高層建筑工程的關(guān)鍵施工技術(shù)分析與研究

【摘要】隨著市場經(jīng)濟(jì)體制的進(jìn)一步完善，競爭也顯得尤為激烈。認(rèn)真組織、精心施工的更高要求，也是新時(shí)期項(xiàng)目組織者的具備條件。本文主要在分析施工特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，深入分析研究了高層建筑施工過程中的主要技術(shù)和相關(guān)要求。高層建筑施工具有施工技術(shù)綜合、施工周期長、工程量巨大等特點(diǎn)，與多層建筑的施工技術(shù)有明顯的不同。本文就此談了談自己的觀點(diǎn)，可供參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；施工特點(diǎn)；施工技術(shù)

1. 前言

隨著新材料、新技術(shù)的不斷發(fā)展，高層建筑的施工技術(shù)及其要求也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。設(shè)計(jì)人員和施工人員只有結(jié)合具體工程的具體要求，認(rèn)真貫徹相關(guān)法規(guī)、條例的要求，學(xué)習(xí)新技術(shù)、新方法，才能滿足人們對(duì)外形美觀、結(jié)構(gòu)合理、布局自然、安全性高和低成本高環(huán)保的建筑要求。

2. 高層建筑施工特點(diǎn)分析與研究

（1）高層建筑施工周期長。一般多層住宅每棟平均工期在 10 個(gè)月左右，而高層建筑的施工周期平均為 2 年左右。要縮短施工周期，主要是縮短結(jié)構(gòu)和裝飾施工周期。各種高層結(jié)構(gòu)體系可以采用不同的施工方法。而現(xiàn)澆混凝土是高層建筑施工的主導(dǎo)工序，合理的選擇模板體系是縮短主體結(jié)構(gòu)工期，降低成本的主要途徑之一。

（2）基礎(chǔ)埋置深度深。高層建筑為了保證其整體穩(wěn)定性，地基埋置深度不宜小于建筑物高度的 1/12； 采用樁基時(shí)，不宜小于建筑物高度的 1/15 （ 樁的長度不計(jì)算在埋置深度內(nèi)） ，至少應(yīng)有一層地下室。因此，一般埋深至少在地面以下5 m。超高層建筑的基礎(chǔ)埋置深度甚至達(dá) 20 m 以上。深基礎(chǔ)施工，地基處理復(fù)雜。尤其是在軟土地基，基礎(chǔ)施工方案有多種選擇，對(duì)造價(jià)和工期影響很大。研究解決各種深基礎(chǔ)開挖支護(hù)技術(shù)，是高層建筑施工的重點(diǎn)之一。

（3）高層建筑體量大，工程量大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國目前高層建筑平均建筑面積約為 1. 5 萬平方米。由于工程量大，工程項(xiàng)目多，涉及單位多、工種多。特別是一些大型復(fù)雜的高層建筑，往往是邊設(shè)計(jì)、邊準(zhǔn)備、邊施工，總、分包涉及許多單位，協(xié)作關(guān)系涉及眾多部門。這就帶來了高層建筑施工計(jì)劃、組織、管理、協(xié)調(diào)的難度大。必須精心施工，加強(qiáng)集中管理。當(dāng)然，由于高層建筑層數(shù)多、工作面大，就可充分利用時(shí)間和空間，進(jìn)行平行流水立體交叉作業(yè)。

（4）施工技術(shù)要求高。高層建筑施工技術(shù)主要以鋼筋混凝土和鋼材為主要結(jié)構(gòu)材料及相關(guān)的施工技術(shù)構(gòu)成，而鋼筋混凝土又以現(xiàn)澆為主，需要著重研究解決各種工業(yè)化模板、鋼筋連接、高性能混凝土、建筑制品、結(jié)構(gòu)安裝等施工技術(shù)。其次是裝飾、消防、防水、設(shè)備等要求較高。平面類型的多樣化、立面造型的個(gè)性化、立面色彩與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)和諧，已經(jīng)成為時(shí)代潮流； 消防設(shè)施要求高，深基礎(chǔ)、地下室、墻面、屋面、廚房、衛(wèi)生間的防水，甚至管道冷凝水的處理，都比多層建筑要求高； 高層建筑的設(shè)備繁多，高級(jí)裝修裝飾多這些都給施工提出了更高的質(zhì)量和技術(shù)要求。

3. 高層建筑施工關(guān)鍵施工技術(shù)分析與研究

3.1混凝土工程施工技術(shù)。混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)之一是抗壓強(qiáng)度。混凝土抗壓強(qiáng)度與混凝土用水及水泥的強(qiáng)度成正比，當(dāng)水灰比相等時(shí)，高標(biāo)號(hào)水泥比低標(biāo)號(hào)水泥配制出的混凝土抗壓強(qiáng)度高許多，所以混凝土施工時(shí)切勿用錯(cuò)了水泥標(biāo)號(hào)； 另外，水灰比也與混凝土強(qiáng)度成正比，水灰比大，混凝土強(qiáng)度高，水灰比小，混凝土強(qiáng)度低。因此，當(dāng)水灰比不變時(shí)，企圖用增加水泥用量來提高混凝土強(qiáng)度是錯(cuò)誤的，此時(shí)只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收縮和變形。綜上所述，影響混凝土抗壓強(qiáng)度的主要因素是水泥強(qiáng)度和水灰比； 要控制好混凝土質(zhì)量最重要的是： 控制好水泥和混凝土的水灰比兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。在滿足設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量指標(biāo)前提下盡量降低成本，這兩條要求實(shí)際上是盡量降低混凝土的標(biāo)準(zhǔn)差。混凝土的強(qiáng)度有一定離散性，這是客觀的，但通過科學(xué)管理可以控制其達(dá)到最小值。因此，混凝土標(biāo)準(zhǔn)差能反映施工單位的實(shí)際管理水平，管理水平越高，標(biāo)準(zhǔn)差越小。可以說，混凝土質(zhì)量控制實(shí)質(zhì)上是標(biāo)準(zhǔn)差的控制。

