn)度。

4.2 構(gòu)建安全操作體系

在超高層建筑施工過程中，施工單位需要在現(xiàn)場搭建一些臨時設(shè)施，主要起到固定框架的作用，達(dá)到臨時穩(wěn)定效果。而要想確保施工隊伍的人身安全和施工質(zhì)量安全，則需要施工單位根據(jù)規(guī)范要求構(gòu)建完善的安全操作系統(tǒng)。例如，某工程在鋼結(jié)構(gòu)施工過程中采用的主要施工方式為分段集中施工，但這樣會導(dǎo)致部分樓層的穩(wěn)固性降低，從而增加施工難度，無法保證鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且需要更多的登高施工作業(yè)。在施工時，施工單位要構(gòu)建安全的操作體系，并使用安全工字鋼起到一定的支撐固定作用。除此之外，還需要在外筒鋼柱中安置臨時穩(wěn)定裝置，從而有效提高鋼結(jié)構(gòu)施工的安全性。

4.3 做好氣象保障工作

建筑工程一般規(guī)模較大、工期較長，因此，在施工過程中難免會遇上惡劣天氣，如大風(fēng)、大雨、大霧等，給建筑工程尤其是超高層建筑的質(zhì)量帶來巨大威脅。超高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工年限一般為2.5 年左右，再加上樓層較高，施工隊伍在高層作業(yè)中很容易因雷擊發(fā)生安全事故，這就需要施工單位做好氣象保障工作，在施工之前和施工過程中積極與氣象部門溝通合作，掌握未來階段時間內(nèi)的具體天氣情況。如果出現(xiàn)異常氣候，則需要做好監(jiān)控和記錄工作。遇到大風(fēng)大雨等惡劣天氣，需要做好排水、防雨和防雷工作，避免鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量出現(xiàn)問題。

5 結(jié)語

綜上所述，在社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的大背景下，超高層建筑的數(shù)量會越來越多，這就對鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)提出了更加嚴(yán)格的要求。作為超高層建筑施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)施工不僅與最終的施工質(zhì)量有密切聯(lián)系，同時，也是建筑整體性能的基本保障。鋼結(jié)構(gòu)本身具有諸多優(yōu)勢，如框架質(zhì)量輕、穩(wěn)定性強(qiáng)、施工簡便等，受到了我國建筑行業(yè)的廣泛歡迎。針對鋼結(jié)構(gòu)施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，可以進(jìn)一步發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，這對提高超高層建筑施工質(zhì)量有重要意義。