高層建筑及現代施工技術的應用與探討

庫海兵

摘要：高層建筑見證著各個時代一個地區、一個國家的科技進步和經濟繁榮。高層建筑施工具有標準高、空間小、立體施工等等諸多的特點，高層建筑也是建筑施工的難點。本文分析了高層建筑及施工難題，并探討了幾種現代施工技術。

關鍵詞：高層建筑；現代施工技術；逆作法；轉換層

一、高層建筑及施工難題

超過一定層數或高度的建筑將成為高層建筑。高層建筑的起點高度或層數，各國規定不一，且多無絕對、嚴格的標準。在新《高規》即《高層建筑混凝土結構技術規程》（JGJ3高層建筑-2002）里規定：10層及10層以上或高度超過28m的鋼筋混凝土結構稱為高層建筑結構。當建筑高度超過100m時，稱為超高層建筑。在城市化進程中，高層建筑在不斷發展，高層建筑最大的特點是高度大，當前世界上最高的建筑為阿聯酋的哈利法塔高達828米，這些高度在不斷的挑戰著工程的極限。高層建筑施工中面臨的問題主要有：

（1）作業空間的限制，施工設備使用率降低。高層建筑是采用垂直向上的方式建造的，低層建筑可以采用與底部面積同樣的方式進行擴展，而高層建筑則采用逐級減小的方式進行建造，這樣可以保證較大的作業面積。從而保證建筑施工的可行性，施工原材料的運輸較為復雜，需要使用垂直升降機或者起重設備進行運輸，同地面施工相比，運輸方式較為復雜，嚴重影響施工進度。（2）工期時間長，受自然氣候影響大。高層建筑施工量大，施工周期較長，工程作業要受到季節氣候的影響，隨著季節的變化，雨雪對高層建筑施工和人員安全的保證都帶來了一定的難度。高層建筑施工中混凝土澆筑量大、鋼筋使用量多，施工工序復雜。（3）高層建筑涉及范圍廣、專業多，并且科技含量高，需要的施工技術也有越來越高的要求。每一棟高層建筑都具有獨特的個性，在每個專業、每個工序既要滿足自身特定的作業空間和技術要求，又要滿足施工項目中其空間位置所需的技術要求，甚至在每一條管線、預埋鐵件及每一種機械設備上都有特定的要求，增加施工技術的工作難度，導致一些施工中出現的技術疑難問題。

二、高層建筑現代施工技術的應用

（一）高層建筑的地基和測量技術

1、我國各地地質環境不同，高層建筑的基礎要因地而異，采取不同措施。當地基土質比較復雜，持力層較深，地下室埋置深度不大時，需要采用樁基礎。預制樁的質量好，鑒別承載力的方法較為明確，使用的預應力空心管樁也有較大的承載力，在高地下水位地區可使用預制樁，但預制樁造價比較高，耗鋼量比較大，截樁困難，施工噪音大，因此，可采用現澆樁對地基進行施工，現澆樁的造價較低，適應性強，噪音小，可作為發展的重點。當基礎埋置較深時，施工技術較為困難，難以保證施工安全，應采用沉箱法或沉井法施工。

2、在工程開工前應制定好施測方案，并確定測量儀器，建立施工控制網，及時將控制軸線投影到建筑層面上，根據控制軸線做柱列線等放樣。高層建筑施工測量要根據實際情況采取適當的方法，并且一定要經過復核和校對，確保測量的正確性。

（二）逆作法

逆作法是指先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續墻或其他支護結構，同時建筑物內部的有關位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結構自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結構，作為地下連續墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開挖土方和澆筑各層地下結構，直至底板封底。同時，由于地面一層的樓面結構已完成，為上部結構施工創造了條件，所以可以同時向上逐層進行地上結構的施工。如此地面上、下同時進行施工，直至工程結束。逆作法可使建筑物上部結構的施工和地下基礎結構施工平行立體作業，在建筑規模大、上下層次多時，大約可節省工時1/3；受力良好合理，圍護結構變形量小，因而對鄰近建筑的影響亦?。灰粚咏Y構平面可作為工作平臺，不必另外架設開挖工作平臺與內撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺等大型臨時設施，減少了施工費用。逆作法存在的不足，如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無法調整高度，如遇較大層高的地下室，有時需另設臨時水平支撐或加大圍護墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態下進行，基坑中還分布有一定數量的中間支承柱和降水用井點管，尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機械，使挖土的難度增大。但這些技術問題相信很快會得到解決。

