跨多层支护结构的地下室钢柱施工技术

2014-09-20

建筑施工 2014年11期

中建钢构有限公司江阴 214532

随着城市的不断发展，大型超高层群体钢结构建筑不断涌现。面对日益紧张的土地资源，当代建筑正逐步向地下拓展。多层地下室施工成为整个工程非常重要的环节。

上海浦东金融广场项目地下室纵深大，面积广，施工过程中设立多层支撑围护，导致地下室钢结构需跨过多层此类支护结构方可安装就位。另外，栈桥分布位置及前期地下室塔吊吊装能力有限，增加了地下室钢结构施工的难度。本文结合浦东金融广场项目地下室钢结构施工现状，对施工过程中出现的技术难题进行论述。

1 工程简介

1.1 工程概况

浦东金融广场项目位于上海市浦东新区世纪大道。项目包括3 栋办公楼，以及1 栋商业楼。此外，紧靠1号楼西侧在首层有1 栋单层公交终点站结构，其屋顶同时具备广场的功能。

地下室结构标高范围为－18.40～－0.10 m，共4 层，十字形钢柱地下4 层皆有分布，共332 根，最大截面尺寸为1 100 mm×350 mm×30 mm×70 mm，钢柱最大质量为13 t。

根据基坑施工顺序及钢结构分布，地下室钢结构施工结构阶段分为1-a区（T1塔楼）、1-b区（T3塔楼）、2-a区（商业楼）、2-b区（T2塔楼）、3-a区、3-b区、4区和5区等8 个施工分区。钢结构吊装分为3 个阶段，第1阶段为1-a区、1-b区、2-b区施工；第2阶段为2-a区、5区施工；第3阶段为5区、4区、3-b区施工。每个施工分区根据施工流水段划分，具体如图1、图2所示。

图1 施工分区示意

图2 地下室结构楼面与支护结构的关系

2 钢柱施工要点[1-5]

2.1 钢柱施工

本工程钢柱数量多，分布面积广，与支撑栈桥关系复杂。钢结构的吊装在土建地下室大底板混凝土浇注后开始。根据钢柱与栈桥、支撑的关系，将地下室钢柱分为3 种类型，A类与支撑栈桥无碰撞关系；B类钢柱位于支撑下方，C类钢柱位于栈桥下方。

2.1.1 A类钢柱安装方法

该类钢柱与栈桥和水平支撑没有相交，所以塔吊/汽车吊可以直接吊装，钢柱吊装就位后，及时固定钢柱柱脚螺栓，并拉设缆风绳，待钢柱调校完成后，点焊螺母，完成安装。安装流程如下：

（a）根据钢柱的底标高调整好螺杆上的螺帽，放置好垫块。

（b）钢柱起吊时必须边起钩边转臂使钢柱垂直离地。当钢柱吊到就位上方200 mm时，停机稳定，对准螺栓孔和十字线后缓慢下落，下落中应避免磕碰地脚螺栓丝扣。

（c）当柱脚板进入地脚螺栓后，检查钢柱四边中心线与基础十字轴线的对准情况（四边要兼顾），经调整钢柱的就位偏差在3 mm以内后，再下落钢柱，使之落实。

（d）收紧4 个方向缆风绳，楔紧柱脚垫铁，拧紧地脚螺栓的锁紧螺母。如受环境条件限制，不能拉设缆风绳时，可采用在相应方向上采用刚性支撑方式进行临时固定和校正。

（e）当钢柱校正完毕后拧紧地脚螺栓、收紧缆风绳，并将柱脚垫铁与柱底板点焊，最后柱脚灌浆。

2.1.2 B类钢柱安装方法

根据钢柱平面坐标在相应支撑梁上测量放线，然后根据放线位置，在支撑梁两侧的每根构件位置上方的栈桥板上开孔（图3），用塔吊把钢柱吊到安装位置附近临时固定，再采用平板车将构件转运至吊装位置，通过塔吊设置双扁担完成钢柱的抬升与安装就位（图4）。

图3 栈桥开孔

图4 B类钢柱吊装示意

2.1.3 C类钢柱安装方法

钢柱吊装前，在CAD中预先确定钢柱中心位置坐标，在相应栈桥面上标出中心点并以此点为圆心开设Φ100 mm的孔。钢柱由栈桥一侧吊装至地下室相应楼层，水平转运至钢柱就位位置附近，然后用塔吊通过孔洞，用钢丝绳吊装就位。

实际施工中，吊装钢丝绳与孔洞摩擦严重且存在钢丝绳端头卡环与孔壁下部钩挂现象，项目部发明钢丝绳防磨损套笼（图5），提高吊装安全性及效率。

图5 防磨损套笼

2.2 汽车吊站位

受现场栈桥分布及前期塔吊吊装能力限制，本工程B2层至B1层钢柱需采用汽车吊吊装。为有效利用汽车吊，提高汽车吊吊装效率，项目部合理安排钢柱吊装顺序，对各分区的汽车吊选型及站位预先进行了布置。现选2 个典型分区加以说明。

（a）1-a区钢柱最大质量为6.7 t，采用500 kN汽车吊吊装（图6）。

图6 1-a区吊车站位

（b）2-a区钢柱最大质量为7.5 t，根据吊装距离及构件质量，采用500 kN、100 kN汽车吊（图7）。

图7 2-a区吊车站位

2.3 首层栈桥预留

由于钢结构施工工艺需要，钢柱柱头高于首层地面，故地下1层至首层钢柱需待栈桥拆除完成后方可吊装。栈桥作为钢构件运输车辆的通道，其拆除顺序直接影响首层钢柱能否顺利卸车并安装。为解决上述问题，项目部分析各个区域地下1层钢柱质量及所在位置塔吊吊装半径（地下1层钢柱吊装时塔吊已更换），和总包单位协商制定合理的栈桥拆除顺序，并为钢结构卸车及构件堆场预留部分栈桥，待本区域内地下室钢柱安装完毕后，预留栈桥拆除（图8）。