闡述高層建筑土建工程施工技術的應用

文／吳國偉 山東棗建建設集團有限公司 山東棗莊 277100

1、高層建筑的施工特點

1.1 準備工作復雜

相比較普通的地層建筑建設來說，高層建筑在施工前的準備階段工作量非常大。高層建筑的層數多、高度高、建筑面積也大，所以需要準備的施工材料以及人力資源數量都很高。比如建筑需要的混凝土、鋼筋以及其他各種復雜的建筑材料，施工需要的多種設備機械，還有施工人員的聘請。對這些施工機械的運輸、維護問題，整體施工方案的準備，工作人員管理方案的制定，其他施工資源的采購等。這些都需要在高層建筑施工之前準備妥善，以給建設工作的開展提供充足的物質和人力資源的支撐。與此同時，高層建筑的建設還需要考慮到施工面積的分配，避免施工面積過小導致的物資運送困難和工作人員的工作無法有效開展的現象出現，需要科學的規劃各個方面的工作面積，機械設備對施工場地的占用情況，合理分配建筑資源，為后續的工程建設做好基礎的準備工作。

1.2 施工作業量大，施工過程復雜

由于高層建筑的層數和建筑材料比普通建筑多得多，所以高層建筑建設的施工作業量也就非常大。工作人員要進行基礎材料的拼接組裝比如泥沙、混凝土的調配工作，對線路管道預留空間的構造要進行整體的考慮，因為建筑樓層高所需要的地基深度也高，再加上橫向的建筑面積大，工作人員在進行挖掘和建筑結構架構的時候作業量也就比普通建筑建設高。除此之外，施工的過程也非常的復雜，工作人員需要熟練地操控多種建設機械，施工的技術人員種類也就非常多。需要保證建筑材料準確的運輸到相應的施工人員手中，避免建筑材料過多而導致運輸錯誤或者材料使用錯誤、材料不足的問題。施工人員還需要掌握特殊的施工工藝，比如混凝土的大量調配和大面積澆筑、高強度的配筋工作等，這些工作也提高了對建筑工程的管理人員的要求和工作量。

1.3 施工周期長

由于高層建筑的工作量大，所以高層建筑建設的施工周期也非常長，普遍情況下高層建筑的施工周期都在2-4年之間。其中對建筑的主體結構進行建構每一層都需要5-10d 左右，加急的情況下也要在3d 以上。許多高層建筑的施工人員會將整體的施工周期劃分成好幾個批次，然后分批進行施工，這樣可以保證施工的持續進行。在高層建筑的建設過程中，施工人員還需要面對天氣的變化對施工的影響，天氣條件惡劣的情況下很多工程作業無法正常進行，此時就需要相應的調整施工進度和施工措施，以保證工作人員的人身安全以及工程質量達到標準。此外，施工過程中還需要采用特殊的施工技術，不同于普通的施工作業，特殊施工技術的安排和使用都需要耗費時間，某一個環節或者機械的使用上出現問題就會導致工期的延長。并且每一項作業完成之后還需要檢驗完成的質量，檢測是否有瑕疵和錯誤，這些都需要算進工期之內，如果檢驗出有瑕疵和問題還需要再進行修補甚至是拆除錯誤部分，然后重新進行施工。同時高層建筑建設的過程中安全隱患也非常多，比如高空作業等，在進行施工之前還需要做好嚴格的防護措施，這些因素都是高層建筑施工周期長的原因。