（三）新預制混凝土構件技術

1、新型裝配式樓蓋結構

采用革新的預應力空心板，按預制裝配式樓蓋設計，以保持施工安裝快速的優點，同時在樓板找平層中加配鋼筋網片，使之具有相當于疊合樓板的整體性，捉高結構的抗震性能；用高強預應力鋼絲作預應力主筋，提高構件的延性；提高構件的質量標準（高于現行的國標），以促使構件生產工藝和模具水平的提高，使構件生產集中于有一定規模和技術水平的預制構件廠，以保證構件的高質量；通過改進后的板側面設計與灌縫材料，增強板縫間的抗剪能力；通過上述幾項措施并可解決當前困擾民用建筑開發商的頻頻引發爭議的現澆混凝土樓板裂縫問題。

2、預制輕混凝土內、外墻板和復合外墻板

與框架結構的結合，可逐步取代現有的磚混結構，從而實現民用建筑基本不用粘土磚的節地要求。預制外墻板、新型裝配式樓蓋與框架結構及已有的各種輕質內墻相結合，可形成框架現澆或預制梁、柱裝配整體，其余均為預制裝配的新型建筑體系。

3、疊合樓蓋結構

以中、高強預應力鋼絲作預應力主筋的預應力平板、帶肋平板、空心板作預制板，與現澆混凝土疊合層組成疊合樓蓋。減少了現場的支模施工工序和鋼筋工程的工作量，具有很好的整體性，尤其適用于大開間民用建筑。

（四）轉換層結構施工

隨著近年來國內高層建筑的不斷發展，帶有轉換層的框支剪力墻高層建筑愈來愈多，在高層建筑結構的底部，當上部樓層部分豎向構件（剪力墻、框架柱）不能直接連續貫通落地時，應設置轉換層。由于高層建筑下部結構受力較大，上部結構受力較小，正常合理的布置應是下部柱網密、墻多，上部柱網疏、墻少。這樣建筑功能要求就與常規結構布置之間產生了矛盾。為了滿足建筑多功能的要求，就必須在結構中設置轉換結構構件，以實現自上而下結構形式，軸線布置的自然過渡。轉換結構構件所在的樓層就是轉換層。為了實現轉換層結構優良性能的發揮，不因其影響到高層建筑主體的質量，就要根據這些特點，進行針對性的施工，在其施工過程中，應注意以下幾個問題。

1、支撐模板的施工要注重轉換層及上層建筑的荷載

由于轉換板自身的重量，還有上層結構的荷載，二者加到一起是一個不容小覷的，因此支撐模板的施工首先要有一個科學的、合理的施工方案，其支撐體系的設計還要符合轉換板的結構特點。

2、注意大體積混凝土轉換層施工

混凝土施工受濕度與溫度及周圍的環境影響較大，轉換層的混凝土施工多是大面積大體積的施工，由于其所在位置與功能的重要性，更要考慮這種大體積混凝士在施工過程中有可能出現的溫度裂縫和收縮裂縫的問題出現?？梢允┕み^程中，采取減小混凝土溫度差、溫化以及混凝土收縮徐變的措施來進行預防。

3、轉換層中鋼筋骨架的施工

由于轉換層要承受羅大的荷載，因此，施工時會在轉換板中增加很多的鋼筋，這些鋼筋的高度較高，為了保證轉換層的施工質量，一定要保證鋼筋骨架的穩定性。

4、監測轉換層施工過程中質量的控制

影響轉換層施工質量的因素很多，有很多影響會在施工過程中就會顯現出來，例如轉換板會在施工過程中發生變形，混凝土出現裂縫等。為了保證轉換層的施工質量，就應監控整個施工進程，如果發現影響轉換層質量的問題出現，及時的進行糾正，避免出現更加嚴重的問題。

參考文獻：

[1]許鵬.高層建筑施工質量管理措施的探討[J].現代物業.2010（1）.

[2]劉凡.淺析高層建筑施工技術[J].價值工程， 2013年23期.