由于超高層建筑高度高、荷載大、體系復(fù)雜以及施工周期長(zhǎng)、施工工藝復(fù)雜，特別是施工過(guò)程中尚未形成完整穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)體系，臺(tái)風(fēng)等極端情況會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)本身和大型施工設(shè)備帶來(lái)安全隱患。因此，在設(shè)計(jì)與施工中若考慮不周、措施不當(dāng)、控制不利等，必然存在諸多技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)；由此引發(fā)的事故勢(shì)必造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失和嚴(yán)重的不良社會(huì)影響。因此，針對(duì)超高層的設(shè)計(jì)與施工必須加強(qiáng)對(duì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的分析和識(shí)別，梳理關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，并制定相應(yīng)控制措施，才能有效控制風(fēng)險(xiǎn)，避免事故發(fā)生。

超高層建筑具有不同于一般結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)（風(fēng)荷載與地震作用為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮因素、大截面構(gòu)件多）和特有的施工技術(shù)（整體提升式施工裝備、多專(zhuān)業(yè)交叉施工），本文重點(diǎn)針對(duì)超高層建筑在設(shè)計(jì)和施工階段可能出現(xiàn)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行以下識(shí)別和分析。

 1 設(shè)計(jì)階段技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制要點(diǎn)解讀

1.1  基坑設(shè)計(jì)階段技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)

高層建筑上部荷載大，往往采用多層地下室與樁筏基礎(chǔ)作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式，導(dǎo)致高層建筑基坑規(guī)模大、深度深，設(shè)計(jì)和施工階段基坑坍塌風(fēng)險(xiǎn)大。深基坑設(shè)計(jì)方案不當(dāng)?shù)脑蛑饕憩F(xiàn)在以下幾個(gè)方面：深基坑設(shè)計(jì)方案選擇不適于基坑規(guī)模；支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中土體的物理力學(xué)參數(shù)選擇不當(dāng)、深基坑支護(hù)周邊環(huán)境工況荷載取值不當(dāng)導(dǎo)致計(jì)算模型或計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤；忽略長(zhǎng)邊空間效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)影響，對(duì)基坑開(kāi)挖過(guò)程中最不利工況考慮不足；對(duì)地下水造成的附加水土壓力估計(jì)不足和地下水對(duì)錨桿結(jié)構(gòu)的不良影響，造成支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失誤或錨固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失誤；基坑開(kāi)挖過(guò)程中對(duì)基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和預(yù)判不準(zhǔn)確，達(dá)到報(bào)警值時(shí)未采取有效補(bǔ)救措施。

為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，建筑基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑類(lèi)型、基坑開(kāi)挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境對(duì)基坑側(cè)壁位移的要求，基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限等因素，考慮施工過(guò)程的影響，進(jìn)行土方分層開(kāi)挖、分層設(shè)置支撐、逐層換撐拆撐的全過(guò)程分析。盡可能使實(shí)際施工的各個(gè)階段，與計(jì)算設(shè)定的各個(gè)工況一致；基坑設(shè)計(jì)時(shí)要考慮軟土流變特性的時(shí)間效應(yīng)和空間效應(yīng)，考慮特殊土在溫度、荷載、形變、地下水等作用下的特殊性質(zhì)；實(shí)行基坑動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和信息化施工，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)包括內(nèi)力、變形、土壓力、孔隙水壓力、潛水及承壓水水頭標(biāo)高等；反分析得到計(jì)算模型參數(shù)；預(yù)測(cè)下一工況支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形；必要時(shí)，修改設(shè)計(jì)措施、調(diào)整挖土方案；從設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法來(lái)看，要徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，建立變形控制的新的工程設(shè)計(jì)方法，開(kāi)展支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究，探索新型支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法。

高層建筑基坑開(kāi)挖深度深，容易產(chǎn)生坑底承壓水突涌風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)主要風(fēng)險(xiǎn)因素有：未進(jìn)行抗?jié)B流或抗管涌穩(wěn)定性驗(yàn)算；沒(méi)有考慮處理承壓水措施；未考慮在地下水及在施工擾動(dòng)作用下，深基坑坑底土層性能的弱化作用。

