大直径圆形塔楼施工技术分析

曲德晓 （烟台市城新建筑开发有限公司，山东 烟台 264000）

0 前言

当前人们对于建筑结构的要求已从建筑质量转向了建筑结构外形，越来越多结构复杂、造型独特的建筑拔地而起，其中大直径圆形塔楼结构是一种相对常见的特殊建筑结构[1]。但目前，针对这一建筑结构的施工技术尚未成熟，在实际施工中存在施工工期紧张、施工质量较低等问题。对此，为实现对该建筑施工效果的全面优化，为发挥超高层及大型公建施工优势，本文开展大直径圆形塔楼施工技术研究。

1 大直径圆形塔楼施工技术

1.1 构建大直径圆形塔楼施工平面控制网

在进行大直径圆形塔楼施工时，为了确保施工过程的可视化，可构建一个针对塔楼工程的施工平面控制网，并在工程平面区域内，选定至少四个具有通视特点的控制点，四个通视点分别表示为LP1、LP2、LP3与LP4，在空间内，将四个点进行连接，以此种方式，便可以形成一个呈现闭合状态的控制空间。其结构见图1。

图1 大直径圆形塔楼施工平面控制网结构

按照上述图1所示的布置方式，对控制网闭合空间进行设计，并将其作为全过程施工质量控制与测量放样的依据，为了确保控制网在设计过程中，可以真实地满足需求，可根据圆形塔楼设计图纸，精确定位控制点的位置，并在对应的楼板层上预留对应的钢板（钢板的长、宽、高分别对应100mm、100mm与10mm）。在此基础上，使用激光经纬仪器，在塔楼上进行投射，并通过中心轴线在空间中对应的直角坐标位置，确定大直径圆形塔楼的中心施工点O，并将O点作为工程施工的基准点，采用直接测量圆形塔楼半径的方式，找到圆周上的所有控制点，以此种方式，在施工设计图纸上画出圆形塔楼的外筒圆边线。

要确保施工过程中，对圆形塔楼垂直度的精准控制，采用内控法对施工行为进行均衡控制，控制中，按照轴线的竖直传递方向，使用激光测量仪器，在建筑的竖直方向进行投点[2]。在进行建筑结构混凝土浇筑的过程中，需要在每个N-1层中，预留一个半径为300mm的激光光束传递孔，并在每个预留的传递孔周围，砌筑一个高度为50mm的阻水圈。通过此种检测方式，对每个楼层的垂直度进行检测。

为了防止在测量过程中出现误差，需要在工程实施前，提高项目的定位标准，在分包选用、机械设备配置等方面严选进货商，并在项目前期对主体劳务/分包劳务/设备厂家多次考察，确保工程在实施过程中，对相关资源配置的优化。

1.2 塔楼组合伸臂桁架吊装

在对塔楼组合伸臂桁架吊装时，为了保证施工的安全，确保实际施工中出现安全问题时，现场施工人员能够迅速逃离。在塔楼结构当中设置四道避难层，避难层由腰桁架、伸臂桁架以及外框梁结构组成[3]。同时，通过对组合伸臂桁架结构的安装能够实现塔楼核心筒结构与外框架之间的连接，以此共同承受塔楼的荷载作用力，起到提高塔楼整体稳定性的作用。在对组合伸臂桁架吊装时，需要结合Tekal模型，对伸臂斜撑进行质量分布分析，并找出组合伸臂桁架的中心位置。同时，考虑到组合伸臂桁架完成拼装前后重量分布的差异，应当按照图2所示的内容，完成对吊耳位置的布设。

图2 吊耳布设位置示意图

按照图2中所示的吊耳布设位置后，在实际吊装的过程中，应提前做好伸臂墙内伸臂柱的吊装准备工作，并在吊装前，将吊装结构与核心筒结构进行对接，确保所有衔接位置可以有效拼接。在对接与校正过程中，需要调派技术人员，进行施工现场测量，并辅助使用千斤顶设备对其位置进行调整，并利用连接板对组合伸臂桁架的支撑结构进行初步固定。完成校正后，将其进行焊接。在此基础上，使用高强螺栓，将组合伸臂的桁架进行固定处理，以此确保最终整体结构的稳定性[4]。同时在焊接的过程中，需要确保软钢箱体和塔楼组合伸臂桁架一起吊装就位，避免在后续施工过程中出现伸臂偏心的问题产生，导致最终组合伸臂桁架出现偏移或变形的问题。除此之外，在实际施工中，增加对塔式起重机的使用，并在完成对桁架结构的组合之后，利用该设备完成对桁架整条结构的提升，并在距离地面约0.45m～0.65m位置时停止，实现对组合伸臂桁架竖直方向上位置的调节。同时，在吊装的过程中，考虑到桁架吊装的倾斜角度需要，对其偏斜情况进行调整，以此确保整个组合伸臂桁架能够保持相对平稳的状态。在完成最终的调整后，将其他与桁架相连接的构件结构按照设计图纸当中的要求，吊装在相应结构上，完成对塔楼组合伸臂桁架的吊装。

