黃銘圣 葉琳

0 引言

目前，全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑中鋼樓梯的應(yīng)用較為廣泛。由于鋼樓梯應(yīng)用的效果明顯，全鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計過程中往往直接選擇鋼樓梯方案。在部分建筑應(yīng)用場景中，傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓梯存在明顯優(yōu)勢，所以我們需要在結(jié)構(gòu)受力、外觀、成本、工程適用等多方面綜合考慮分析，研究現(xiàn)澆混凝土樓梯在全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑中的應(yīng)用。

1 概述

鋼樓梯是工業(yè)時代的產(chǎn)物，以前在工廠廠房廣泛應(yīng)用，近幾十年來，隨著許多高技派風(fēng)格建筑的出現(xiàn)，在高層建筑、高端藝術(shù)文化類建筑、全鋼結(jié)構(gòu)建筑、室內(nèi)裝飾中廣泛運用。

鋼結(jié)構(gòu)樓梯主要特點：一是占地小；二是造型美；三是實用性強，鋼結(jié)構(gòu)采用鑄鋼管件，有無縫鋼管、扁鋼等多種鋼材骨架；四是色彩亮，鋼質(zhì)骨架護手以黑白為主或漆以金銅色，能體現(xiàn)現(xiàn)代派的藝術(shù)風(fēng)采。

鋼結(jié)構(gòu)樓梯的主要種類有：普通鋼梯、屋面檢修鋼梯、吊車鋼梯、中柱式鋼螺旋梯、板式鋼螺旋梯、住宅戶內(nèi)鋼梯。

現(xiàn)澆混凝土樓梯為近些年來一直采用的結(jié)構(gòu)形式，其具有取材容易、耐久性好、連接緊密等特點，在普通住宅建筑中普遍運用。本文主要通過同鋼樓梯對比，討論現(xiàn)澆混凝土樓梯在全鋼結(jié)構(gòu)的超高層建筑中應(yīng)用的適用性。

2 方案對比

以下將通過樓梯型式、結(jié)構(gòu)受力計算、外觀、施工精度、施工方法、工期、成本、舒適度、工程適用性等方面進行比較分析，如表1 所示。經(jīng)過對比，除卻成本及舒適度因素，鋼樓梯更適合全鋼結(jié)構(gòu)建筑。

表1

3 現(xiàn)澆混凝土樓梯施工常見問題

（1）施工周期長。樓梯構(gòu)件現(xiàn)場澆筑，只能人工轉(zhuǎn)運、澆筑，且長時間占用施工電梯用于混凝土運輸，導(dǎo)致現(xiàn)場運輸能力下降。在砌體、水電等多專業(yè)作業(yè)時，因垂直運輸力不足導(dǎo)致工時浪費嚴(yán)重。

（2）施工安全隱患大?；炷吝\輸往往為了方便采用電動推車等工具，在施工升降機運輸及傾倒混凝土?xí)r存在重大安全隱患。由于工人粗心大意，很容易發(fā)生施工升降機運輸過程中電動推車沖出電梯籠、傾倒混凝土?xí)r高處墜落等安全事故。

（3）施工質(zhì)量難保證。超高層樓梯多設(shè)置在核心筒位置，樓梯施工時梯段板施工縫無法正常留置在1/3 梯段位置，施工縫位置受力薄弱，需加強施工質(zhì)量把控。且由于只能人工澆筑，滑動支座的施工方法困難，現(xiàn)場往往按剛性支座施工，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。人工運輸、澆筑受人為因素主觀影響大，實際施工現(xiàn)場，工人疲勞作業(yè)后難以保證振搗質(zhì)量。尤其首層二層往往層高超高，現(xiàn)澆樓梯施工難度大，質(zhì)量難保證。

（4）與鋼結(jié)構(gòu)碰撞多。由于鋼結(jié)構(gòu)施工速度較快，平臺鋼梁提前安裝，后續(xù)現(xiàn)澆樓梯施工時，存在鋼梁錯位、鋼梁下凈高不足、鋼梁阻礙平臺通行等問題。采用現(xiàn)澆混凝土樓梯時采用BIM 技術(shù)提前規(guī)避結(jié)構(gòu)碰撞問題十分必要。

