某建筑综合体全钢框架结构施工工艺研究

刘志平 LIU Zhi-ping

（广州协安建设工程有限公司，广州 510000）

0 引言

随着城市化进程的不断加快，许多超大型钢框架结构的建筑综合体作为新型的公共建筑正快速朝着越来越大、越来越现代的方向发展。跟传统的建筑相比，其具有着占地面积小却功能广泛的优势。可以同时实现住宅、娱乐、商业、交通等多项功能，在体现城市高端化发展的方面发挥着极大的价值。[1，2]这导致了在结构设计的时候要充分与其功能相结合，同时考虑安全以及外观的问题。目前在建筑综合体施工中普遍存在着以下问题：施工难度大，对周边条件依靠严重，因目前综合体大多建在城市之中，所以需要充分考虑周边情况；安全性重视不够，虽然目前大多施工单位已经建立安全生产质量管理体系，但施工执行中容易疏忽对钢结构的施工工艺的控制问题。[3-5]

本文以某建筑综合体为例，对其全钢框架结构施工工艺进行研究。该工程建筑面积约为5万平方米，其中地上部分为1万平方米、地下部分4万平方米；地下工程为全部混凝土剪力墙结构，地上为全钢框架结构。全部的钢框架结构主要包括钢结构、楼承板、防火涂料等部分的施工及管理，其地上结构模型图如图1所示。[6，7]

图1 钢结构模型示意图

1 结构安装布置和准备

1.1 施工吊装原则

施工的主要方向是从下至上、从主体到围护，首先对一个平面划分不同区域，自下而上划分不同层次，严格按照流程进行，合理妥善地安排各工种的作业时间，对施工过程、安全、预算等环节进行充分的管理和控制。为了保证施工进度，首先将钢构件预先由工厂加工完成后，再在现场直接安装。[8]

在施工平面布置过程按照以下原则进行。尽可能地减少对土地的占用，合理规划，按照流程进行，不占用拟建设用地，尽最大可能减少临时设施的投资；保障场内交通运输畅通和施工对材料要求的前提下，尽量将所有的安装材料一次性摆放在相应的位置上，严格限制材料在施工现场的运送距离；施工应满足环保要求，减少噪音，不影响周边住宅；实行主要责任人负责的安全生产制度，严格执行国家所规定的卫生以及消防等要求；整个施工过程的重难点主要就是钢结构工程，必须保证钢结构施工条件及用地需求；适应各施工区生产需要，利于现场施工作业。

1.2 施工前期工作

1.2.1 技术准备

对该区域地理水文及气候进行充分分析，对可能遇到突发状况做好预案，制定恶劣天气的施工防范及应急措施。做好物质资源和技术条件的调查，对水源、电源的供应情况具体落实。

同时做好与设计的结合工作，组织相关人员认真学习图纸，熟悉施工要求，掌握施工技巧。组织施工管理人员对设计图纸、方案进行安全性审查，熟悉和掌握图纸具体细节。

1.2.2 材料进场准备

依据施工方案、计划进度、预算安排，准确分析各类物料的进场时间，提前做好材料采购、运输机计划，保障材料按照时间准时进场，做好保管分配工作。

2 钢结构安装

2.1 塔吊选型

本项目大面积使用钢结构施工，由于钢框架密度大、数量多、分布散的特点，结合吊装作业半径大，综合考虑成本、安全、工期等因素，最终选择TC7035B型塔吊，该塔吊具体参数如下：臂长70米，最大额定重量3.5吨，最大安装高度可达250米，经过校核，完全可以满足施工需要。

2.2 吊装工况分析

钢结构框架主要有钢柱、钢梁以及钢桁架等部分的安装，具体施工过程中将场地面积、施工时间、组件具体形态等因素考虑在内，以及塔吊的物理性能和施工参数，对钢结构进行合理划分确保实施经济有效的方案。而钢柱是所有组件中质量最大的，起着决定性的作用，所以主要对钢柱进行划分，其次对钢桁架进行拆分，保证吊装总重量均在塔吊所允许的范围之内。

2.3 钢结构吊装前的测量

钢结构的安装流程可以分为以下三方面，钢柱、钢架梁和吊车梁的吊装，在整个过程中要随时进行测试工作。

平面轴线控制。钢结构和土建结构在施工过程中必须使用同一个平面控制网，只有这样才能保障二者顺利衔接。以土建基础施工平面控制网，作为基础顶面。

高程控制。根据施工方案要求钢结构吊装与土建结构施工需要使用同一个高程控制系统。钢柱的埋深主要根据完成土建施工后的施工高程基准点来确定，为了达到设定高度，利用铁垫达到柱底标高。进而使用水平准仪和钢尺进行传递钢架梁的标高吊装测量钢结构。使用缆风绳调整钢柱至垂直，同时在调整垂直的过程中使用两台经纬仪进行实时监测，掌握钢柱角度。

2.4 钢结构吊装要求

钢结构的安装主要是安装钢柱、柱间支撑、钢架梁等组件，安装顺序也是按照上述构件依次安装。

钢柱的安装使用直插式杯型基础，在钢筋砼施工时，在每根钢柱的四周放置4块预埋件，并进行标高、放线等工作，使用连接板将柱子和预埋件进行连接，钢柱安装完成后使用临时夹板固定，保证轴线位置以及高度稳定。吊装钢柱时，在钢柱顶设置安装吊耳。为了在安装过程中进行垂直度校正，每个钢柱上方安装4个缆风，并且每个缆风上加装一个1吨的葫芦，保证钢柱顺利吊装。临时安装耳板安装结束后，使用塔吊起重臂回转进行初步校核，采用螺旋千斤顶加链索的方式对钢柱底部的位移校正，钢柱安装完成后，利用灌浆工艺对其进行加固，并持续测试其强度，作为验收资料。柱间支撑可以使用塔吊直接吊装到位。图2为钢柱安装示意图。