對(duì)深基坑坑底突涌的風(fēng)險(xiǎn)控制，設(shè)計(jì)階段要考慮和采取以下措施：設(shè)計(jì)時(shí)必須進(jìn)行抗?jié)B流或抗管涌穩(wěn)定性驗(yàn)算；對(duì)可能出現(xiàn)承壓水突涌的基坑，設(shè)計(jì)應(yīng)采取豎向止水帷幕隔絕法和坑底加固法等處理方法，具備條件時(shí)應(yīng)盡可能切斷坑內(nèi)外承壓水層的水力聯(lián)系，隔斷承壓含水層，進(jìn)行分析計(jì)算給出承壓井布置范圍、數(shù)量。

深基坑坑底隆起風(fēng)險(xiǎn)與基坑邊坡坍塌有關(guān)聯(lián)，主要原因有：忽略坑底隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算；豎向圍護(hù)結(jié)構(gòu)插入深度不足；基坑坍塌導(dǎo)致的連鎖災(zāi)害。

坑底隆起風(fēng)險(xiǎn)是深基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)需考慮的重要方面，設(shè)計(jì)階段必須進(jìn)行抗坑底隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算；在施工時(shí)設(shè)計(jì)應(yīng)關(guān)注坑底隆起（回彈）量的監(jiān)測(cè)。

1.2  超長(zhǎng)及超大截面混凝土結(jié)構(gòu)裂縫風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)裂縫風(fēng)險(xiǎn)

由于超高層結(jié)構(gòu)上部荷載大，抗風(fēng)與抗震要求高，其承重與抗側(cè)力體系混凝土構(gòu)件，特別是轉(zhuǎn)換層、加強(qiáng)層等構(gòu)件多呈長(zhǎng)、大截面的顯著特點(diǎn)。由于結(jié)構(gòu)方案或構(gòu)造設(shè)計(jì)不當(dāng)，或是未提出合理的抗裂技術(shù)要求是設(shè)計(jì)階段產(chǎn)生這一風(fēng)險(xiǎn)的主要原因。

在設(shè)計(jì)方面，合理選擇結(jié)構(gòu)形式，降低結(jié)構(gòu)約束程度，結(jié)構(gòu)平面形狀應(yīng)盡量考慮剛度均勻?qū)ΨQ(chēng)，對(duì)外挑、內(nèi)收等不規(guī)則結(jié)構(gòu)，要求設(shè)計(jì)上作特殊處理。降低結(jié)構(gòu)約束程度可減少結(jié)構(gòu)內(nèi)部不必要的超靜定次數(shù)與冗余度，避免在產(chǎn)生彈性變形時(shí)發(fā)生應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂縫；而結(jié)構(gòu)平面形狀不規(guī)則會(huì)使結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形不規(guī)則、凹凸不規(guī)則，外挑、內(nèi)收不規(guī)則結(jié)構(gòu)會(huì)造成結(jié)構(gòu)豎向剛度突變，產(chǎn)生相對(duì)薄弱層，在風(fēng)荷載或地震荷載作用下產(chǎn)生過(guò)大變形，造成薄弱層結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。

對(duì)于大體積混凝土構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮設(shè)置溫度后澆帶、膨脹帶或采用膨脹混凝土、纖維混凝土等抗裂措施，避免由于水泥水化熱反應(yīng)造成大體積混凝土構(gòu)件內(nèi)部升溫過(guò)高、內(nèi)外溫差過(guò)大，產(chǎn)生溫度裂縫；在應(yīng)力集中部位進(jìn)行構(gòu)造配筋，可明顯減小混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗裂能力；進(jìn)行超大面積和超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的有限元分析，可驗(yàn)證結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗裂措施是否有效。

1.3  結(jié)構(gòu)大面積漏水風(fēng)險(xiǎn)

造成結(jié)構(gòu)大面積漏水的風(fēng)險(xiǎn)，在設(shè)計(jì)方面的主要原因是設(shè)計(jì)不當(dāng)，主要包括建筑連接部位節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)構(gòu)造不當(dāng)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裂縫控制不嚴(yán)。因此，針對(duì)結(jié)構(gòu)水平與豎向構(gòu)件連接的陰陽(yáng)角處防水不易處理，易造成漏水，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇防水材料、構(gòu)造，形成多道防水防線；屋面雨水口設(shè)計(jì)數(shù)量，除滿(mǎn)足規(guī)范要求外，在容易積水的敏感部位，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)估計(jì)特大暴雨的影響。