當(dāng)然，現(xiàn)澆混凝土樓梯由于施工的簡便性，面對設(shè)計變更或結(jié)構(gòu)碰撞問題時可以迅速解決。相比鋼樓梯深化→采購→加工→運輸→安裝的周期，現(xiàn)澆混凝土樓梯施工更靈活。

4 現(xiàn)澆混凝土樓梯應(yīng)用重點

4.1 質(zhì)量控制

4.1.1 模板質(zhì)量控制

（1）除了考慮常規(guī)的施工荷載之外，由于混凝土傾倒時具有一定的沖擊力，該部分內(nèi)容應(yīng)當(dāng)加以考慮，樓梯模板必須具有足夠的剛度、強度和穩(wěn)定性。樓梯底模采用50mm×100mm木方做次楞，Φ48.3mm×3.6mm 雙鋼管做主楞，踏步側(cè)模采用木板配制，外幫板內(nèi)楞采用50mm×100mm 木方，外楞采用Φ48.3mm×3.6mm 鋼管，并用鋼管及U 型托撐水平頂緊加固，間距不大于1.0m，樓梯模板支撐體系如圖1 所示。

圖1 樓梯模板支撐體系示意圖

（2）加強施工縫的處理，樓梯施工縫模板的做法采用后插板施工法，施工縫表面應(yīng)剔鑿清理干凈，露出石子。接縫處澆水濕潤，用混凝土配合比無石子砂漿細(xì)致振實，形成一體。

4.1.2 混凝土施工質(zhì)量控制

（1）混凝土澆筑時應(yīng)設(shè)置溜槽、串筒等，防止因混凝土傾落自由高度過高造成混凝土離析等問題。樓梯混凝土應(yīng)當(dāng)振搗密實，注意施工縫位置處理。澆筑完畢后12h 內(nèi)對混凝土加以覆蓋和澆水養(yǎng)護。冬季施工時混凝土應(yīng)避免用水養(yǎng)護，澆筑完畢后應(yīng)用塑料薄膜覆蓋嚴(yán)密來保持水分。

（2）混凝土運輸控制：除常規(guī)考慮混凝土攪拌站離施工現(xiàn)場距離所產(chǎn)生的運輸時間外，還應(yīng)重點考慮混凝土的垂直運輸以及澆筑速度。當(dāng)采用施工升降機運輸及人工澆筑時，由于澆筑速度較慢。應(yīng)適當(dāng)調(diào)整混凝土的初凝時間，同時采用現(xiàn)場調(diào)配專梯用于混凝土澆筑，減少單次預(yù)拌混凝土供應(yīng)量等方式，保證混凝土能在初凝之前完成澆筑。

4.2 安全管理

由于鋼結(jié)構(gòu)樓層層高較高，以及采用現(xiàn)澆混凝土所帶來的不可避免的安全隱患。在樓梯混凝土澆筑前，必須對作業(yè)人員進行嚴(yán)格交底，檢查安全防護措施是否配齊、正確使用；樓梯模板支設(shè)完畢后進行驗收檢查，對周邊洞口水平防護、豎向防護必須設(shè)置合格。施工過程中，做好旁站監(jiān)督，及時阻止工人的不安全行為，對可能發(fā)生的安全隱患及時采取措施予以消除。

4.3 同主體鋼結(jié)構(gòu)碰撞檢查

在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，為施工方便，現(xiàn)澆樓梯的梯梁采用鋼梁同主體結(jié)構(gòu)一同施工，因此容易產(chǎn)生標(biāo)高不一致、錯位等問題。另外由于鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計深化時鋼梁鋼柱位置的調(diào)整等情況，建筑設(shè)計時容易忽略鋼梁實際高度等問題導(dǎo)致樓梯通道內(nèi)凈高、寬度無法滿足要求，消防驗收無法通過。所以在現(xiàn)澆混凝土樓梯的設(shè)計、施工時，應(yīng)當(dāng)采用BIM 技術(shù)對其提前建模，規(guī)避碰撞問題。

5 結(jié)束語

隨著建筑技術(shù)的不斷革新，鋼樓梯在舒適度和施工上已有成熟的技術(shù)，傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓梯盡管成本低廉，但在超高層的全鋼結(jié)構(gòu)建筑中其施工質(zhì)量安全和工期已無法滿足快速建造的要求，且其結(jié)構(gòu)受力上亦存在弊端。鋼樓梯在全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑中的應(yīng)用將更加廣泛。