1.4 地基施工難度高，高空作業多

一個建筑要想穩固，就需要打好地基，高層建筑的建設則需要比普通建筑更深的地基來支撐。一般情況下，高層建筑都要求挖建3、4 層左右的地下建筑部分，比如地下室、地下停車場、地下排水管道等。對于這種深入地下的挖掘建設，在土壤挖掘、巖層爆破、地下水的處理、基坑支護等方面都需要非常高的施工技術，這也就導致了高層建筑地基施工的難度非常高。這種情況也延長了施工的進度，對建筑工程的造價管理方面的工作也有一定的影響，高技術、高難度的施工作業需要工程造價的管理人員更加嚴格的進行成本計算以及設備使用和損耗的記錄，也考驗了施工人員的技術水平。除此之外，高層建筑建設的后期無法避免的就是高空作業問題，通常情況下的高層建筑都在45-80m 之間，超高層建筑則是在100m 以上，工程后期的高空作業量迅速增加，一些建筑材料的運輸使用就會遇到困難，工程建設對高空垂直運輸的要求也就非常高。因此在高層建筑后期的施工過程中，需要對各種建筑材料的垂直運輸做好安排，確保高空作業的工作人員所需的施工材料能夠及時供應上。而且一些建筑材料較為精細，一些建筑材料又大又重，所以對垂直運輸設備的型號也需要嚴格篩選和仔細安排，統籌規劃機械、材料、人力物力，確保施工進程和資源運輸有條不紊進行的同時還要保障施工人員的生命安全。

2、高層建筑土建工程施工技術的應用

2.1 地基樁基技術

萬丈高樓不可能真的平地而起，高層建筑的建設必須有一個好的地基作為支撐。地基是高層建筑的根，也是高層建筑施工的起點，除了支撐作用之外還對高層建筑的防震能力有著決定性作用。我國關于高層建筑結構設計和施工的相關法律法規文件中明文規定了，在進行高層建筑建設時，其地基的深度必須達到建筑整體高度的1/15 左右才行。并且越堅實牢固的地基越能增加高層建筑的使用壽命，地基的質量也是高層建筑后續施工建設的基礎和前提。現階段我國高層建筑地基的建設中，通常運用的是土建工程施工技術里的地基樁基技術，這項技術的運用無疑提高了高層建筑地基的質量。地基樁基技術在各種復雜的高層建筑施工時都能有效應對，使用的范圍非常廣泛，尤其是地基樁基技術中的現澆灌注樁技術，這種施工技術可以讓建筑地基的承載能力更強，可以地基整體的承載力達到10000kN 以上，可以說是高層建筑地基支撐的主力。在使用現澆灌注樁技術進行樁基施工的時候，尤其是在進項現場灌注的時候，必須要注意將基柱的管口頂部上面的管帽進行密封措施，這樣主要是為了防止施工過程中的泥沙異物和水進入管內，從而影響基柱的質量，降低其承載能力。

2.2 支護技術的應用

地基基坑深是高層建筑的地基最突出的特點，相比普通建筑的地基基坑要深入地下非常多，與之相對應的就是進行施工的難度非常高，所以必須采用支護技術來輔助基坑施工。支護技術當前已經被我國高層建筑建設廣泛的應用，是高層建筑地基的施工建設中最基礎的施工技術之一。基坑支護技術其實就是多種施工技術的綜合，將防水、擋土、檢測、支護這幾個方面結合起來的一種高程度系統化的施工技術。在高層建筑地基建設中一般普遍使用支護技術中的拱墻和土釘墻這兩個方面，主要是因為這兩種技術更加成熟，施工成本相比以前傳統的支護技術來說更低一些，能夠在保證施工質量的同時大大降低投入成本。除此之外，混凝土施工技術和鋼結構施工技術也是地基建設的基礎施工技術，在高層建筑施工時也被廣泛應用。

2.3 混凝土施工技術的應用

高層建筑中的混凝土施工技術是一項復雜的施工項目，主要是對混凝土的調制、輸送、澆筑和維護等工作。在配制混凝土時要嚴格按照標準的制作流程，結合工程建設的實際情況來進行原料的配比，制作完成之后將混凝土根據各方面施工工作的需要來分配輸送。在澆筑混凝土的過程之中需要注意保持混凝土的狀態，在出現泌水現象的時候及時攪拌處理。在混凝土技術的使用過程中，要著重考慮到混凝土的抗壓能力，因為混凝土是建筑的主體材料，在建筑中必須有較強的支撐能力，不能一壓就碎。保證混凝土的抗壓能力主要需要注意其中水泥的強度和水灰的配比這2 個方面。(1)在采購水泥的時候就需要保證是從正規的質量可信的生產廠家那里購買，（2）在實際施工的過程中要注意混凝土的檢測工作，嚴格檢查配制混凝土時的水灰配比。混凝土施工技術還包括大體積混凝土施工技術和泵送混凝土施工技術，其中泵送混凝土的水分會比較大，所以泌水現象的出現也就比較頻繁和嚴重，需要時事的解決處理，避免影響混凝土的質量從而導致施工質量的降低。