結(jié)構(gòu)面排水設(shè)計(jì)應(yīng)做到避免產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間大量積水，在易積水敏感部位，應(yīng)做特殊防排水設(shè)計(jì)；除外防水措施外，結(jié)構(gòu)自防水也是結(jié)構(gòu)防水的重要方面，結(jié)構(gòu)自身裂縫，尤其是大面積貫通裂縫，會(huì)加大結(jié)構(gòu)漏水風(fēng)險(xiǎn)。

 2 施工階段技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制要點(diǎn)解讀

2.1  深基坑坍塌與坑底突涌風(fēng)險(xiǎn)

施工階段深基坑坍塌的主要風(fēng)險(xiǎn)因素有：深基坑開(kāi)挖未按照設(shè)計(jì)工況開(kāi)挖，一次開(kāi)挖面積過(guò)大，對(duì)基坑開(kāi)挖存在的空間效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)考慮不周，基坑開(kāi)挖土體擾動(dòng)過(guò)大，變形控制不力，造成基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過(guò)大；基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量差，開(kāi)挖過(guò)程中圍護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、支撐斷裂破壞，或止水帷幕因施工缺陷未封閉，導(dǎo)致圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)壁滲漏管涌；深基坑施工階段地下水處理方法不當(dāng)，未按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行降水作業(yè)；基坑坑邊荷載超限，基坑開(kāi)挖土方堆置不合理，坑邊超載過(guò)大；未按照設(shè)計(jì)要求布設(shè)基坑監(jiān)測(cè)點(diǎn)，或?qū)颖O(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析和預(yù)判不準(zhǔn)確，基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)連續(xù)報(bào)警或突變值未被重視；開(kāi)挖至基底后坑底暴露時(shí)間太長(zhǎng)，強(qiáng)降雨沖刷，長(zhǎng)時(shí)間浸泡，造成坑底土體擾動(dòng)隆起，被動(dòng)土壓力減小。

在基坑工程施工中首先應(yīng)保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，保障支護(hù)結(jié)構(gòu)具備足夠的強(qiáng)度和剛度；在土方開(kāi)挖前遵循時(shí)空效應(yīng)原理，控制好局部與整體的變形，制訂安全可行的基坑開(kāi)挖施工方案，并嚴(yán)格執(zhí)行先撐后挖、分層分塊對(duì)稱(chēng)平衡開(kāi)挖原則，合理安排施工進(jìn)度，及時(shí)組織施工；遵循信息化施工原則，加強(qiáng)過(guò)程動(dòng)態(tài)調(diào)整，按規(guī)范要求布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并在施工過(guò)程做好對(duì)各類(lèi)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的保護(hù)，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)連續(xù)性與精確性，落實(shí)專(zhuān)人負(fù)責(zé)定期做好監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的收集、整理、分析與總結(jié)，及時(shí)啟動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)連續(xù)報(bào)警與突變值的應(yīng)急預(yù)案；做好施工現(xiàn)場(chǎng)管理工作，加強(qiáng)施工組織管理，控制基坑周邊荷載大小與作用范圍，避免局部超載、控制附加應(yīng)力，嚴(yán)禁基坑超挖，隨挖隨支撐，開(kāi)挖至設(shè)計(jì)坑底標(biāo)高以后，及時(shí)驗(yàn)收，及時(shí)澆筑混凝土墊層；開(kāi)挖過(guò)程中控制地下水影響，制訂有針對(duì)性的淺層與深層地下水綜合治理措施，按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行降水作業(yè)，執(zhí)行按需降水原則，做好坑內(nèi)外排水系統(tǒng)的銜接，施工期間應(yīng)做好防汛搶險(xiǎn)及防臺(tái)風(fēng)抗洪措施。

廣州市某高層建筑基坑工程，基坑周長(zhǎng)約 340 m，原設(shè)計(jì)地下室 4 層，基坑開(kāi)挖深度為 17 m，錨索夾片破壞基坑坍塌造成 3 人死亡，5 人受傷。對(duì)坍塌原因

