高層建筑施工技術分析

宋剛

摘要： 本文就高層的建筑施工技術作了分析和闡述，分別講述了深基坑施工，地上結構施工，綠色施工。僅供同行參考。

關鍵詞：深基坑施工，地上結構施工，綠色施工

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A

1 高層建筑發展的新趨勢

隨著我國建筑業的不斷進步和發展，我國高層建筑施工呈現出新的特點，隨著老城區的新規劃，建設部門興建高樓，致得城區內的建筑空間越來越小，高層建筑密度越來越大，致使土建施工人員及管理人員對施工過程中的環境保護、安全防護等問題也變得非常突出。主要表面為以下兩點：

一是高層建筑由單純追求高度方面的發展，到同時追求形體的特異和立面的豐富多彩，在結構功能得到提升、造型優美新穎的同時，也使上部結構的施工技術難度大大增加。如模板體系，施工機械設備等。

二是從高層建筑一次建成交付使用，到為了進一步提高投資效率，而采用分階段建設交付使用。因此在建設過程中也必然面臨部分施工、部分開業或者上部施工、下部開業的情況，這對施工過程中的人員安全、場地利用和確保購物環境舒適等綠色施工技術提出了新的挑戰。

2 高層建筑施工技術

2.1 深基坑施工的控制技術

高層建筑深基坑的施工時，對周邊環境或多或少存在一定的影響。

主要原因是深基坑土方開挖過程是土體卸載過程，會造成周邊建筑、管線或地下結構產生一定量的沉降和偏移，因此，在深基坑施工過程中，對周邊環境影響的控制是至關重要的。特別是緊鄰“生命線”工程的高層建筑的施工，深基坑的施工過程中的變形控制的良好與否，事關“生命線”工程和超高層施工過程中的安全，需要特別關注。

實踐證明，采用現代控制理論對深基坑施工過程進行控制，可以有效地解決這個難題。目前工程控制方法與系統主要有三大類：開環控制、閉環控制和自適應控制。其中開環控制屬經典工程控制方法，非常成熟，但由于不存在反饋系統，開環控制不能根據施工過程情況調整控制措施，控制精度比較低。閉環控制屬現代工程控制方法，由于包含反饋系統，能夠根據結構狀態監測結果不斷調整控制措施，適合結構復雜的工程，控制精度比較高。自適應控制屬最新的工程控制方法，理論研究和工程實踐都取得一定成果，但總體上還處于探索階段。在目前，閉環控制方法是深基坑施工過程控制中比較有效的方法。

基于上述分析和研究，特殊環境下深基坑施工的總體思路和方法是以現代工程控制理論為指導，以結構-巖土共同作用分析方法為手段，通過施工方案的優化達到施工過程環境受控的目的。

2.2 地上結構施工技術

2.2.1 斜爬模體系的設計和應用

在以往高層建筑建造過程中，電動腳手及模板系統得到了廣泛的應用，這在高層建筑結構立面垂直時此類體系具有良好的適應性，但當結構立面為斜面或者曲面的時候，這類體系會遇到很大的困難。而在鬧市區的高層建筑施工時，通常均面臨場地狹小，距離地面交通較近的實際情況，因此必須采用安全可靠的腳手和模板體系，這樣才能既可以保證工程順利的進行，又可以兼顧周邊鬧市區的安全。針對這個問題，經過研究開發，我們創新性地提出了一種可分離的斜爬模體系，可以充分適應高層建筑各種特殊外立面的要求。

2.2.2 可收分整體提升鋼平臺技術

整體提升鋼平臺具有整體性好、安全性高、施工操作面大等優點，因此在高層建筑核芯筒施工中也得到了廣泛的應用。但是如果核芯筒形狀上下變化較大，則整體提升鋼平臺也就面臨收分處理的困難。

