超高层施工问题探讨V3.0.pptx

1、超高层施工问题探讨周建龙周建龙华东建筑设计研究总院华东建筑设计研究总院主要内容p灌注桩基施工质量灌注桩基施工质量p基础厚底板钢筋施工基础厚底板钢筋施工p钢板剪力墙钢板剪力墙p焊接和螺栓连接焊接和螺栓连接p竖向变形差异控制竖向变形差异控制p顶模系统顶模系统p施工过程验算施工过程验算p案例分析案例分析一、灌注桩基施工质量灌注桩基施工质量超高层桩基施工特点超高层桩基施工特点1 1）单桩承载力较高；单桩承载力较高；2 2）大多采用后注浆技术，提高单桩承载力，控制桩端沉渣引起）大多采用后注浆技术，提高单桩承载力，控制桩端沉渣引起的变形。的变形。3 3）单桩入土深度长，桩基施工质量控制要求高；）单桩入土深

2、度长，桩基施工质量控制要求高；4 4）单桩承载力往往由桩身强度控制，混凝土强度等级高）单桩承载力往往由桩身强度控制，混凝土强度等级高可能存在的问题可能存在的问题1）桩端沉渣厚度（取芯后原型毕露）；桩端沉渣厚度（取芯后原型毕露）；2 2）桩身混凝土质量；）桩身混凝土质量；1、新技术及新桩型的采用（如根植桩，新技术及新桩型的采用（如根植桩，干法施工，新型注浆手段）干法施工，新型注浆手段）2 2、新型及可靠检测手段的采用、新型及可靠检测手段的采用思考思考二、基础厚底板钢筋施工超高层桩基、底板特点超高层桩基、底板特点1）单桩承载力高导致单桩承载力高导致桩身纵向钢筋桩身纵向钢筋含钢率较高，纵筋密度；含钢

3、率较高，纵筋密度；2 2）为提高地基承载力，往往桩基采）为提高地基承载力，往往桩基采用梅花型布桩；钢筋施工更加困用梅花型布桩；钢筋施工更加困难难3 3）基础底板较厚，基础底板钢筋直）基础底板较厚，基础底板钢筋直径较粗。径较粗。4 4）上部剪力墙钢筋上部剪力墙钢筋排列方向有可能排列方向有可能与底板钢筋不一致与底板钢筋不一致基础底板施工可能存在问题基础底板施工可能存在问题1）斜平面向布置的竖向结构构件（如斜平面向布置的竖向结构构件（如剪力墙、巨柱）剪力墙、巨柱）纵筋纵筋，柱脚锚栓与柱脚锚栓与基础底板板面钢筋的关系；基础底板板面钢筋的关系；2 2）钢筋支架、锚栓支架与基础底板钢）钢筋支架、锚栓支架与

4、基础底板钢筋的关系。筋的关系。3）底板板底钢筋与底板板底钢筋与桩顶钢筋桩顶钢筋相冲突相冲突；底板钢筋支架底板钢筋支架柱或钢板剪力墙支架柱或钢板剪力墙支架围护结构预留钢筋接驳器的连接围护结构预留钢筋接驳器的连接三、钢板剪力墙施工顺序钢板剪力墙施工顺序1）钢板剪力墙分段高度与剪力墙竖向预留钢筋机械接头高度关系（一级接头50%错开）；2）剪力墙边缘构件箍筋与墙身栓钉之间的关系（避免箍筋与栓钉平面位置重叠；否则需先施工箍筋，再插入纵筋）；钢板剪力墙配筋示意钢板剪力墙施工顺序钢板剪力墙施工顺序约束边缘构件约束边缘构件竖向钢筋绑扎竖向钢筋绑扎约束边缘构件约束边缘构件箍筋拉钩绑扎箍筋拉钩绑扎剪力墙内侧竖向钢

