某超高層建筑鋼板剪力墻施工技術
趙 陽1，劉小剛2，穆靜波1
（1．北京建筑大學土木與交通工程學院，北京 100044；2．中信和業(yè)投資有限公司，北京 100000）
[摘要]就某超高層建筑中鋼板剪力墻吊裝、焊接、測量、校正等施工工藝進行介紹，工程實踐表明，按照上述方法進行施工，鋼板剪力墻的安裝均達到預期效果，有效地解決了鋼板剪力墻拼裝難、焊接難的問題。
[關鍵詞]高層建筑；鋼板剪力墻；焊接；吊裝；測量；施工技術
[中圖分類號]TU745.1 [文章編號]1002-8498(2016)09-0001-03
1 工程概況
某超高層結構高528m，整體結構采用巨型框架+核心筒結構形式。地下7層，地上108層，其中地下7層~地上46層、地上104~108層采用鋼板剪力墻結構，地上47~103層將鋼板剪力墻更換為鋼骨剪力墻。
核心筒鋼板剪力墻在底部區(qū)域（地上47層以下）采用的是內置單鋼板，其厚度最大為60mm。在中間區(qū)域（地上47~103層）采用的是內置鋼暗撐、鋼暗柱，其截面為熱軋或焊接H型鋼。在頂部區(qū)域（地上103層及以上）采用8mm厚內置單鋼板。在核心筒邊緣構件中布置型鋼暗柱、暗梁。核心筒內鋼結構的材質均為Q345 GJC，Q345C。其中最大單塊鋼板高度為4. 5m，長度為9.3m，質量為24. 9t，單次吊裝起重量大；所有連接縫均采用焊接連接，橫向焊縫均采用單面坡口焊接，豎向焊縫均為雙面坡口焊接，焊接工作量大且均為一級焊縫。
2鋼板剪力墻安裝流程
鋼板剪力墻的鋼板與暗柱、暗梁均在加工廠進行加工，加工廠驗收合格后進場進行吊裝就位，并進行拼裝焊接。每層鋼板剪力墻施工均分為4個區(qū)域，由南向北依次施工（見圖1），首先吊裝東北角處暗柱，鋼板剪力墻施工工藝流程為：鋼板剪力墻進場報驗→鋼板剪力墻起吊拼裝→焊前報驗→焊前加熱焊后校正→焊后驗收→焊后環(huán)冷。
3鋼板剪力墻安裝
3.1 鋼板剪力墻吊裝
3.1.1 鋼板剪力墻吊耳及臨時連接板設置
核心筒鋼板剪力墻在橫向焊縫與豎向焊縫處均設置臨時連接板，橫向焊縫處的部分臨時連接板兼做吊耳使用。鋼板剪力墻根據單元中心的位置設置吊耳的具體位置，距中心距離≥L/3。臨時連接板盡量布置在暗柱的翼緣兩側，兩道連接板間距≤1m，吊耳與臨時連接板材質均為Q345，如圖2所示。
3.1.2鋼板剪力墻就位
由于現場場地狹小，4臺塔式起重機均布置在核心筒內，鋼板剪力墻吊裝采用兩點起吊，由于結構施工時上部有頂升鋼平臺遮蓋，導致核心筒內部分鋼板剪力墻無法直接安裝就位，需要采用雙機換鉤法進行吊裝，部分構件（如2臺塔式起重機連線、塔式起重機背部鋼板剪力墻）無法通過雙機換鉤來完成，選擇通過手動葫蘆來完成鋼板剪力墻的臨時拉結，然后塔式起重機一端松鉤，跨過桁架再次連接原吊耳處，吊耳在頂升鋼平臺桁架下弦部位焊接。
3.2鋼板剪力墻拼裝
由于施工過程中采用頂升鋼平臺，鋼平臺下部設置掛架可供工人進行作業(yè)，故鋼板剪力墻拼裝焊接無須單獨制作操作架。為防止鋼板剪力墻換鉤過程中發(fā)生前后傾倒，在已安裝鋼板剪力墻上斷口處每隔2m對稱焊接2列鋼板，鋼板超出斷口處300~ 400mm。為防止鋼板剪力墻在施工中發(fā)生變形，在鋼板剪力墻吊至作業(yè)面時首先將連接板采用普通螺栓固定，并在鋼板剪力墻之間設置H350×250×9 x14臨時約束支撐。型鋼支撐與鋼板剪力墻之間通過連接板固定，連接板采用250mm×200mm×20mm鋼板。臨時約束支撐平面布置如圖3所示。
4鋼板剪力墻焊前校正
在鋼板剪力墻吊裝完成后采用普通螺栓進行初步固定，待固定完畢后塔式起重機松鉤，首先要對鋼板剪力墻整體拼裝進行測量校正，測量采用全站儀加吊線，校正采用千斤頂進行微調整，本工程中先對第1根暗柱進行測量校正后再進行鋼板剪力墻的安裝，采用邊安裝邊校正的方法來保證安裝精確度，當安裝校正完畢后將螺栓擰緊固定。
4.1 立面垂直度校正
