高層建筑的施工技術

李令波

摘 要:高層建筑施工,具有結構復雜多變,施工作業面窄等特點,如何加強質量管理,控制裂縫,直接影響工期,處于承上啟下,至關全局的地位。下面就從高層建筑的施工技術出發,分析國內外高層建筑施工方面的相關問題。

關鍵詞:高層建筑;施工技術

1 關于高層建筑的施工技術

1.1 高層建筑混凝土的強度控制

高層建筑由于混凝土用量大,施工周期長,氣候及工作條件的影響因素多,有時會發生混凝土強度離散性大,甚至不合格,控制好混凝土強度,應做好以下工作。

配比的選定。工程開工前,一般均要按設計要求配制不同強度等級的混凝土,并到法定試驗機構做級配試驗,待級配報告出來后,根據級配做配合比試驗(試驗室配比),在實際施工時照此執行。但問題就在于級配與現場施工過程中是否相符。有資料統計顯示,若因砂的含水率增多,砂率下降2%-3%,混凝土強度將下降15%-20%,石子及砂的級配影響為5%-20%;水灰比影響為多增1%,強度降低5%-10%,應該采取相應措施進行控制。

嚴格養護制度。高層建筑多采用泵送混凝土。泵送混凝土不僅能縮短施工周期,而且能改善混凝土的施工性能。但在某些工程上的使用表明,在配比、原材料、振搗控制嚴格的情況下,仍出現混凝土強度不足。分析其原因,多為搶工期、養料護時間嚴重不足。對澆筑量大的體積混凝土應有養護方案,從養護開始至養護結束應有人負責,從主觀意識上要對養護有足夠的認識。養護方案中應從人員、水源、晝夜、覆蓋等多方面進行考慮采取措施,不漏主要關鍵細節。另外也要加強養護期的督查。

加強混凝土強度評定。剔除試塊制作的不規范現象。《混凝土強度檢驗評定標準》(GBJ107)規定,混凝土強度應分批進行檢驗評定。一個驗收批的混凝土應由強度等級相同、齡期相同以及生產工藝條件和配比基本相同的混凝土組成。

1.2 高層建筑裂縫的控制

設計措施

①“放”的措施:設置永久性伸縮縫;外墻面適當位置留分隔縫等。

②“抗”的措施;避免結構斷面突變帶來的應力集團:重視對構造鋼筋的配置;對采用混凝土小型空心砌塊等輕質墻體,增設間距≯3m的構造性,每層墻高的中部增設厚度120mm與墻等寬的混凝土腰梁;砌體無約束端增設構造柱;預留的門窗洞口采用鋼筋混凝土框加強;兩種不同基本交接處,用鋼絲網(每邊搭接≮150mm)進行處理;屋面保溫層與隔氣層的合理設置等。

③“放”、“抗”相結合的措施;合理設置后澆帶,采取相應補償收縮混凝土技術,混凝土中多摻纖維素類等。

施工措施。“放”、“抗”相結合的措施。在混凝土裂縫預防中,對新澆混凝土的早期養護尤為重要。為使早期盡可能減少收縮,要控制好構件的濕潤養護,避免表面水分蒸發過快,產生較大收縮的同時,受到內部約束而易開裂。大體積混凝土,應采取必要的措施(埋設散熱孔、通水排熱),避免水化熱高峰的集中出現;同時在養護過程中對表面、中間、底部溫度進行跟蹤濫測(尤其在前3天)。對混凝土澆筑后的內部最高溫度與氣溫宜控制在25度以內,否則因溫差過大產生混凝土裂縫。

2 國內高層建筑的施工技

近十年來,高層建筑在國內有了迅速的發展,全面已經建成10層以上的高層建筑1000多萬平方米,僅1985年建成386萬平方米,較1984年建成263萬平方米增長了47%。據不完全統計,全國已有40多個大中城市正在興建高層建筑。建筑層數不斷增加,建筑平立面日趨多樣化。在建筑體系、施工機具、深基礎和裝修設備施工以及組織管理等方面都提出了新的要求和發生了深刻的變化。

