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南京青奥塔楼逆作法施工4个关键技术

筑龙施工2018-06-12 02:58:50

一、工程概况

南京青奥中心双塔楼及裙房位于南京市建邺区江山大街北侧,金沙江东路南侧,滨江大道南延段东南侧,燕山路南延段西侧,是集商业、办公、酒店为一体的综合性超高层建筑。地上建筑主要由两栋超高层(A249,塔B314m)酒店和商业办公建筑(建筑面积160 000m2组成;地下建筑共分为3层,主要为地下停车场、部分商业及设备用房。建筑效果图如图1所示。该工程先进行地下室-1夹层施工后,再开始上下同步施工,外框钢柱采用单桩单柱作为外框施工竖向支撑体系,核心筒通过在剪力墙内布置钢管柱作为地上核心筒施工竖向支撑结构。

二、主要施工技术

地下室采用全逆作法施工,施工难度大,技术要求高。确定施工方案时必须综合考虑结构特点、现场施工条件和施工工期等各种因素,并进行施工全过程计算机仿真分析,确保施工过程安全可靠。钢结构施工主要包括超长、超重倒插柱施工技术外框超大环板转运与安装技术复杂条件下厚板焊接与变形控制技术逆作法施工沉降变形控制技术4部分,采用的主要施工技术如下。

2.1超长(28m)、超重(63.7t)倒插柱施工技术

1)车间分段加工的原材圆管采用相贯面等离子火焰管材数控切割机进行相贯面切割下料。下料切割、坡口、精度控制均由计算机完成,精度误差不大于2mm

钢柱运至现场后,为了解决现场钢柱拼装自身垂直度的控制难题,在现场设置的胎架上进行拼装。胎架定位设置时,使胎架与钢柱接触面标高在同一水平面上,每根钢柱拼接开始前,会根据柱子分段变化重新调整支座的位置,并将支座调整到同一轴线和标高。钢柱就位以后,对两节钢柱进行预拼装,在钢柱表面拉设两道线以校准钢柱水平度,水平度控制在1/1000以内,满足精度要求后进入焊接工序。钢柱拼装调校如图2所示。

2)施焊前必须清除焊接部位及周边表面水份、氧化铁及油污等杂质;施焊过程中,若遇到短时大风雨,施焊人员应立即采用3~4层石棉布将焊缝紧裹,并在重新开焊之前将焊缝100mm周围处进行预热后方可进行焊接。同时,为防止焊接时焊缝出现层状撕裂,需要进行焊前预热以及焊缝后热处理,严格控制焊接顺序。

3)逆作钢柱的施工流程(钢柱拼装桩基开孔及钢筋笼下放侧斜管安装钢支架安装钢柱吊装钢柱轴线标高调整垂直度检测钢管柱矫正钢柱定位复测钢柱固定混凝土浇筑支架安装钢管混凝土浇筑。

4)为避免钢柱外侧栓钉挂住钢筋笼,确保钢柱顺利就位,将钢柱外侧栓钉采用通长钢筋连接起来。柱内外侧栓钉上通长连接钢筋布置分别如图3和图4所示。同时避免混凝土导管与管内栓钉挂住,影响钢柱垂直度,同样将栓钉连接起来。

5)逆作钢柱实时调垂控制系统

桩柱混凝土浇筑过程中,由于混凝土对钢立柱的扰动与冲击,不可避免地会影响钢立柱吊装时的垂直度,这也是一直制约逆作法进一步发展的障碍之一。鉴于这一技术“瓶颈”问题,结合以往调垂方法和施工各工况下的技术分析,采用先进的监测技术、传动装置以及人机交互等技术研制了一套逆作柱实时调垂系统,实现了混凝土浇筑过程中钢柱垂直度实时监测并实时纠偏调垂,其控制精度可达到1/1000该系统还具有操作简单、自动化程度高等特点。

调垂系统架分为上、下两个支架平台,支架下部平台用于支撑钢柱,同时设有4个千斤顶和4个螺杆,用于钢柱轴心对中调节和钢柱临时固定,调垂过程中作为支点;支架上部平台设有4个千斤顶和4个螺杆,用于钢柱垂直度调节和钢柱固定,调垂过程中作为力的作用点。钢支架顶部设置调节杆,与钢柱上部导向柱连接,用以辅助调节钢柱垂直度。

