1、1海控国际广场钢砼双连体筒结构施工技术摘要超高层核心筒结构采用双连体筒形式比较少见，这种钢筋混凝土结构形式比较复杂，牵扯的施工工序较多，采用合适的施工方案，保证良好的技术经济效果是关键。海南海控国际广场 A 座双连体钢筋混凝土核心筒结构，有钢骨柱、钢骨梁，钢筋安装交叉作业，高空模板作业，高层混凝土浇筑等工序。本例对以上各工序采用合理的施工方案，并考虑综合效果，选用了一套最优化的施工方案，很好的保证的本工程的施工。 关键词超高层建筑，双连体核心筒，钢筋混凝土结构 中图分类号：TU97 文献标识码： A Construction Technology for Bio-core wall Concr
2、ete Work of High Skyscraper Tian Weiguo （The Construction and Development Co. Ltd. of China State Sixth Construction Engineering Bureau， Tanggu Tianjin，300451） Abstract：Its rare for the style of the bio-core wall in high skyscraper reinforcement concrete structure. The structure is complex and the m
3、ore working procedure, we should adapt a 2serious work method to ensure the performance. Tower A of Hainan Haikong International Plaza is the bio-core wall structure. It has steel column & steel beam in the wall, and the reinforcement work, the formwork, the concrete work etc. The example here show
4、you the way that how we complete the work efficiently and performance a well done job. Key words：high skyscraper，bio-core wall，reinforcement & concrete structure 1 工程概况与工程特点 海南海控国际广场工程 A 座，位于海口市金贸中路，目前是海南省在施第一高楼，建筑高度 249.70m。本工程结构形式为钢筋混凝土双连体核心筒+钢管混凝土外框柱、钢楼承板结构形式，地下 3 层，地上 54 层。本建筑处于地震烈度 8.5 度地区，目前是中
5、国大陆区域最高地震烈度区第一高楼，国家抗震专家评审要求的“大震不屈服”第一高楼，即大震下柱保持弹性，中震下墙柱保持弹性。 由于抗震设防的要求很高，故本工程的核心筒采用双连体核心筒，且墙柱的构件较厚大，配筋密集。核心筒外墙外边平面尺寸为15.20m45.40m。超高层建筑的内核心筒一般都是单筒，双筒很少见，双连体筒更是少见。核心筒为钢筋混凝土结构，工作量较大，且全部为现场工作，故核心筒的施工是制约工期的关键因素。本工程的核心筒平面图如图 1 所示。 32 施工工艺流程 本工程核心筒作为钢筋混凝土结构来说，施工工艺也较简单，流程清晰明确。 3 施工方案的确定 本工程为组合结构形式的超高层建筑，施工
6、方案的制定首先要服从全局的要求，考虑不同结构形式施工的特点和彼此间的影响制约与协同跟进，再结合不同结构形式的特点进行技术经济深化和优化。垂直运输上，本工程布置了 2 台塔吊，考虑到塔吊主要用于钢结构的吊装，所以钢筋混凝土核心筒的施工方案考虑上，要尽量少用塔吊，以减轻垂直运输的压力。通过技术经济比较，确定模板系统采用爬模外爬内支方式，混凝土采用泵送并用自升式布料机配合水平布料，钢筋工程地面加工成型，塔吊吊运、作业面安装。 需要补充说明的是，模板系统的选择在工程之初有过周折。最初的考虑是采用爬架系统，即只考虑核心筒施工操作的工作面问题，外模板用大钢模或拼装大木模板，模板的安装与拆除等作业完全考塔吊
7、来解决。随着对工程施工工况综合分析的深入，感觉塔吊的运力已经十分紧张，4必须尽可能的减轻塔吊运力。此时面对的选择又有两种爬模系统顶模系统。爬模系统工期较慢但价格相对低廉，顶模系统虽然工期可以做到很快，但价格高昂。经过综合对比分析，最终选择了爬模系统。 3.1 核心筒钢骨柱的施工 本工程的标准层每层共有 16 根焊接工字型钢骨柱（400250） ，17根焊接工字型钢骨梁（500200） ，钢构件经二次深化设计后由工厂加工制作运输至现场安装。在这个过程中，构件的深化设计是一个最关键的环节，深化设计的过程中需要考虑的主要因素有构件现场节点连接安装方式工厂加工条件塔吊载重能力与钢筋工程的安装衔接问题当