5、筋绑扎剪力墙内侧竖向钢筋绑扎剪力墙内侧水平钢筋绑扎剪力墙内侧水平钢筋绑扎钢板剪力墙施工顺序钢板剪力墙施工顺序剪力墙中部竖向钢筋绑扎剪力墙中部竖向钢筋绑扎剪力墙外侧水平钢筋绑扎剪力墙外侧水平钢筋绑扎剪力墙中部水平钢筋绑扎剪力墙中部水平钢筋绑扎剪力墙外侧竖向钢筋绑扎剪力墙外侧竖向钢筋绑扎钢板剪力墙施工顺序钢板剪力墙施工顺序套剪力墙拉筋套剪力墙拉筋(剪力墙拉筋施工工序同拉筋与钢剪力墙拉筋施工工序同拉筋与钢板的连接方式相关）板的连接方式相关）剪力墙混凝土浇筑剪力墙混凝土浇筑钢板剪力墙分段钢板剪力墙分段原则钢板剪力墙分段原则1）保证穿孔箍筋，分段点处的连接板不能阻挡箍筋孔；保证穿孔箍筋，分段点处的连接板

6、不能阻挡箍筋孔；2 2）钢板墙分段需避开钢筋接驳器；）钢板墙分段需避开钢筋接驳器；3 3）钢板墙分段位置需避开对拉螺杆；）钢板墙分段位置需避开对拉螺杆；4 4）须）须考虑现场塔吊的起重量考虑现场塔吊的起重量；5 5）不能和爬升模架桁架结构冲突。不能和爬升模架桁架结构冲突。钢板墙是从顶模架上方吊入，钢板墙分段需避钢板墙是从顶模架上方吊入，钢板墙分段需避开顶模桁架和顶模架上的滑梁。开顶模桁架和顶模架上的滑梁。6 6）钢板墙分段需考虑构件运输和爬升模架所留孔洞。）钢板墙分段需考虑构件运输和爬升模架所留孔洞。7 7）钢板墙分段需）钢板墙分段需考虑结构受力特点考虑结构受力特点（钢板主要受力为竖向受压、抗

7、剪还是伸臂加（钢板主要受力为竖向受压、抗剪还是伸臂加强层可能还存在水平向拉应力）；强层可能还存在水平向拉应力）；8 8）钢板墙分段需考虑）钢板墙分段需考虑减少焊缝热影响以及由于钢板面外刚度较弱引起的焊接变形减少焊缝热影响以及由于钢板面外刚度较弱引起的焊接变形。如果仅考虑轴压比因素，可以探讨采用分离型钢代替钢板的可能性如果仅考虑轴压比因素，可以探讨采用分离型钢代替钢板的可能性钢板剪力墙现场连接钢板剪力墙现场连接1）焊缝连接；优点：连接强度高；缺点：现场焊接工作量大；钢板残余应力较高；钢板焊接变形控制要求高。2）高强螺栓连接；优点：现场焊接工作量小；钢板残余应力较小；钢板变形容易控制；缺点：对于较

8、厚钢板难以达到等强连接；钢板加工以及现场安装精度要求高；加加劲劲肋肋现现场场拼拼接接焊焊缝缝钢板组合剪力墙钢筋裂缝控制钢板组合剪力墙钢筋裂缝控制核心筒混凝土钢板剪力墙裂缝控制措施1）控制设置钢板墙体长度,优化钢板墙的布置；2）钢板、栓钉约束；3）其他约束条件（基础底板）；4）必要时对钢板进行预热4）混凝土配比与养护措施；5）墙体水平钢筋间距。仅核心筒外墙设置钢板仅核心筒外墙设置钢板仅核心筒角部设置钢板仅核心筒角部设置钢板优化钢板墙的布置优化钢板墙的布置中部螺栓连接中部螺栓连接角部焊接连接角部焊接连接优化钢板墙连接方式优化钢板墙连接方式优化钢板墙连接方式优化钢板墙连接方式水平焊接连接水平焊接连接