通过施工过程各工况下的计算分析,支承架设计为格构柱形式,如图5所示。

6)安装钢支架

场地硬化后钢柱安装前,先测量定位,确定钢柱的平面位置,然后在场地上弹出十字线,待成孔后,清理泥浆,并重新复核十字轴线,确保钢柱定位准备。由于钢支架是整个钢柱矫正的基础,因此钢支架的定位与是否牢固至关重要。在地面硬化完成后,在地面放出钢支架的定位轴线,钢支架安装精度控制在±5mm内;钢支架每个脚利用4M16膨胀螺栓固定。

7)钢管柱安装就位垂直度控制

钢柱对中以后,将垂直度监控探头放入侧斜管内,根据PVC管内的十字槽分两个轴向,每

0.5m采集一个数据,共采集80个数据,绘制出垂直度初始曲线,分析出钢柱的偏移量;再次将探头放入侧斜管内,实时监控,使用调整千斤顶或螺杆进行调校,直至确保垂直度满足小于1/500的要求,用上、下两道千斤顶和螺杆将钢柱固定。

8)混凝土浇筑的实时纠偏

在钢柱管内混凝土浇筑时,混凝土和泥浆返浆等对钢柱有一定的冲击作用,随时会影响钢管柱的垂直度。混凝土浇筑过程中,需进行次垂直度调整,分别为混凝土浇筑至钢柱前、人工填筑石子基本结束时。混凝土浇筑完成时$根据监控数据通过千斤顶或螺杆对钢柱进行实时微调,以使钢柱满足垂直度要求。

混凝土刚进入钢管柱时,最容易影响钢管柱的垂直度。因此,混凝土浇筑时,必须根据桩体的浇筑量计算充盈系数,准确判断混凝土进入钢管柱的时间,加强对导管的轻微晃动,使钢管柱内外压力保持平衡。需要指出的是,大的泥浆结块极易造成返浆不畅,从而在混凝土进入钢管柱时,使钢管柱偏位。因此,清孔时,必须确保桩孔内泥浆无大的结块。

2.2地下室外框超大环板安装转运与安装技术

外框牛腿由两个类L形的超大环板组成,大部分环板的尺寸为3200mmx2750mmx50mm,重达3.5t,如图7所示。

1)根据深化图纸中环板的标高,在柱上侧设环板定位线;用打磨机清理外框方柱焊接位置外表面上的浮锈、泥土等污物,保证环板焊接质量,如图8所示。

2)吊装前,对环板定位角度、标高、牛腿的标号、长度、截面尺寸、螺孔直径及位置、节点板表面质量等进行全面复核!符合要求后才能进行安装。

3)先用塔吊将钢梁由出土口吊装至相应层,然后采用5t叉车倒运至安装位置相应下方,最后采用采用5t手拉葫芦提升至设计位置,如图9所示。

三、复杂条件下厚板焊接与变形控制技术


焊接变形的控制及焊接残余应力的消减措施

钢柱与牛腿拼接过程中,由于板材较厚且有一端为自由端、单面坡口,因此焊接后容易出现熔池收缩产生拉力,导致自由端向上翘起。为防止出现上述焊接变形问题,在焊接前将钢梁或牛腿上表面与钢柱之间焊接斜向支撑,如图10所示。

四、逆作法施工沉降变形控制技术


沉降差控制措施

1)钢构件安装与焊接施工流程

大底板形成之前焊接顺序如何合理安排均关系到支承柱的不均匀沉降的大小,因此,同一塔楼所有地下室环板采用“跳仓法和对称法”的顺序安装和焊接。

2)在核芯筒钢管柱之间设置临时钢支撑

核心筒内钢管柱塔楼全逆作施工过程中,核心筒钢柱作为承担上部荷载主要受力杆件,在钢管混凝土柱两个相互垂直的方向增加交叉支撑(图11),增加支撑后有效地控制了钢管混凝土柱的计算长度,又使钢柱连成整体!能够有效地控制钢柱之间的不均匀沉降,支撑位于筏板混凝土内,浇筑筏板时不再拆除此部分支撑!直接浇筑在筏板内,又可减少支撑拆除及专用工作量,有利于现场整体施工进度。

3)钢构件安装与焊接施工监测

在逆作法施工和基础施工期间对地下管线、地下连续墙水平位移和沉降、支承柱沉降进行了跟踪监测;一般情况下每2天观测1次,上部结构施工一个楼层后一周内应每天观测,1次,各点高程均用二次闭合测量。若出现沉降差超过报警值时,立即采取措施。

(内容来自:逆作法工程中心)


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