8、时作业条件下塔吊吊钩最大高度到工作面的垂直距离当时作业条件下爬模架体的工作高度布料机的自由高度与混凝土的输布范围构件长途运输条件等。 现场安装时，安装柱底端用连接耳板临时固定于已完成柱的顶端，同时在安装柱上设缆风绳作为临时固定，校正后进行焊接。钢骨梁安装时，先用连接螺栓临时固定，校正后进行焊接。 3.2 外模 爬模是一种比较成熟的施工技术，本工程采用爬模外爬内支方式，爬模架体平面布置如图 2 所示，根据本工程特点共设置 45 个自升式液压爬升机位，分为 9 个爬升单元。A12A13 轴间没有剪力墙，则只布置爬升体系，不带模板。 爬模体系的架体高度 18.10m，根据结构层高的不同可覆盖 4-5
9、 个楼层。架体竖向共分为 8 个作业层，从低向上分别是 1-2 层为清理维护平5台；3 层为爬升操作平台；4-5 层为模板工作平台；6-8 层为钢筋绑扎平台。爬模架体剖面及外立面图见图 4 所示。 爬模架体的附着采用在结构混凝土墙体上预留 40 的螺栓孔，每榀架体由 2-3 个 38 的螺栓附着固定，该固定点同时也是架体爬升轨道的附着点。附着点遇到特殊结构，则采取增加附着梁等形式过渡。 该爬模体系随结构层每施工一层爬升一次架体，每次爬升的时间大约 1 个小时。一般在墙体钢筋施工完成后开始爬模架体爬升，爬升到位后即进行模板安装。 架体用电 60KW，敷设专用电源线供电。 3.3 内模 内模分为支
10、撑架体和模板面板两部分。 支撑架体采用分段支撑形式，每 8 层设一道支撑底座，底座采用 200工字钢，水平放置在剪力墙预留洞上，钢管脚手架生根在底座上。此架体形成作业平台和模板支撑体系。内模与外钢大模板用对拉螺栓连接固定。内模在制作时，要考虑对拉螺栓孔位与支撑对拉螺栓的钢肋位置要与外模板的位置相对应，以便于实现模板安装的拉结固定。 内模的拆除和转运利用塔吊进行作业。 3.4 钢筋工程 本工程的核心筒工作量大，核心筒约 690m2，但最大一层的钢筋量是460t，由于抗震要求高，所以钢筋的含量就很大，各种不同规格型号的钢筋每层大约 300 多种，其中不同规格和形式的箍筋有 150 种。钢筋加工在地
11、面制作，由塔吊运输至作业面人工绑扎安装。 63.4.1 并筋技术的应用 从地下室底板至地上六层，核心筒暗柱的钢筋全部是直径C36（HRB400） 。图 5 所示为核心筒剪力墙内其中的一根暗柱原设计配筋情况。 从原设计图中可知，图 5 所示的暗柱共有 407 根 C36 的钢筋，箍筋也很密集。通过钢筋排布，主筋的净距离仅为 119mm 和 109mm，同时还不考虑 C16 的箍筋所占据的空间，而柱子的宽度为 1500，箍筋又非常密集，这样中间的钢筋无法安装，给施工带来很大困难。 鉴于这种情况，我们决定采用并筋技术。结构并筋技术在美国规范ACI318-05（Building code requir
12、ements for structural concrete and commentary）中早有描述，在钢筋安装空间有限的情况下，可以采用并筋（bundled bars）的方式来解决。该规范 7.6.6.1 条中规定“Groups of parallel reinforcing bars bundled in contact to act as a unit shall be limited to four in any one bundle.”，并筋的每束钢筋作为一个单元但其中并筋的钢筋数量最多不能大于 4 根。 国内混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）中关于并筋的规定，在普通
13、钢筋中没有提及，但在该规范 9.6 条“预应力混凝土构件的构造规定”中“9.6.1 当先张法预应力钢丝按单根钢丝配筋困难时，可采用相同直径钢丝并筋的配筋方式。并筋的等效直径应取为单筋直径的 1.4倍，对三并筋应取为单筋直径的 1.7 倍。并筋的保护层厚度、锚固长度、预应力传递长度及正常使用极限状态验算均应按等效直径考虑。 ” 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002）条文说明中对并筋技术作了进一步7的阐明， “9.6.1 并筋为国外混凝土结构中常见的配筋形式，一般用于配筋密集区域布筋困难的情况。并筋的等效直径取与其截面积相等的圆截面的直径：对双并筋为 d；对三并筋为 d，其中 d 为单根