將全站儀在軸線方向架設，調平后豎絲觀測校正鋼板剪力墻端部（勁性鋼柱或對接立邊）垂直度，通過橫焊縫處的千斤頂來校正垂直度。勁性柱間、勁性柱與水平對接邊間、水平對接邊與水平對接邊間單板過渡區(qū)垂直度由頂端吊線控制。
4.2 鋼板剪力墻頂面坐標測控與墻體垂直度控制
鋼板剪力墻安裝就位，豎向投遞控制點位至頂升鋼平臺的4個端點位置（桁架上），架設全站儀進行軸線校正。鋼平臺每次頂升后，重新從下方基準點位豎向投遞控制點，經閉合平差改正后作為控制點坐標數據。鋼板剪力墻施工采用內控法，隨著樓層升高，將全站儀架設在鋼平臺頂部，并形成回路，利用后視法測量鋼板剪力墻，并且在鋼平臺下弦拉線錘以控制鋼板剪力墻垂直度。為避免全站儀架設后近端俯角較大，采用外框架控制點布設，劃分
控制點測控區(qū)域，保證全站儀照準棱鏡時俯角< 300及降低棱鏡高，以控制測量精度。
5 鋼板剪力墻焊接
5.1 焊前清理及溫度控制
5.1.1 焊前清理
在施焊前，先將坡口內部及墊于坡口背部襯板表面的油污、銹蝕、氧化皮、水泥灰渣等雜物清理干凈。鋼板剪力墻間隙的大小采用鋼塞尺或平板尺檢查，鋼板剪力墻間隙允許偏差：無墊板間隙時為+0. 3mm，0.0mm,有墊板間隙時為+3.0mm,-2.0mm。
間隙不符合要求的處理措施：坡口組裝間隙超過允許偏差規(guī)定時，在坡口單側或兩側堆焊，修磨平整使其符合要求。當坡口組裝間隙超過較薄板厚度2倍或> 20mm時，不得采用堆焊方法，而采用增加構件長度和減小組裝間隙的方法。本工程中鋼板剪力墻間隙最大為17mm，采用堆焊方法進行堆焊、磨平后間隙大小均符合上述規(guī)定。
5.1.2 焊前溫度控制
焊前預熱及層間溫度保持常采用電加熱器、火焰加熱器。本工程由于操作面小，存在交叉作業(yè)，為加快施工進度，選擇電加熱器進行加熱，并采用專用的測溫儀器測量，預熱的加熱區(qū)域應在坡口兩側，寬度各為焊件施焊厚度的1.5倍以上，且≥100mm，如圖4所示，預熱溫度宜在焊件反面測量，測溫點應距離焊接點各方向≥75mm。
1)焊前預熱 構件焊接前使用電加熱器將焊接坡口兩側150mm范圍內進行加熱，加熱溫度根據板厚而不同。
2)層間溫度控制 多層焊時采用連續(xù)施焊，每一道焊道焊接完成后及時清理焊渣及表面飛濺物。連續(xù)施焊過程中控制好焊接區(qū)母材溫度，使層間溫度控制在120~190℃。遇到中途斷焊的情況，采取后熱、保溫措施，再次焊接時重新預熱溫度須高于初始預熱溫度。
3)后熱處理 為防止構件由于焊后殘余應力產生塑性變形等不利影響，在焊接完成后使用電加熱設備將焊縫兩側200mm范圍內加熱至200~250℃，保持70~120min。
5.2鋼板剪力墻焊接順序
鋼板剪力墻焊接嚴格遵守由內到外、先立后橫的原則，焊縫采取窄道、薄層、多道的焊接方法。優(yōu)先焊接厚板焊縫，其次焊接薄板焊縫，先焊接變形較大焊縫，后焊接變形較小焊縫。鋼梁焊接時，一根鋼梁不能同時在其兩側焊接，一端焊接完成后，待達到常溫后再進行另外一端焊接。
焊接時需設置引弧板、引出板和鋼襯墊板，其強度均不能大于被焊鋼材的強度，且應具有與被焊鋼材相近的焊接性。
為保證焊接質量，焊接均采用CO2氣體保護焊，要求焊縫引出長度> 25mm，襯墊板厚度≥4mm。焊接完成后，采用火焰切割去除引弧板和引出板并修磨平整，不得用錘擊落，焊接順序如圖5所示從區(qū)域1到區(qū)域4依次施工。
5.3焊后檢查及校正
鋼板剪力墻焊接完成后將電加熱器留置一段時間進行環(huán)冷，待焊縫處冷卻之后將電加熱板拆除，再將臨時連接板割除。切割臨時連接板時需留出5mm富余量，以免傷害母材。之后采用上述測量方法進行測量，與設計數值進行對比，針對部分變形較大構件采用火焰校正進行糾偏。
6 結語
本工程采用上述方法進行施工取得了良好的效果，鋼板剪力墻的安裝均達到預期效果，有效地解決了鋼板剪力墻拼裝難、焊接難的問題。
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