進(jìn)行分析，主要包含以下幾點(diǎn)。①超挖：原設(shè)計(jì) 4 層基坑 17 m，后開(kāi)挖成 5 層基坑（20.3 m），挖孔樁成吊腳樁；②超時(shí)：基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)服務(wù)年限 1 年，實(shí)際從開(kāi)挖及出事已有近 3 年；③超載：坡頂土方車(chē)、吊車(chē)、堆載超載；④設(shè)計(jì)原因：巖面埋深較淺，但巖層傾斜，設(shè)計(jì)單位仍采用理正軟件對(duì)原基坑設(shè)計(jì)方案進(jìn)行復(fù)核、設(shè)計(jì)，而忽視現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖過(guò)程中巖面從南向北傾斜，傾斜角約為 25°的實(shí)際情況；另外，施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)巖面傾斜，南部位移較大后，曾對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行預(yù)應(yīng)力錨索加固，加固范圍只是南部西側(cè)的 20～30 m，加固范圍太少。

施工過(guò)程中承壓水突涌的風(fēng)險(xiǎn)因素主要有：止水帷幕存在不封閉施工缺陷，未隔斷承壓水層或未形成承壓水有效繞流，基底未作封底加固處理或加固質(zhì)量差；降壓井設(shè)置數(shù)量、深度不足，未按照設(shè)計(jì)要求及時(shí)開(kāi)啟承壓井或損壞失效，承壓水位觀測(cè)不力；在地下水作用下或施工擾動(dòng)作用下底層土體軟化或液化。相應(yīng)控制要點(diǎn)有：保證止水帷幕深度和質(zhì)量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；基坑內(nèi)局部深坑部位應(yīng)采用水泥土攪拌樁或旋噴樁加固，并保證其施工質(zhì)量；通過(guò)計(jì)算確定減壓降水井布置數(shù)量與濾頭埋置深度，并通過(guò)抽水試驗(yàn)加以驗(yàn)證；坑內(nèi)承壓水位觀測(cè)井應(yīng)單獨(dú)設(shè)置，并連續(xù)觀測(cè)、記錄水頭標(biāo)高；在開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)采取保護(hù)措施，確保減壓降水井的完好性；按預(yù)定開(kāi)挖深度及時(shí)開(kāi)啟減壓降水井，并確保雙電源供電系統(tǒng)的有效性。

2.2   核心筒模架系統(tǒng)垮塌與墜落風(fēng)險(xiǎn)

超高層建筑核心筒結(jié)構(gòu)的施工主要采用液壓自動(dòng)爬升模板工程技術(shù)、整體提升鋼平臺(tái)模板工程技術(shù)，這兩種模板工程系統(tǒng)裝備多是將模板、支撐、腳手架以及作業(yè)平臺(tái)按一體化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化與工具式設(shè)計(jì)、制作、安裝，并利用主體結(jié)構(gòu)爬升進(jìn)行高空施工作業(yè)。這些模架系統(tǒng)在實(shí)際工程應(yīng)用中最主要的風(fēng)險(xiǎn)是整體或是局部的垮塌與墜落。造成這一風(fēng)險(xiǎn)的因素與控制要點(diǎn)主要有以下幾方面。

液壓爬升模板系統(tǒng)與整體提升式鋼平臺(tái)搭設(shè)均屬于超過(guò)一定規(guī)模風(fēng)險(xiǎn)性較大的專(zhuān)業(yè)工程，相關(guān)設(shè)計(jì)制作、安裝拆除、施工作業(yè)應(yīng)編制專(zhuān)項(xiàng)方案，專(zhuān)項(xiàng)方案應(yīng)

通過(guò)專(zhuān)家論證。

在方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)針對(duì)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的各個(gè)工況，進(jìn)行結(jié)構(gòu)與構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的驗(yàn)算，并對(duì)承載螺栓、支承桿和導(dǎo)軌主要受力部件分別按施工、爬升和停工 3 種工況進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性計(jì)算。

核心筒水平結(jié)構(gòu)滯后施工時(shí)，施工單位應(yīng)與設(shè)計(jì)單位共同確定施工程序及施工過(guò)程中保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的安全技術(shù)措施，其須由專(zhuān)業(yè)安裝制作單位進(jìn)行裝備的設(shè)計(jì)制作、安裝拆除。