14、钢丝的直径，即 1.4d 及 1.7d。并筋的保护层厚度、钢筋间距、锚固长度、预应力传递长度、挠度和裂缝宽度验算等均按等效直径考虑。上述简化处理结果与国外标准、规范的数值相当，且计算更为简便。” 。 参照上述规定，根据本工程的特点，决定采取 2 根钢筋为一个单元的并筋方式。同时，设计考虑了部分核心筒钢骨柱的纵向受力，图 6 所示的暗柱，由原来的共 C407 根 36 的钢筋，变为共 C397 根 36 的钢筋，钢筋根数虽略有减少，但同时采取了 2 根主筋相并的并筋安装技术，钢筋间的净距大大增加，方便了现场的安装施工。并筋后的平面如图 7 所示。 实践中，暗柱竖向钢筋的连接采用直螺纹套筒连接，由
15、于用于连接36 钢筋的直螺纹套筒的外径为 54mm，故并筋在实践中不是严格贴紧的，至少留有 9mm 的空隙。 普通钢筋并筋技术在国内的应用，文献中未见记载，本例应是超高层建筑应用的首例。 3.4.2 箍筋与梁柱穿插施工技术 因为本结构有钢骨柱和钢骨梁，故钢筋作业与该钢构件有穿插。箍筋遇到钢构件的处理方法有两种，一种是在钢构件上加耳板焊接，一种是在钢构件相应位置开孔穿过开口箍筋，然后箍筋再焊接形成封闭。本工程多取第二种连接方式。图 8 所示为某一段钢梁上开孔供箍筋穿过安8装示意图。 3.5 混凝土浇筑 首层的混凝土量在所有楼层中是最大的，为 960m3，4.2m 高标准层每层的混凝土量为 760
16、m3，3.5m 高标准层每层的混凝土量为 420m3。一般的做法，是在该工作平面由人工布置水平混凝土泵管，将混凝土输送到平面上的各个结构部位。本工程一则由于筒体平面内墙体分部较密集，墙体配筋也较密集，对混凝土在作业面的布管带来较大困难；二则混凝土量也较大，水平泵管人工移动困难，不利于实现分层浇筑，对安全作业和工程质量不利。鉴于以上原因，我们引进一台 32m 臂长全液压自升式混凝土布料机，可以将混凝土输布到核心筒平面的任何位置，解决了混凝土在工作面的水平输布问题。 布料机采用楼板承载的安装方式，在双连体砼中间的楼板上留置预留洞口，安放布料机塔身。布料机塔身的自由高度最高可达 16m，满足钢骨柱、
17、钢骨梁等空间位置防碰撞的要求。 混凝土泵管沿布料机预留洞竖向敷设，泵送采用 1 台双柴油动力超高压混凝土输送泵。 4 施工组织 根据本工程的施工特点，施工班组有 2 个钢筋班、2 个木工班，1 个爬模操作班、1 个混凝土班、1 个保障维护班。 按核心筒位置，将其区分为东筒和西筒，每个筒的钢筋与模板工程各由一个作业班组独立完成，双筒间的梁板由两个班组按楼层交替完成。爬模分段爬升，混凝土一次浇筑，均各由 1 个班组完成。各班组分工及9作业人数见表 1。 表 1 核心筒施工作业班组一览表 Tab.1Manpower for the core wall work 5 实施效果 本工程标准层平均施工时间
18、，4.2m 层高为 4 天一层，3.5m 层高为 3天 1 层。采取上述施工方案，在本工程的实施上取得了很好的经济技术效果，在保证安全质量和工期的前提下，本施工方案的费用又是最低的。6 结语 基于结构安全和经济适用的需要，超高层建筑的核心筒一般均为钢筋混凝土结构。筒体混凝土结构的施工方案有多种，如何结合具体工程的筒体结构特点和结构形式，选择适当的施工方案，以期达到最优的技术经济效果，一直是工程界人士孜孜以求的研究热点。尽管混凝土结构的施工方案也已基本成熟，多种实现手段和操作方式也经过一定的工程实践，但对具体工程而言，还是需要结合不同的特点具体斟酌，根据综合需求优中选优。 海南海控国际广场双连体
19、核心筒的工程实践，为大家又提供了一个成功的范例，其中的思路和方法有一定创新，在今后的工程实践中有较10大借鉴意义。 参考文献： 1 布料机在海控国际广场核心筒施工中的应用 ，建筑施工 2011年 11 月下，高振洲。 2 海控国际广场塔吊运力分析及优化技术 ，建筑施工 2011 年11 月下，李松。 3 混凝土结构设计规范 （GB50010-2002） ，中国建筑工业出版社，2002 年 3 月第一版。 4 Building code requirements for structural concrete and commentary（ACI318-05） ，American concrete institute. 5 Notes on ACI318-02 building code requirements for structural concrete，Portland cement association. 作者简介 田卫国（1970-） ，男，中国建筑股份有限公司科研课题项目海岛环境高烈度区超高层组合结构综合施工技术研究与应用 （课题编号：CSCEC-2011-Z-38）负责人，中建六局有限公司华东分公司总工程师，高级工程师，