針對這個問題，我們研究開發了可收分的整體提升鋼平臺體系。

其構成和工作原理如下：在建筑結構核芯筒剪力墻上設置格構柱，用鋼梁和鋼板搭設平臺，將內外腳手懸掛于鋼平臺下，再采用提升設備將整個鋼平臺隨樓層施工進行提升。如施工中要經歷拆除部分內腳手和拆除部分鋼梁的過程時，則在剪力墻增設懸錨腳手或鋼桁架進行過渡，并隨樓層上升逐層補缺，以滿足施工操作。

2.2.3 超高空的鋼結構塔桅安裝技術

高層建筑由于建筑造型或功能的需要，通常在結構頂部設置鋼結構塔桅。目前頂部塔桅的施工方法主要有三種，一是采用塔吊散裝，二是采用整體提升，三是采用直升飛機吊裝。第一二種方法依賴于頂部的施工作業面和結構形式，第三種則風險很大。因此在頂部施工作業面有限，且塔桅高度高、重量重的情況下，其施工必然面臨很大的困難，采用攀升吊技術就能很好的解決這上困難。

2.3 綠色施工技術

在施工場地狹小的鬧市區，進行高層建筑的建造，帶來了許多以安全防護為重點的環境保護新問題和超常規垂直運輸、交通組織以及營造購物環境舒適度等一系列綠色施工技術難題。

2.3.1 安全防護技術

高層建筑續建工程中，如果建筑部分已投入商業運營，通常商場內購物、休閑、餐飲、娛樂設施齊全，顧客會絡繹不絕，且由于地處鬧市區，周邊道路也通常是交通要道，人流、車流量極高，所以，安全防護的重點是防止發生超高層施工過程中的高空墜落對地面物品、人流和車流產生危害。針對此項問題，具體技術方案是：通過安全防護分析，確定需要實施防護的區域、需求和防護內容；確立不同階段施工防護的特點和重點；考慮施工防護體系對行人、顧客和交通的影響，同時綜合防護體系本身的強度要求、防火要求、維護方式、綜合利用等因素。

2.3.2 環境保護技術

建筑施工尤其是高層建筑的續建施工會對周圍環境產生噪聲、光的污染。因此，防止施工過程中的聲、光對環境的影響、強化廢棄物的合理處置是高層建筑續建施工中又一大難題。針對這種特殊條件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源，其解決方案還是采用專門的措施，防止施工對環境的影響。如對混凝土澆搗等可能產生較大噪音的施工項目，通過設置隔離棚，將泵車產生的噪音隔離；在臨近居民區的地方設置施工層隔音壁，來隔離噪音；設立特殊的施工污水匯集系統，將施工污水集中處理后排放；采用“立體場布”的思路，將場地設置在已建好的建筑結構上，設置空中材料周轉場地，建立立體的材料堆放、接力運輸的體系。為適應“立體場布”的需求，在垂直運輸機械布置上，我們采取“高空接力安裝技術”、特殊基礎加固技術、電梯接力和超長扶墻等專門措施，解決續建工程帶來的特殊難題。

2.3.3 混凝土回收利用技術

由于在混凝土輸送方面經常會遇到“如何穿越人行道和在營業中的樓層布置混凝土泵送以及結束時泵管中余下混凝土的處理”等問題，對此，我們設計了門架式泵管支架和配套的回收利用截止閥，解決了特殊的泵管布置和管中余料的回收問題。在地面上，通過交通組織，使人行道的一部分臨時改成非機動車道，而將非機動車道利用來布置泵車，地面泵管利用門架式泵管架跨越人行道，這樣可避免對交通產生影響；另外通過專門泵管支架系統的保護，可解決復雜路徑泵管的布設問題。

3 結語

隨著高層建筑的發展，不同的建筑施工也會遇到越來越多的技術難題，這都需要廣大工程技術人員攜起手來，堅持技術創新，共同攻克難關，再攀新的高峰。

參考文獻：

[1]杜凱;高層建筑的施工技術[J],中國新技術新產品2010,(4)

[2]杜榮軍;混凝土工程模板與支架技術[M].北京:機械工業出版社。2004