在安裝前應(yīng)進(jìn)行原材料及產(chǎn)品制作質(zhì)量檢驗(yàn)，架體、提升架、支承桿、吊架、縱向連系梁等構(gòu)件所用鋼材應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。錐形承載接頭、承載螺栓、掛鉤連接座、導(dǎo)軌、防墜爬升器等主要受力部件，所采用鋼材的規(guī)格和材質(zhì)應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件要求；裝備在出廠前應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)試拼，驗(yàn)證加工精度，應(yīng)進(jìn)行至少 2 個(gè)機(jī)位的爬升裝置安裝試驗(yàn)、爬升性能試驗(yàn)和承載試驗(yàn)，并提供試驗(yàn)報(bào)告；裝備在安裝完成后，應(yīng)由第三方建設(shè)機(jī)械檢測(cè)單位進(jìn)行使用前的性能指標(biāo)和安裝質(zhì)量檢測(cè)。

附著支座預(yù)埋件與結(jié)構(gòu)混凝土的連接、牛腿支座與預(yù)埋件的連接均應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，采用鋼結(jié)構(gòu)的連接時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行 GB 50017－2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)于螺栓和焊接連接的要求；預(yù)埋件與混凝土結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行 GB 50010－2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。

作業(yè)平臺(tái)上的施工荷載嚴(yán)禁超過(guò)設(shè)計(jì)荷載，堆載應(yīng)均布，避免不對(duì)稱(chēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部應(yīng)力集中。

裝備提升系統(tǒng)應(yīng)做到裝備各支座同步提升，避免過(guò)大的支座位移差異造成裝備結(jié)構(gòu)在強(qiáng)迫位移荷載作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成局部構(gòu)件屈服或節(jié)點(diǎn)連接破

壞；因此提升式裝備必須按照專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)單位的要求正確設(shè)置防墜、防傾裝置，并應(yīng)設(shè)置位移和重力傳感器，在施工過(guò)程中監(jiān)控防墜、防傾裝置的有效性，在提升設(shè)備發(fā)生異常情況時(shí)可及時(shí)生效防墜系統(tǒng)，以保證裝備提升過(guò)程中的結(jié)構(gòu)安全。

提升設(shè)備的每次提升進(jìn)程不宜超過(guò) 100 mm，在提升過(guò)程中密切監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，同步爬升控制時(shí)，每段相鄰機(jī)位間的升差值宜在 1/200 以?xún)?nèi)，整體升差值宜在 50 mm 以?xún)?nèi)。

爬升裝備的施工荷載均通過(guò)支座傳遞至混凝土結(jié)構(gòu)，新澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后裝備再進(jìn)行爬升，避免支座處混凝土結(jié)構(gòu)失效，危及提升裝

備結(jié)構(gòu)安全。裝備筒架支撐系統(tǒng)、鋼梁爬升系統(tǒng)豎向支撐限位裝置擱置于混凝土支撐牛腿、鋼結(jié)構(gòu)支撐牛腿時(shí)，支撐部位混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，且應(yīng)≥ 20 MPa；整體鋼平臺(tái)裝備鋼柱爬升系統(tǒng)支撐于混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)體抗壓強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，且應(yīng)≥ 15 MPa。

裝備提升過(guò)程中必須要保證提升通道上無(wú)異物障礙物，避免對(duì)爬升設(shè)備造成破壞，裝備上無(wú)鉤掛異物，防止高空墜物，爬升前必須拆除模板上的全部對(duì)拉螺

栓及妨礙爬升的障礙物；清除架體上剩余材料，翻起所有安全蓋板，解除相鄰分段架體之間、架體與構(gòu)筑物之間的連接，確認(rèn)防墜爬升器處于爬升工作狀態(tài)；確認(rèn)下層掛鉤連接座、錐體螺母或承載螺栓已拆除；檢查液壓設(shè)備均處于正常工作狀態(tài)，承載體受力處的混凝土強(qiáng)度滿(mǎn)足架體爬升要求，確認(rèn)架體防傾調(diào)節(jié)支腿已退出，掛鉤鎖定銷(xiāo)已拔出；架體爬升前要組織安全檢查；在裝備

提升過(guò)程中，不應(yīng)有塔吊在裝備附近進(jìn)行吊裝作業(yè)，避免偶然碰撞對(duì)處于提升過(guò)程欠約束的裝備造成沖擊荷載，使爬升約束裝置失效。

2.3    心筒外掛內(nèi)爬塔吊機(jī)體失穩(wěn)傾翻及墜落風(fēng)險(xiǎn)