1.3 圆形塔楼钢管柱和钢骨柱中空施工质量控制

为了确保建成的大直径圆形塔楼结构具有较高的稳定性，需要使用钢管柱和钢骨柱作为塔楼的支撑结构，并使用高抛免振混凝土作为施工材料。相比其他类型的施工材料，此种拌合物的流动性更强，并且在放置一段时间后，基本不出现离析或泌水等现象，仅通过较少次数的振捣便可以具有高处下抛动能，因此，使用这种混凝土作为浇筑材料可以实现其自流填充。但要确保工程一次通过验收，仍需要在施工前，进行多次模拟实验，并在混凝土拌合物中加入减水试剂，用于控制混凝土的水灰比，确保施工所用的混凝土具有较强的粘聚性，避免在浇筑过程中钢管柱和钢骨柱中出现浮浆现象。除此之外，可根据工程需求，在混凝土中加入一定量的膨胀试剂，避免由于管内混凝土收缩导致的固化与空鼓问题。

由于T1塔楼在施工中，垂直运输难度较大，因此，需要合理选择塔楼垂直运输设备，经过专业计算实地考察，可在T1塔楼施工区域投入2台动臂式塔吊（ZSL850、ZSL380）、3台施工电梯，并根据工期安排与相关工作，规划塔吊及电梯垂直运输管柱和钢骨柱的方案。此外，根据施工进步计划，提前安装永久使用电梯，精装修收尾期间采用部分永久电梯运输施工人员和材料。

为了避免工程施工成果在验收阶段出现冷缝，可使用输送装置，在两个固定位置上，沿着顺时针方向或逆时针方向，进行工程的同时浇筑。控制每次浇筑的高度在2m范围内，按照此种施工方式循环三周，完成大直径圆形塔楼的外筒施工。此过程见图3。

图3 大直径圆形塔楼的外筒施工过程

按照上述施工方式，便可以降低混凝土浇筑过程中冷缝的出现，从而起到提升建筑结构整体质量的作用。

2 对比实验

将济南华泉万象天地项目A1地块总承包工程作为实验依托，验证本文上述提出的大直径圆形塔楼施工技术在实际应用中的效果，将其与传统施工技术引入到该工程项目当中，完成下述实验，并对实验结果进行分析。该工程项目地块整体位于济南市历下区CBD范围，西临茂岭二号路，北至横四路，南接新泺大街，东临纵四路。建筑面积约为20.27万 m2，总占地面积约为2.24万m2，地上建筑面积为14.77万m2，地下建筑面积为6.01万m2。在该项目当中，T1塔楼包含地下4层结构和地上53层结构，采用本文提出的施工技术对其进行施工，T2塔楼包含地下3层结构和地上23层结构，采用传统施工技术对其进行施工，对比两种技术的施工效果。在两种施工技术均达到相应的施工标准后，将T1塔楼和T2塔楼的施工工期记录如表1所示。

T1塔楼和T2塔楼各阶段施工工期记录表 表1

从T1塔楼和T2塔楼各阶段施工工期记录表可以看出，采用本文上述提出大直径圆形塔楼施工技术的T1塔楼总施工工期明显小于采用传统施工技术的T2塔楼总施工工期。同时，在实际施工过程中，由于传统施工技术存在施工工期较长的问题，因此造成了基坑、支护等结构暴露在外的时间较长，导致工程养护时间增多。

结合实验进一步分析得出，本文上述提出的大直径圆形塔楼施工技术在实际应用中能够在保证建筑施工质量满足标准要求的前提条件下，缩短施工工期，解决了传统施工技术工期紧、任务重的问题。将本文上述设计思路应用到对其他相似类型大直径圆形塔楼建设和施工当中，能够为其施工方案和施工计划的制定提供全新思路，实现施工技术上的创新。

3 结语

本文此次研究详细阐述了与大直径圆形塔楼施工相关的施工流程，并在完成设计后，通过实验证明了此种施工方法在应用中真实有效，因此，在后续的施工中，要提高公司全员对此项目的关注度，明确本项目的战略定位，并重视起品牌宣传工作，以此种方式带动市场。同时，应向合作的兄弟公司取经学习其在超高层施工方面的先进施工工艺，邀请有类似施工经验的合作单位协助项目前期策划工作，在有需要的情况下，可在竣工后，聘请第三方合作单位，对此工程进行质量检验，从而使项目满足施工质量与安全管控方面最高标准。此外，要提前做好创优策划，从现场、资料两条线抓起，借助公司优势，在工程施工技术质量管理、现场施工安全环保管理等方面，力争有所突破。