【逆作案例17】全球首例300m超高層全逆作法項目：南京青奧中心雙塔樓

前言

作為全球首例300m超高層全逆作法項目：南京青奧中心雙塔樓地上建築主要由兩棟超高層，地下建築共分為3層。地下室採用全逆作法施工，施工難度大，技術要求高。通過採用倒插柱施工技術，外框超大環板安裝轉運與安裝技術，複雜條件下厚板焊接與變形控制技術，逆作法施工沉降變形控制技術，有效地控制了施工沉降的變形，提高了現場的施工進度。

1、工程概況

南京青奧中心雙塔樓及裙房位於南京市建鄴區江山大街北側，金沙江東路南側，濱江大道南延段東南側，燕山路南延段西側，是集商業、辦公、酒店為一體的綜合性超高層建築。地上建築主要由兩棟超高層（塔A高249，塔B高314m）酒店和商業辦公建築(建築面積160 000m2組成；地下建築共分為3層，主要為地下停車場、部分商業及設備用房。建築效果圖如圖1所示。該工程先進行地下室-1夾層施工後，再開始上下同步施工，外框鋼柱採用單樁單柱作為外框施工豎向支撐體系，核心筒通過剪力牆內布置鋼管柱作為核心筒施工豎向支撐結構。

2、主要施工技術

地下室採用全逆作法施工，施工難度大，技術要求高。確定施工方案時必須綜合考慮結構特點、現場施工條件和施工工期等各種因素，並進行施工全過程計算機模擬分析，確保施工過程安全可靠。鋼結構施工主要包括超長、超重倒插柱施工技術、外框超大環板轉運與安裝技術、複雜條件下厚板焊接與變形控制技術和逆作法施工沉降變形控制技術等4部分，採用的主要施工技術如下。

2.1 超長（28m）、超重（63.7t）倒插柱施工技術

（1）車間分段加工的原材圓管採用相貫面等離子火焰管材數控切割機進行相貫面切割下料。下料切割、坡口、精度控制均由計算機完成，精度誤差不大於2mm。

鋼柱運至現場後，為了解決現場鋼柱拼裝自身垂直度的控制難題，在現場設置的胎架上進行拼裝。胎架定位設置時，使胎架與鋼柱接觸面標高在同一水平面上，每根鋼柱拼接開始前，會根據柱子分段變化重新調整支座的位置，並將支座調整到同一軸線和標高。鋼柱就位以後，對兩節鋼柱進行預拼裝，在鋼柱表面拉設兩道線以校準鋼柱水平度，水平度控制在1/1000以內，滿足精度要求後進入焊接工序。鋼柱拼裝調校如圖2所示。

（2）施焊前必須清除焊接部位及周邊表面水份、氧化鐵及油污等雜質；施焊過程中，若遇到短時大風雨，施焊人員應立即採用3~4層石棉布將焊縫緊裹，並在重新開焊之前將焊縫100mm周圍處進行預熱後方可進行焊接。同時，為防止焊接時焊縫出現層狀撕裂，需要進行焊前預熱以及焊縫後熱處理，嚴格控制焊接順序。

（3）逆作鋼柱的施工流程(鋼柱拼裝→樁基開孔及鋼筋籠下放→側斜管安裝→鋼支架安裝→鋼柱吊裝→鋼柱軸線標高調整→垂直度檢測→鋼管柱矯正→鋼柱定位複測→鋼柱固定→混凝土澆築支架安裝→鋼管混凝土澆築。

（4）為避免鋼柱外側栓釘掛住鋼筋籠，確保鋼柱順利就位，將鋼柱外側栓釘採用通長鋼筋連接起來。柱內外側栓釘上通長連接鋼筋布置分別如圖3和圖4所示。同時避免混凝土導管與管內栓釘掛住，影響鋼柱垂直度，同樣將栓釘連接起來。

（5）逆作鋼柱實時調垂控制系統

樁柱混凝土澆築過程中，由於混凝土對鋼立柱的擾動與衝擊，不可避免地會影響鋼立柱吊裝時的垂直度，這也是一直制約逆作法進一步發展的障礙之一。鑒於這一技術「瓶頸」問題，結合以往調垂方法和施工各工況下的技術分析，採用先進的監測技術、傳動裝置以及人機交互等技術研製了一套逆作柱實時調垂系統，實現了混凝土澆築過程中鋼柱垂直度實時監測並實時糾偏調垂，其控制精度可達到1/1000該系統還具有操作簡單、自動化程度高等特點。

調垂系統架分為上、下兩個支架平台，支架下部平台用於支撐鋼柱，同時設有4個千斤頂和4個螺桿，用於鋼柱軸心對中調節和鋼柱臨時固定，調垂過程中作為支點；支架上部平台設有4個千斤頂和4個螺桿，用於鋼柱垂直度調節和鋼柱固定，調垂過程中作為力的作用點。鋼支架頂部設置調節桿，與鋼柱上部導向柱連接，用以輔助調節鋼柱垂直度。