9、竖缝螺栓连接竖缝螺栓连接加加劲劲肋肋现现场场拼拼接接焊焊缝缝核心筒钢板剪力墙的构造拉筋连接方式1）与钢板边构造钢筋网片连接；2）与钢板采用钢筋连接器连接；3）约束区钢板局部开孔穿过；优化钢板剪力墙钢筋构造外包钢板混凝土墙对策外包钢板混凝土墙对策巨柱配筋方式巨柱配筋方式钢板混凝土剪力墙配筋方式钢板混凝土剪力墙配筋方式不少于4排钢筋巨柱及核心筒墙体配筋要求钢管柱主要施工流程钢管柱主要施工流程流程一：柱底与混凝土底板之间空隙采用专用灌浆料灌浆密实；流程二：芯柱钢筋制作、吊装就位；芯柱混凝土浇筑；流程三：钢柱外包及环梁钢筋绑扎；伸臂桁架连接节点的处理（焊接或螺栓连接）伸臂桁架截面形式（SWFC)伸臂桁

10、架连接节点的处理（焊接或螺栓连接）核心筒巨 柱伸臂桁架环带桁架核心筒伸臂桁架1500深圳平安深圳平安伸臂桁架截面采用箱型截面武汉绿地中心武汉绿地中心巨柱核心筒伸臂桁架2590伸臂桁架与核心筒连接节点（伸臂桁架为正放H型钢）焊缝第三方检测的必要焊缝第三方检测的必要环带桁架连接节点的处理（焊接或螺栓连接）环带桁架环带桁架n上海中心（伸臂桁架横放H型）施工模拟分析施工模拟伸臂桁架伸臂桁架附加内力附加内力封闭时机封闭时机施工过程中结构的稳定分析施工过程中结构的稳定分析竖向变形差异竖向变形差异压缩徐变差异、压缩徐变差异、基础沉降基础沉降差异差异外框、内筒内力重分布外框、内筒内力重分布伸臂、环形桁架附加内

11、力（角柱与巨柱压缩徐变差异）伸臂、环形桁架附加内力（角柱与巨柱压缩徐变差异）非结构荷载作用非结构荷载作用 混凝土收缩、徐变导致混凝土收缩、徐变导致SRC内力重分布内力重分布巨柱轴力对比施工模拟竖向变形和内力重分布巨柱型钢承担的竖向荷载比例巨柱施工预留补偿变形柱与核心筒竖向变形差异的控制方式控制封闭时间控制封闭时间控制构件应力控制构件应力伸臂桁架连接节点的处理南京绿地紫峰南京绿地紫峰减少施工期间竖向构件变形差异的措施减少施工期间竖向构件变形差异的措施弹性竖向变形差；钢筋混凝土收缩徐变竖向变形差；基础盆式沉降竖向变形差。顶模系统顶模系统顶模系统有效提高核芯筒施工速度1）顶模系统高度与施工工序（钢结

12、构施工、土建施工）2）顶模系统与伸臂桁架的关系3）顶模系统与塔吊系统的关系（塔吊形式、顶升方案）4）顶模系统设计考虑核芯筒内部钢结构楼面构件吊装。5）顶模系统对核心筒混凝土墙体的影响（砼龄期、单片墙肢的稳定）顶模系统与伸臂桁架的关系伸臂桁架与核心筒角部连接节点的施工伸臂桁架与核心筒角部连接节点的施工顶模桁架顶模桁架核心筒核心筒主塔吊主塔吊主塔吊主塔吊顶模桁架顶模桁架伸臂桁架伸臂桁架节点节点核心筒核心筒顶模与伸臂桁架的相对关系顶模与伸臂桁架的相对关系900mm因顶模桁架杆件之间间隙较小，铸钢件及钢板节点总宽度超过桁架间隙，无法从桁架上部进行吊装。1800mm1200mm铸钢节点铸钢节点焊接钢板节