3.2結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)。高層建筑從建筑的功能上一般上部要求小空間的軸線布置，而下部則需要大空間的軸線布置，而這一要求與結(jié)構(gòu)力學(xué)、自然布置正好相反。由于高層建筑結(jié)構(gòu)下部樓層受力很大，上部受力較小，正常布置時(shí)應(yīng)當(dāng)是下部剛度大、墻多、柱網(wǎng)密，到上部逐漸減少墻、柱，擴(kuò)大軸線間距。為了滿足建筑功能的要求，結(jié)構(gòu)必須以和常規(guī)相反的方式進(jìn)行布置。上部布置小空間，下部布置大空間。上部布置剛度大的剪力墻，下部布置剛度小的框架柱。為了實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)布置，就必須在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層。不管采用何種轉(zhuǎn)換形式，帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)仍是目前工程應(yīng)用的主要結(jié)構(gòu)形式。隨著轉(zhuǎn)換層位置上移，應(yīng)設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu)。對(duì)帶轉(zhuǎn)換層筒體結(jié)構(gòu)其主要影響因素表現(xiàn)為轉(zhuǎn)換層上部外筒的剛度、轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度和內(nèi)筒剛度。對(duì)這兩類轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層高度是影響其抗震性能的主要因素之一，轉(zhuǎn)換層高度越高，轉(zhuǎn)換層上下層間位移角及內(nèi)力突變?cè)矫黠@，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)限制轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度。轉(zhuǎn)換層與其上層的側(cè)向剛度比對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能有一定影響。對(duì)轉(zhuǎn)換層位置較低的帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)，控制側(cè)向剛度比可以控制轉(zhuǎn)換層附近的層間位移角及內(nèi)力突變。對(duì)于帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)或筒體結(jié)構(gòu)，可采取以下措施強(qiáng)化下部結(jié)構(gòu)： 加大筒體及落地墻厚度，提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，必要時(shí)可在房屋周邊增置部分剪力墻、壁式框架或樓梯間筒體，提高抗震能力； 可采取以下措施弱化上部： 不落地剪力墻開洞、開口、減小墻厚等。

3.3施工后澆帶的施工技術(shù)。

（1）在高層建筑物中，由于功能和造型的需要，往往把高層主樓與低層裙房連在一起，裙房包圍了主樓的大部分。從傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)看，希望將高層與裙房脫開，這就需要設(shè)變形縫； 但從建筑要求看又不希望設(shè)縫。因?yàn)樵O(shè)縫會(huì)出現(xiàn)雙梁、雙柱、雙墻，使平面布局受局限，因此施工后澆帶法便應(yīng)運(yùn)而生。一般高層主樓與低層裙房的基礎(chǔ)同時(shí)施工，這樣回填土后場地平整，便于上部結(jié)構(gòu)施工。對(duì)于上部結(jié)構(gòu)，無論是高層主樓與低層裙房同時(shí)施工，還是先施工高層后施工低層，同樣要按施工圖預(yù)留施工后澆帶。對(duì)高層主樓與低層裙房連接的基礎(chǔ)梁、上部結(jié)構(gòu)的梁和板，要預(yù)留出施工后澆帶，待主樓與裙房主體完工后，再用微膨脹混凝土將它澆筑起來，使兩側(cè)地梁、上部梁和板連接成一個(gè)整體。這樣做的目的是為了把高層與低層的差異沉降放過一部分，因?yàn)楦邔又鳂峭瓿芍螅话闱闆r下，其沉降量已完成最終沉降量的 60 ～80%，剩下的沉降量就小多了。這時(shí)再補(bǔ)齊施工后澆帶混凝土，二者差異沉降量就較小，這部分差異沉降引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，可由不設(shè)永久變形縫的結(jié)構(gòu)承擔(dān)。對(duì)于施工后澆收縮帶，宜在主體結(jié)構(gòu)完工兩個(gè)月后澆筑混凝土，這時(shí)估計(jì)混凝土收縮量已完成60% 以上。

（2）施工后澆帶的位置宜選在結(jié)構(gòu)受力較小的部位，一般在梁、板的變形縫反彎點(diǎn)附近，此位置彎矩不大，剪力也不大； 也可選在梁、板的中部，彎矩雖大，但剪力很小。在施工后澆帶處，混凝土雖為后澆，但鋼筋不能斷。如果梁、板跨度不大，可一次配足鋼筋； 如果跨度較大，可按規(guī)定斷開，在補(bǔ)齊混凝土前焊接好。后澆帶的配筋，應(yīng)能承擔(dān)由澆筑混凝土成為一整體后的差異沉降而產(chǎn)生的內(nèi)力，一般可按差異沉降變形反算為內(nèi)力，而在配筋上予以加強(qiáng)。后澆帶的寬度應(yīng)考慮便于施工操作，并按結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求而定，一般寬度以700 ～1 000 mm 為宜。施工后澆帶的斷面形式應(yīng)考慮澆筑混凝土后連接牢固，一般宜留直縫。

參考文獻(xiàn)

[1]高層建筑施工技術(shù)[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.