通過施工過程各工況下的計算分析，支承架設計為格構柱形式，如圖5所示。

（6）安裝鋼支架

場地硬化後鋼柱安裝前，先測量定位，確定鋼柱的平面位置，然後在場地上彈出十字線，待成孔後，清理泥漿，並重新複核十字軸線，確保鋼柱定位準備。由於鋼支架是整個鋼柱矯正的基礎，因此鋼支架的定位與是否牢固至關重要。在地面硬化完成後，在地面放出鋼支架的定位軸線，鋼支架安裝精度控制在±5mm內；鋼支架每個腳利用4個M16膨脹螺栓固定。

（7）鋼管柱安裝就位垂直度控制

鋼柱對中以後，將垂直度監控探頭放入側斜管內，根據PVC管內的十字槽分兩個軸向，每

0.5m採集一個數據，共採集80個數據，繪製出垂直度初始曲線，分析出鋼柱的偏移量；再次將探頭放入側斜管內，實時監控，使用調整千斤頂或螺桿進行調校，直至確保垂直度滿足小於1/500的要求，用上、下兩道千斤頂和螺桿將鋼柱固定。

（8）混凝土澆築的實時糾偏

在鋼柱管內混凝土澆築時，混凝土和泥漿返漿等對鋼柱有一定的衝擊作用，隨時會影響鋼管柱的垂直度。混凝土澆築過程中，需進行次垂直度調整，分別為混凝土澆築至鋼柱前、人工填築石子基本結束時。混凝土澆築完成時$根據監控數據通過千斤頂或螺桿對鋼柱進行實時微調，以使鋼柱滿足垂直度要求。

混凝土剛進入鋼管柱時，最容易影響鋼管柱的垂直度。因此，混凝土澆築時，必須根據樁體的澆築量計算充盈係數，準確判斷混凝土進入鋼管柱的時間，加強對導管的輕微晃動，使鋼管柱內外壓力保持平衡。需要指出的是，大的泥漿結塊極易造成返漿不暢，從而在混凝土進入鋼管柱時，使鋼管柱偏位。因此，清孔時，必須確保樁孔內泥漿無大的結塊。

2.2地下室外框超大環板安裝轉運與安裝技術

外框牛腿由兩個類L形的超大環板組成，大部分環板的尺寸為3200mmx2750mmx50mm，重達3.5t，如圖7所示。

（1）根據深化圖紙中環板的標高，在柱上側設環板定位線；用打磨機清理外框方柱焊接位置外表面上的浮銹、泥土等污物，保證環板焊接質量，如圖8所示。

（2）吊裝前，對環板定位角度、標高、牛腿的標號、長度、截面尺寸、螺孔直徑及位置、節點板表面質量等進行全面複核!符合要求後才能進行安裝。

（3）先用塔吊將鋼樑由出土口吊裝至相應層，然後採用5t叉車倒運至安裝位置相應下方，最後採用採用5t手拉葫蘆提升至設計位置，如圖9所示。

3、複雜條件下厚板焊接與變形控制技術

焊接變形的控制及焊接殘餘應力的消減措施

鋼柱與牛腿拼接過程中，由於板材較厚且有一端為自由端、單面坡口，因此焊接後容易出現熔池收縮產生拉力，導致自由端向上翹起。為防止出現上述焊接變形問題，在焊接前將鋼樑或牛腿上表面與鋼柱之間焊接斜向支撐，如圖10所示。

4、逆作法施工沉降變形控制技術

沉降差控制措施

（1）鋼構件安裝與焊接施工流程

大底板形成之前焊接順序如何合理安排均關係到支承柱的不均勻沉降的大小，因此，同一塔樓所有地下室環板採用「跳倉法和對稱法」的順序安裝和焊接。

（2）在核芯筒鋼管柱之間設置臨時鋼支撐

核心筒內鋼管柱塔樓全逆作施工過程中，核心筒鋼柱作為承擔上部荷載主要受力桿件，在鋼管混凝土柱兩個相互垂直的方向增加交叉支撐（圖11），增加支撐後有效地控制了鋼管混凝土柱的計算長度，又使鋼柱連成整體!能夠有效地控制鋼柱之間的不均勻沉降，支撐位於筏板混凝土內，澆築筏板時不再拆除此部分支撐!直接澆築在筏板內，又可減少支撐拆除及專用工作量，有利於現場整體施工進度。

（3）鋼構件安裝與焊接施工監測

在逆作法施工和基礎施工期間對地下管線、地下連續牆水平位移和沉降、支承柱沉降進行了跟蹤監測；一般情況下每2天觀測1次，上部結構施工一個樓層後一周內應每天觀測,1次，各點高程均用二次閉合測量。若出現沉降差超過報警值時，立即採取措施。

PS: 素材來自逆作法工程中心，版權歸逆作法工程中心所有。如有問題，聯繫後台，予以刪除。歡迎關注微信公眾號：建工大咖圈