2.4 大面積混凝土施工技術的運用

高層建筑的建筑面積大，隨之地基的建設面積也就非常大，對于橫向和縱向面積都非常大的地基建設工程來說，對施工的整體性要求也就非常高，在采取混凝土技術進行澆灌的時候不能斷斷續續，要一次性的澆筑完成。為保證對大面積的施工區域進行一次性澆筑的順利完成，就需要數量龐大的混凝土來保證持續不間斷性的混凝土澆筑工作，除了對混凝土數量的需求，這無疑也是對施工技術和施工設計方案的高要求。而大面積的混凝土澆筑很容易產生混凝土供應間斷和施工縫隙等問題，主要是因為澆筑的橫向和縱向面積都比較大，澆灌體積也就非常大，混凝土在澆筑時還會因為發熱而產生大量水分和熱量，讓混凝土中的內部溫度和外部溫度產生巨大差異，導致溫度壓力，從而將混凝土的表面破壞而產生所謂的施工縫隙。所以要對大面積混凝土施工技術進行優化，加強對混凝土內外溫度差的控制，防止壓力產生的變形和裂縫，研究提高混凝土的化學結構，提升混凝土防水、抗溫、抗裂、防腐蝕的性能。

2.5 泵送混凝土施工技術的運用

在高層建筑建設過程中，大量混凝土的配制和澆筑一直都是影響施工進程的重要施工環節。如圖1，泵送混凝土施工技術就是將混凝土用專門的管道通過混凝土泵的施壓來將混凝土運輸到需要進行澆筑的區域，保證混凝土的持續性供應，將混凝土的運輸和澆筑結合起來一次性的完成。在泵送混凝土施工技術的支持下可以大大提高施工效率，并且用混凝土泵運輸的混凝土數量更大，工作人員的勞動強度也得以降低，這些優勢特點都使泵送混凝土技術得到廣泛的認可和應用。但是泵送混凝土技術在使用過程中對使用要求和注意事項也非常多，首先就是需要保證配制的混凝土可以進行泵送，這就對混凝土的流動性和粘聚性要求比較嚴格，在水灰配比時要仔細分析調配。在商品混凝土進行運輸的過程中可以利用設備對混凝土進行不斷對的攪動，來保證混凝土不產生灰質析出現象或者泌水現象，降低混凝土的摩擦力，從而確保混凝土的可泵性。所以需要對混凝土的質量進行不斷的優化，對不同水灰配比的混凝土的性能和特征進行深入的研究分析，多結合工程施工的實際需求情況，合理的制定泵送混凝土的水灰配比，保證施工上的進度和工作質量。除此之外，還需要加強對混凝土中泥、沙、石等成分的要求，保證這些成分的外部的大小和內部性能都達到嚴格的標準，還可以在混凝土的配制過程中適當的添加一些減水劑等額外的功效性成分，來保證混凝土的粘聚性以及可泵送性。