超高層結(jié)構(gòu)施工采用外掛內(nèi)爬式塔吊施工方式，由于塔吊設(shè)備自重以及吊裝構(gòu)件重量大，且需要利用已完核心結(jié)構(gòu)外掛，懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)與爬升工藝復(fù)雜，高空作業(yè)受風(fēng)荷載影響大。因此，內(nèi)爬外掛塔吊系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制作、安裝以及塔機(jī)爬升作業(yè)過(guò)程控制不當(dāng)，極易會(huì)發(fā)生塔吊的機(jī)體失穩(wěn)傾翻、墜落事故。

懸掛系統(tǒng)（外掛架）結(jié)構(gòu)整體與構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)均應(yīng)由專(zhuān)業(yè)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、塔吊回轉(zhuǎn)半徑、自重與吊裝重量情況等多種因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，并合理選擇下?lián)螚U形式，上拉桿形式、上拉桿和下?lián)螚U結(jié)合形式及局部加強(qiáng)技術(shù)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)進(jìn)行不同荷載工況下的計(jì)算分析，保證結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行有限元建模分析，對(duì)受力較大的構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)在不同施工工況下的結(jié)構(gòu)安全性。

外掛架的各構(gòu)件之間均應(yīng)采用易于拆卸的高強(qiáng)度銷(xiāo)軸進(jìn)行單軸固定，以適應(yīng)施工過(guò)程中不斷的拆卸與安裝，同時(shí)要對(duì)節(jié)點(diǎn)作受力性能分析，以驗(yàn)證受力計(jì)算的可靠性。

塔機(jī)支座預(yù)埋件應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行 GB 50010－2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)，在核心筒剪力墻鋼筋綁扎過(guò)程中按照埋件定位圖將塔吊附墻埋件埋入指定位置，復(fù)核埋件的平面位置及標(biāo)高后將埋件與剪力墻鋼筋點(diǎn)焊固定牢靠，埋件埋設(shè)的過(guò)程務(wù)必按圖施工，避免用錯(cuò)埋件及埋件方向裝反的情況發(fā)生；考慮新澆筑混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的差異性，取低一級(jí)強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行驗(yàn)算；預(yù)埋件的施工精度和質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)要求。應(yīng)進(jìn)行不同荷載工況下核心筒結(jié)構(gòu)的受力和變形計(jì)算分析，選取最不利荷載組合工況，確定混凝土強(qiáng)度要求和加固措施要求。

架體制作所用材料和部件應(yīng)由材料和部件供應(yīng)商提供合格的質(zhì)量證明文件，其品種、規(guī)格、質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合國(guó)家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)文件要求；架體在出廠前應(yīng)進(jìn)行場(chǎng)內(nèi)試拼，驗(yàn)證加工精度；架體安裝應(yīng)嚴(yán)格按照橫梁→次梁→斜拉桿→水平支撐的順序，保證架體安裝精度和安裝過(guò)程中的體系穩(wěn)定；架體在安裝完成后，應(yīng)由第三方建設(shè)機(jī)械檢測(cè)單位進(jìn)行使用前的性能指標(biāo)和安裝質(zhì)量檢測(cè)，塔機(jī)安裝完成后，經(jīng)空載調(diào)試，確認(rèn)無(wú)誤后即可按照塔機(jī)試吊步驟逐步完成空載、額定載荷、動(dòng)載和超載試驗(yàn)，經(jīng)檢測(cè)合格后報(bào)當(dāng)?shù)丶夹g(shù)監(jiān)督和安監(jiān)部門(mén)，經(jīng)驗(yàn)收合格后投入使用。

爬升作業(yè)應(yīng)確保三套懸掛系統(tǒng)交替工作。爬升前應(yīng)將塔吊上及與塔吊相連的構(gòu)件、雜物清理干凈，非塔吊用電纜梳理并遷移離開(kāi)塔吊，確保塔吊為獨(dú)立體系，不與相鄰其他結(jié)構(gòu)或構(gòu)件碰撞；在提升過(guò)程中必須保持塔吊的垂直度滿(mǎn)足規(guī)范要求，避免提升不同步引起塔吊傾斜，造成部分構(gòu)件應(yīng)力集中；每次提升前后均應(yīng)進(jìn)行塔吊垂直度、連接件連接情況的校核檢查；不良天氣情況下禁止進(jìn)行塔吊提升作業(yè)，過(guò)大風(fēng)荷載會(huì)造成塔吊的傾覆；塔吊作業(yè)時(shí)嚴(yán)禁起吊超過(guò)支座系統(tǒng)設(shè)計(jì)荷載要求的重物，否則會(huì)造成塔吊支座失效或塔身結(jié)構(gòu)破壞。