13、点焊接钢板节点顶模与伸臂桁架的相对关系顶模与伸臂桁架的相对关系顶模新增开口位置，顶模新增开口位置，吊装完毕后再进行封吊装完毕后再进行封闭闭铸钢件吊装铸钢件吊装钢丝绳穿钢丝绳穿过桁架空过桁架空隙隙铸钢件从铸钢件从桁架下部桁架下部平移就位平移就位原拆除构件上原拆除构件上焊接临时连接焊接临时连接板，利用临时板，利用临时螺栓进行恢复螺栓进行恢复顶模设计时未考虑主体结构的设计特点，使得顶模桁架需进行改造，施工难度增加，且存在施工风险。施工组织应做到设计施工一体化顶模改造顶模改造凸凸点点顶顶模模由由钢钢框框架架系系统统、支支撑撑与与顶顶升升系系统统、模模板板及及附附属属设设施施系系统统组组成成，继继承承了

14、了“模模块块化化顶顶模模”承承载载力力大大、运运行行平平稳稳、安安全全性性好好等等诸诸多多优优势势，同同时时具具有有整整体体可可变变及及局局部部可可变变功功能能（可可以以随随墙墙体体变变化化而而变变化化），更更引引入入智智能能监监控控系系统统，保证了模架运行的安全、稳定。，保证了模架运行的安全、稳定。凸点顶模三维效果凸点顶模三维效果各系统组成各系统组成钢框架系统：钢框架系统：框架柱、框架梁、角部开合机构框架柱、框架梁、角部开合机构支撑与顶升系统：支撑与顶升系统：混混凝凝土土承承力力件件、上上支支撑撑架架、下下支撑架、顶升油缸支撑架、顶升油缸模板及附属设施系统：模板及附属设施系统：大大钢钢模模板

15、板、走走道道板板、围围护护网网、钢楼梯、翻板、滑梁、扁担梁等钢楼梯、翻板、滑梁、扁担梁等采用凸点顶模系统采用凸点顶模系统武汉中心凸点顶模钢框架系统武汉中心凸点顶模钢框架系统9套支撑点8套位于核心筒外墙1套位于核心筒内墙外部支点由混凝土承力件、上支撑架和下支撑架及位于上下支撑架之间的顶升油缸构成。承力件上支撑架下支撑架顶升油缸顶模开合机构顶模开合机构高适应性可变机构研究与设计开合机构设计在钢框架角部设置开合机构，当核心筒施工至伸臂桁架层时，整体或局部打开钢框架角部架体，以便核心筒施工。核心筒不间断施工巨型桁架的施工验算巨型桁架的施工验算施工验算必须非常注施工验算必须非常注意施工工况。意施工工况。

16、1）卸载时巨柱实际施工状况；2）卸载时转换上部结构的荷载情况。中部核心筒与下部核心筒的转换施工连接梁采用螺栓连接连接梁采用螺栓连接要考虑施工引起的结构变形要考虑施工引起的结构变形传统方式：每区设置传统方式：每区设置转换桁架转换桁架部分悬挂结构的施工改进方式：隔区设置改进方式：隔区设置转换桁架转换桁架转换桁架的布置新消防规范实施后，每个避难区之间的层数减少至10层。次框架施工采用设置临时支撑（沙箱）的形式，实现悬挂结构的施工）竖向受力单元竖向受力单元（下托式）（下托式）竖向受力单元竖向受力单元（下托（下托+上挂式）上挂式）部分悬挂体系的施工为为了了防防止止转转换换大大梁梁处处应应力力过过大大，要要求求7777层层处处2020根根箱箱型型次次柱柱预预留留，等等主主体体结结构构封封顶顶，7777层层以以上上外外框框结结构构与与第第五五道道环环带带桁桁架架形形成成倒倒挂挂体体系系，且且外外框框沉沉降降变变形形趋趋于于稳稳定定后后方方可可安安装。装。77层后装段第五道环带桁架77层以上荷载传递至第五道环带桁架形成倒挂体系。沙沙箱箱布布置置：根据施工模拟计算结果得出柱脚最大反力及相对位移值，在转换