图2 钢柱安装示意图

为了最大限度地减少高空作业时间，首先对钢架梁吊装进行单元组装，每榀钢架梁分五段吊装。为了减少安装过程中的误差，保证吊装过程中产生的变形尽可能的小，一般使用对称吊装工序，制定顺序如下：I、II、III、IV、V（如图3）。钢架梁吊装单元拼装好后，复核其空间几何尺寸，符合要求后，对受力点采取多种方式进行加固，确保安装过程中不出问题。对吊装单元进行吊装时，首先将其提升至一定高度后，观察分析结构的受力情况后，稳定时继续提升。

图3 钢架梁吊装单元示意图

等到钢结构安装完成后，即可对吊车梁进行安装，吊车梁需要进行单根吊装。安装前需要再次检查吊车梁高度、受力等情况，对不适合安装的进行调整，务必保证安装高度满足要求。对吊车梁纵横轴线进行复测和调整。其次对吊车梁进行绑扎与吊升，吊车梁采用吊装夹具四对称吊点起吊，吊至相应位置用安装螺栓进行临时固定；为了保障吊车梁的安全需要对其进行标高、跨距等方面的校正。校正完成以后，安装吊车梁端部斜撑或中部剪力撑，对吊车梁进行固定。

对于夹层钢柱、钢梁、天窗架屋面、墙面檩条等组件的安装依照常规的安装方式进行安装即可。本工程使用10.9s摩擦型大六角头高强度螺栓进行组件的固定，主要用于钢架柱与钢架梁以及各自之间的连接，钢架柱与钢架梁、钢架梁与钢架梁之间的连接，以达到稳固的效果。

3 防火涂料施工

根据国家设计标准，本工程建筑拟设定防火等级为二级防火，钢柱、钢梁能够耐火2个小时，支撑、系杆能够耐火1.5个小时，具体的施工流程需要在钢结构表面涂覆底漆和面漆后，再涂覆防火涂料，这样才能达到更好的吸附效果，满足防火要求。

3.1 施工流程

具体施工采用喷涂施工，工艺流程如图4所示。

图4 工艺流程图

对钢结构组件进行涂覆第一遍要薄且均匀，一般采用较稀的防火涂料进行涂装，间隔4-8小时，待涂料完全干燥后可以进行后续喷涂。后续最终喷涂次数需要根据耐火极限来确定喷涂次数，每次的喷涂厚度原则上不应超过0.5mm，两次的喷涂时间应该间隔4-8小时。施工表面肉眼观察不应出现气泡、褶皱等影响工程效果的现象。

3.2 施工工艺要求

首先对相关组件进行检验，确保无锈迹等影响施工的因素，验收合格后方可进行防火涂料的涂覆施工。在施工过程中应实时测量涂覆厚度以及平整度，发现问题及时整改，保证整体的施工不存在瑕疵。

对于工程中所用到的五金组件，附着于钢结构之上的需要在涂覆作业之前安装到位；主要包括挂钩等。对工程中需要悬挂在楼板之下的组件则需要在涂料全部喷涂完毕并且完全干燥后，再进行安装，避免影响防火涂层的质量，主要包括风管、水电管线等物质。

应当将安全生产以及文明施工始终贯穿于工程的全流程之中，喷涂作业前应当对目前施工环境进行适当的保护，使用塑料薄膜或者纤维布对不需要涂覆施工的构件、材料进行覆盖，避免喷涂过程中被污染，在涂料喷涂施工结束以后撤掉覆盖物。在施工过程中要注意材料整齐摆放，材料用完后所产生的废弃物及时清理。每天施工完成后进行场地卫生清洁，每个阶段、区域施工完成后需要进行相对彻底的卫生清理。

4 屋面、墙面压型板施工

二者均是按照加工示意图在相应的工厂加工完毕，运输至施工现场后，依据设定的安装流程进行安装后，最后包边、包角后，即可进行验收。

4.1 屋面板的安装

首先安装固定卡座，根据放线测量得到的板材宽度，使用螺钉将固定卡座安装到位。

在完成卡座固定工作后，在其上方进行铺设钢丝网以及保温层等工作，确保保温层覆盖平整，相邻保温层之间不应存在孔隙，也不应该重叠，接头处使用胶带粘贴牢固。为了保证安装精度，保证屋面板板肋与檩条断面完全垂直，至少每5条檩条设置一条基准线。使用自攻螺栓对檩条进行固定，在纵向上应当保持直线，每安装一定距离进行复核一次。将压型板使用吊车进行提升安装，根据施工处所在地常年风向选择合适的方向进行安装。同时安装过程中，安排人员及时查验扣合质量，并进行接口、切口处硅胶等材料的涂装。

4.2 墙面板的安装

将板材内外用干净布擦干净，根据前期施工中确定的基准点，设置墙面板安装控制线，安装原则为从下至上、由小到大。每安装好一块墙面板后，对其与地面的垂直情况进行测试，保证与地面垂直，后续每一块的安装应当注意与前一块板子的重叠与间隙情况。在施工过程中，严格落实质量保证、安全施工、雨季施工等措施。

5 结语

本文以某建筑综合体为例，对钢结构施工工艺进行研究。主要对钢结构、防火涂料、屋面、墙面压型板施工工艺进行研究，对各项组件的安装流程进行明确，力争将各个流程形成完整的系统标准，将各个工程与主体结构连接节点在施工前完成预演拼接。提供全面施工安全、环境保障，精准控制精度，保障施工进度以及精度。