廣州市某建筑工地塔吊倒塌事故的直接原因是部分頂升工人違規(guī)飲酒后作業(yè)，未佩戴安全帶；在塔吊右頂升銷(xiāo)軸未插到正常工作位置，并處于非正常受力狀

態(tài)下，頂升人員繼續(xù)進(jìn)行塔吊頂升作業(yè)，頂升過(guò)程中頂升擺量?jī)?nèi)外腹板銷(xiāo)軸孔發(fā)生嚴(yán)重的屈曲變形，右頂升爬梯首先從右頂升銷(xiāo)軸端部滑落；右頂升銷(xiāo)軸和右換步銷(xiāo)軸同時(shí)失去對(duì)內(nèi)塔身荷載的支承作用，塔身荷載連同沖擊荷載全部由左爬梯與左頂升銷(xiāo)軸和左換步銷(xiāo)軸承擔(dān)，最終導(dǎo)致內(nèi)塔身滑落，塔臂發(fā)生翻轉(zhuǎn)解體，塔吊傾覆坍塌。

2.4    超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)桁架垮塌及墜落風(fēng)險(xiǎn)

鋼結(jié)構(gòu)桁架安裝多采用支架或懸臂散拼安裝工藝、整體提升安裝工藝。主要施工特點(diǎn)是構(gòu)件重量大、整體性要求高、厚板焊接難度大，特別是高空作業(yè)、臨

空作業(yè)條件下，施工控制難度大，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大。因此，鋼結(jié)構(gòu)桁架深化設(shè)計(jì)、制作、安裝與過(guò)程控制不當(dāng)，極易會(huì)發(fā)生整體或是局部垮塌、墜落事故。造成這一風(fēng)險(xiǎn)的因素與控制要點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

鋼結(jié)構(gòu)桁架深化設(shè)計(jì)應(yīng)綜合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、受力要求、作業(yè)條件、設(shè)備性能、工序搭接和擬采用的安裝工藝等實(shí)際情況，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)安裝過(guò)程中的工況模擬分析，尤其是安裝過(guò)程中未形成可承載結(jié)構(gòu)時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析，確定合理的安裝順序與臨時(shí)加固措施，保證結(jié)構(gòu)在吊裝過(guò)程中的穩(wěn)定性，以滿(mǎn)足構(gòu)造、施工工藝、構(gòu)件運(yùn)輸?shù)扔嘘P(guān)技術(shù)要求；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位根據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況對(duì)鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的構(gòu)件分段、節(jié)點(diǎn)連接方式進(jìn)行復(fù)核和確認(rèn)。由于鋼結(jié)構(gòu)受溫度影響明顯，會(huì)產(chǎn)生附加溫度應(yīng)力與應(yīng)變，尤其大跨度鋼結(jié)構(gòu)合攏時(shí)應(yīng)進(jìn)行溫度場(chǎng)作用下的結(jié)構(gòu)受力分析，避免產(chǎn)生過(guò)大溫度內(nèi)應(yīng)力。

鋼結(jié)構(gòu)桁架的施工應(yīng)編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案，包括施工階段的結(jié)構(gòu)分析和驗(yàn)算、結(jié)構(gòu)預(yù)變形設(shè)計(jì)、臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)或是施工措施的設(shè)計(jì)、施工工藝與工況詳圖等；專(zhuān)項(xiàng)方案應(yīng)通過(guò)有關(guān)專(zhuān)家論證。

鋼結(jié)構(gòu)采用整體提升安裝方法時(shí)，起吊點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)臨時(shí)約束節(jié)點(diǎn)應(yīng)與最終支撐點(diǎn)相對(duì)應(yīng)，避免結(jié)構(gòu)發(fā)生重大應(yīng)力重分布，由于整體結(jié)構(gòu)多為多次超靜定結(jié)構(gòu)，內(nèi)力分布有多個(gè)解，內(nèi)力重分布后的結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布很可能與設(shè)計(jì)內(nèi)力分布情況不同。針對(duì)于此，應(yīng)做到不使結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布與設(shè)計(jì)狀態(tài)差異過(guò)大，不使結(jié)構(gòu)位形與設(shè)計(jì)狀態(tài)偏差過(guò)大，不使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)過(guò)大應(yīng)力集中；其次對(duì)起吊加速度進(jìn)行控制，避免出現(xiàn)沖擊荷載，可能會(huì)造成部分構(gòu)件屈服；結(jié)構(gòu)整體吊裝過(guò)程中應(yīng)做好臨時(shí)加固措施，吊點(diǎn)選擇應(yīng)由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位進(jìn)行確認(rèn)。