圖1 泵送混凝土技術結構圖

2.6 結構施工技術

土建工程施工技術中還包括結構施工技術，而結構施工技術中還包含了鋼結構施工技術和現澆鋼筋混凝土結構技術，高層建筑建設過程中經常會用到鋼結構施工技術。其中現澆鋼筋混凝土結構施工技術對震動的抵抗性比較強，建設出的建筑整體性也很好，對鋼材的使用量也相對較低。不過鋼結構施工技術的抗震性能也很不錯，并且重量相比于鋼筋混凝土結構更輕巧，施工的速度也更快，所以在高層建筑的建設中被廣泛的應用。鋼結構施工技術主要是對鋼筋進行連接，在這一方面采用的方法除了以前傳統的手工焊接、捆綁結扎之外，還會運用電渣壓力焊、直螺紋連接技術、錐螺紋連接技術、冷擠壓技術對直徑和面積比較大的鋼筋進行拼接。其中錐螺紋連接技術、直螺紋連接技術以及冷擠壓技術都是使用機械進行連接，施工過程中不受天氣的影響和破壞，還可以節約電力和鋼材，降低施工成本，減少資源的浪費。并且鋼結構施工技術對工作人員的技術要求相對較低，鋼筋的接頭質量比較好控制和篩查，施工起來更加簡便，施工的速度也就更快。鋼結構施工技術的運用可以大大提高施工效率，推動工程建設整體進度的發展。

2.7 施工轉換層技術的應用

高層建筑工程中需要建設的樓層非常多，對地基的支撐力需求非常大，地面所承受的重量負荷也非常高，這就需要考慮建筑下半部分的結構支撐能力和牢固性。如圖2，土建工程的轉換層技術在高層建筑中的應用就是這樣，在進行建筑分層的時候考慮到澆筑完畢的建筑部分對重量的承受能力，利用建筑下半部分的垂直結構部分來減少承重負荷，充分的利用鋼結構的優勢和特點來實現置換作用。不過高層建筑的轉換層技術的使用過程中對樓層的平面水平程度要求非常嚴格，所以在施工過程中可以合理的選擇富裕模板，設定模板支撐的體系，來輔助支撐超出轉換層承重能力的部分。其中模板體系的原理就是將模板的和支撐結構結合運行，所以對模板的抗壓能力和承重能力都是有相應的標準的，并且在進行混凝土澆筑之前要嚴格檢查模板的接縫，以及在進行澆筑的過程中也要仔細檢查，將混凝土澆在模板上頂，在每個模板的連接處一定不能存在水分。還有對模板中的雜物要清理干凈，防止雜質的殘留，并及時的在模板和混凝土接觸的地方涂上阻擋劑，保證模板的功能能夠正常發揮。此外還要加強對大體積混凝土的轉換板的性能優化，保證施工過程中混凝土轉換板不會因為壓力出現收縮裂縫或者因為溫度差出現溫度裂縫，提高轉換板的質量和性能。在實際施工的時候增加對影響轉換板質量的因素的檢測，實時控制施工期間混凝土的溫度，這樣在出現一系列問題的時候就可以及時的進行調整和修補，從而提高高層建筑建設的整體質量。

圖2 高層建筑轉換層施工技術

2.8 整體提升鋼平臺技術的應用

土建工程施工技術在高層建筑建設中的應用要求非常高，尤其是在進行高層建筑核心施工的過程中，需要嚴格的選擇施工技術，對技術使用中的安全性要求更高。而整體提升鋼平臺技術的應用則可以滿足高層建筑核心施工的技術要求，整體提升鋼平臺施工技術的主要使用原理就是對高層建筑結構的核心支撐進行分析，然后對高層建筑中支撐核心中的減力墻結合起來搭建鋼平臺，之后利用提升機械對鋼平臺進行提升，讓鋼平臺可以跟隨施工的整體進度上升高度。以此來保證高層建筑結構的穩定性，確保高層建筑的施工工作順利的進行，保障工作人員的人身安全，提高施工效率。

結語：

綜上所述，土建工程的施工技術在高層建筑建設中的應用給高層建筑建設的發展帶來極大的推動力，提高了人們生產生活的質量，也推進了社會經濟的發展。并且我國現階段城市化發展越來越快，可供建設開發的土地資源非常稀缺，我國人口數量非常多，高層建筑必將成為城市化發展的主要趨勢。為了能夠保障人們的生活水平，必須加強對土建工程施工技術的創新研究，保證在高層建筑建設中各種施工技術的熟練運用，提升施工技術的質量，以推動高層建筑建設的整體質量和水平。