2.1 高層建筑的建筑體系

高層建筑的建筑體系及結構材料、結構類型和施工工藝的選擇問題,既取決于不同建筑產品的功能要求和建筑層數的高低,也決定于物質技術基礎和施工條件。

2.2 高層建筑的施工機具

高層建筑要著重解決好垂直運輸和吊裝的施工機械。塔式起重機既能垂直運輸,又能水平運輸,工作范圍大,是高層建筑的關鍵施工設施。北京、上海、四川、廣東等地已經定點批量生產,最大起重量5T-10T。最大幅度20m-40m,行走時最大起重高度40m-55m,有軌道式、固定式、附著式和內爬式四種用法,解決了大量的高層建筑施工任務。但還不能滿足高層建筑發展的要求,因此近年進口了一批性能較好的塔式起重機最大幅度45-70m,行走時最大起重高度60m-80m,無級調速。最近國內一些廠家與國外合作,生產一些新的機型,并已開始國產化。

為了解決高空安全作業,要重視高層建筑腳手架和吊帳的選型和設計、制造、使用。目前采用的有鋼管扣件腳手、門型腳手架、轎式腳手架、懸挑架和各種吊籃等。今后還要發展一機多用的設施,例如能沿屋頂運行。兼有

吊籃、屋面吊及擦窗機的功能。

2.3 高層建筑深基礎施工

我國地區遼闊、地質差異很大,高層建筑的基礎更要因地制宜,采取多種途徑。如果地基土質較復雜,持力層較深,而地下室埋置深度并不大,則采用樁基礎是必要的。從我國少鋼的國情出發,鋼樁不宜多搞,宜側重發展現澆和預制的鋼筋混凝土樁。預制已有較長的發展歷史,質量較有保證,鑒別承載力方法明確,近年使用的預應力空心管樁有較大的承載力,預制樁對高地下水位地區更為適用;但這種樁存在著耗鋼量大、造價貴、施工噪聲大和截樁困難等問題。現澆樁近年有了較大的發展,機械鉆孔、沖毯已經發展到直徑1m左右,人工挖扎直徑大,荷載大,但應十分重視安全施工。現澆樁適當性強,噪聲小、造價低,可以作為發展重點,并努力實現機械化。

2.4 高層建筑的裝修設備

同一般多層建筑比較,高層建筑的裝修標準較高,設備復雜。高層建筑的外墻飾面較多層建筑更要求與基層結合牢固,耐久性好,立面豐富多彩,施工操作方便,宜著重發展以下一些做法:混凝土外墻無論預制或現澆都宜發展各種裝飾混凝土,使裝修與結構合一,不再抹灰,并以各種有機或無機的高分子涂料飾面。

高層建筑的施工組織管理。高層建筑由于層數多、結構工程量大、地下工程和裝修設施較復雜,在施工組織管理上與一般多層建筑相比,應著重解決好施工各個階段的問題。

3 國外高層建筑的施工技術——以意大利、法國為例

3.1 基礎施工

意、法兩國的高層建筑一般都有三至六層地下室,基礎埋深均在10米以下。地下深層施工多采用先做基坑護壁,再明開的方法,基坑護壁有用鋼板樁的,但更多的是做地下混凝土連續墻。

3.2 主體施工

對于鋼筋混凝土結構的高層建筑,意、法目前基本上傾向于以現場為主的、現制與預制相結合的機械化施工方法:大塊模板法、滑升模板法、隧道模法、基本更傾向于發展大塊模板法。意、法高層建筑的梁、板多為預制,而柱子則采用預制模板現澆。電梯井則采用滑升模板法施工。在1973年10月意大利波倫亞展覽會上展出的高層住宅主體施工方法,是采用模板提升機拆裝縱橫模板組合在一起的大塊模板法。

3.3 內、外檐裝修

意、法兩國在外檐裝修方面使用的材料品種較多,有金屬、反光玻璃、花崗石、大理石等,預制混凝土掛墻板的應用也很廣泛。這種掛墻板造型美觀、色彩豐富、靈活多樣、加工簡單。飾面是在澆灌混凝土的過程中一次成活的,一種方法是在平模上先鋪面磚、馬賽克、毛石子、小卵石或等粒徑石子等面層,然后鋪一層砂漿,放鋼筋,澆灌混凝土。另一種方法是不另做飾面材料,在平模上擺好各種線條圖案的胎模,然后澆灌混凝土,并可在現場再涂刷各種顏色的合成樹脂涂料。這種一次成活法,效率高、成本低,不需要高級抹灰工就可取得好的效果。

結語

以上分析了高層建筑的施工技術方面的相關問題,并通過國內外高層建筑施工技術的單獨介紹,我們可以看出,我國在這方面也處于與世界同步的水平,不過隨著我國技術的不斷發展,想信我們會做得更好,會具有更強的影響力和優勢。