鋼結(jié)構(gòu)在安裝過(guò)程中未形成可承載結(jié)構(gòu)時(shí)，結(jié)構(gòu)體系仍屬于可變機(jī)構(gòu)，此時(shí)需要采取臨時(shí)加固措施保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免發(fā)生局部失穩(wěn)垮塌，需對(duì)臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)置進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，并保證臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。當(dāng)承受重載或是跨空和懸挑支撐結(jié)構(gòu)以及其他認(rèn)為危險(xiǎn)性大的重要臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行預(yù)壓或監(jiān)測(cè)。

上海市某在建高層建筑伸臂桁架施工時(shí)，一名施工人員在用焊機(jī)切割更換一根上弦桿時(shí)，桁架發(fā)生劇烈晃動(dòng)，側(cè)向傾斜。主要原因是施工人員在切割更換系桿時(shí)，沒(méi)有在事前提供更換方案，對(duì)原結(jié)構(gòu)也無(wú)任何防護(hù)和保護(hù)措施，沒(méi)有設(shè)置任何的側(cè)向支撐，由此引起上弦桿平面外失穩(wěn)而導(dǎo)致桁架側(cè)向傾斜。

2.5  施工期間火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)

超高層建筑由于工程體量大、施工工藝復(fù)雜、施工分包單位多、交叉作業(yè)多、施工作業(yè)層（面）臨時(shí)用電設(shè)備多、易燃可燃材料多、堆放雜亂，焊接、切割等動(dòng)火作業(yè)頻繁，若疏于管理，則極易引發(fā)火災(zāi)，并且具有火災(zāi)面積蔓延速，人員疏散困難，消防救援設(shè)施難以達(dá)到失火點(diǎn)高度等一系列消防安全問(wèn)題。因此，超高層建筑施工對(duì)消防安全提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，相應(yīng)的消防安全技術(shù)和管理是一大難題。

超高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)多，專(zhuān)業(yè)工程搭接施工多，現(xiàn)場(chǎng)材料存放品種繁多，對(duì)可燃易燃材料應(yīng)單獨(dú)存放，做好防火措施，遠(yuǎn)離生活辦公區(qū)。用電設(shè)備多、焊接作業(yè)點(diǎn)多，且分布零散，對(duì)安全防火管理造成很大難度。須嚴(yán)格執(zhí)行動(dòng)火證管理制度，檢查安全用電措施，場(chǎng)地內(nèi)與每層樓面結(jié)構(gòu)施工層配置好消防栓與滅火器，施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置消防通道并保證暢通，做好施工區(qū)域間防火區(qū)域的分塊和逃生路線規(guī)劃工作。

2011 年上海某教師公寓大火，直接原因?yàn)槭┕と?span>員違規(guī)在 10 層電梯前室北窗外進(jìn)行電焊作業(yè)，電焊濺落的金屬熔融物引燃下方 9 層位置腳手架防護(hù)平臺(tái)上堆積的聚氨酯保溫材料碎塊、碎屑引發(fā)火災(zāi)?，F(xiàn)場(chǎng)主要管理問(wèn)題為電焊工無(wú)特種作業(yè)人員資格證，無(wú)動(dòng)火監(jiān)管，嚴(yán)重違反操作規(guī)程；施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理混亂，安全措施不落實(shí)；易燃材料隨意堆放，導(dǎo)致大火迅速蔓延。

3　結(jié)　語(yǔ)

本文主要針對(duì)超高層結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)多、技術(shù)復(fù)雜、難度大，且整個(gè)施工過(guò)程可能對(duì)工程結(jié)構(gòu)本身、第三方和周邊環(huán)境產(chǎn)生的各種不利影響，在設(shè)計(jì)與施工兩方面從技術(shù)角度對(duì)存在的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)因素和控制要點(diǎn)進(jìn)行了梳理和解讀，為從事工程建設(shè)的技術(shù)人員提供指導(dǎo)和參考。