談高層建筑施工技術(shù)

陳和平

摘要:近年來(lái),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及城市化建設(shè)進(jìn)程的不斷加快,各類建筑工程隨之增多,其中又以高層建筑所占的比例較大。由于高層建筑本身占地面積較小、使用功能齊全,現(xiàn)已成為建筑工程中的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目之一。然而,高層建筑體量大、施工周期長(zhǎng)、分項(xiàng)工程多、高空作業(yè)量大,這都對(duì)高層建筑的施工技術(shù)提出了較高的要求。為了確保高層建筑的整體質(zhì)量,必須對(duì)其各方面的施工技術(shù)予以重視。基于此點(diǎn),本文首先對(duì)高層建筑及其施工技術(shù)特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上對(duì)高層建筑主要施工技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)詳細(xì)的分析。

關(guān)鍵詞:高層建筑施工技術(shù)施工質(zhì)量混凝土施工鋼筋施工

中圖分類號(hào):TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(c)-0032-02

我國(guó)雖然幅員遼闊、地大物博,但隨著近些年社會(huì)的不斷發(fā)展及城市建設(shè)速度的不斷加快,可用的建筑用地越來(lái)越少。為此,不少建筑開發(fā)商都將開發(fā)的重點(diǎn)放到了高層建筑上。這是因?yàn)楦邔咏ㄖ旧碚嫉孛娣e小,樓層多容量大,十分符合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展及城市建設(shè)的需要。在高層建筑不斷增多的同時(shí),人們也開始越來(lái)越多地關(guān)注其工程質(zhì)量,而在整個(gè)高層建筑的建設(shè)過(guò)程中,施工技術(shù)是控制質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。借此,本文就高層建筑施工技術(shù)進(jìn)行研究探討。

1 高層建筑及其施工技術(shù)特點(diǎn)

1.1 高層建筑簡(jiǎn)介

高層建筑主要是指建筑本身的高度或?qū)訑?shù)超過(guò)一定的范圍,這類建筑均被稱之為高層建筑。對(duì)于高層建筑的界定各國(guó)均有著不同的標(biāo)準(zhǔn),如美國(guó)將7層或是24.6m以上的建筑稱為高層建筑,英國(guó)則是將高度≥24.3m的建筑稱為高層建筑。中國(guó)在2005年時(shí)對(duì)高層建筑做出規(guī)定,即10層以上的住宅建筑或是高度超過(guò)24m的其他類型民用建筑均為高層建筑?？梢哉f(shuō)高層建筑是一個(gè)城市發(fā)展的必然趨勢(shì),這是因?yàn)楫?dāng)城市的生產(chǎn)及消費(fèi)發(fā)展到某一特定程度時(shí),都會(huì)把提高建筑的層數(shù)作為建設(shè)重點(diǎn)。根據(jù)大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明高層建筑能夠帶來(lái)較為明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,這主要是由高層建筑自身的特點(diǎn)決定的。高層建筑具有如下特點(diǎn):其一,可以使人口集中,并以建筑內(nèi)部的橫向及豎向交通縮短各個(gè)部門間的聯(lián)系距離,進(jìn)而達(dá)到提高工作效率的目的;其二,有效地縮小了建筑占地面積,使其在城市中心選址變?yōu)榭赡?其三,可使市政建設(shè)投資大幅減少,經(jīng)濟(jì)效益良好。

1.2 高層建筑施工技術(shù)特點(diǎn)

(1)高空作業(yè)多。這一施工特點(diǎn)主要是由高層建筑本身的特點(diǎn)決定的。由于高層建筑樓高層多,從而使得垂直運(yùn)輸工作量相對(duì)較大。高空作業(yè)需要處理大量的建筑材料、機(jī)具設(shè)備以及人員運(yùn)輸?shù)裙ぷ?施工過(guò)程中應(yīng)注意該環(huán)節(jié)的安全問(wèn)題,避免引起不必要的安全事故。

(2)工程量大。由于高層建筑的工程總量較大,分項(xiàng)工程項(xiàng)目較多,從而形成了多單位、多工種共同作業(yè)的局面,尤其是一些較為復(fù)雜且大型的高層建筑,一般都是設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、施工一并進(jìn)行,總承包與分包涉及多個(gè)單位和部門,彼此之間的協(xié)作關(guān)系十分復(fù)雜。這在一定程度上增加了施工組織計(jì)劃以及協(xié)調(diào)管理等方面的難度。為此,應(yīng)在施工過(guò)程中,強(qiáng)化集中管理。

(3)基礎(chǔ)埋深度較深。由于高層建筑本身體量較大、高度較高,故此其整體穩(wěn)定性至關(guān)重要。為有效地確保高層建筑穩(wěn)定性能夠符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求,地基基礎(chǔ)的埋深度應(yīng)不小于建筑實(shí)際高度的1/12,若采用的是樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),除應(yīng)不小于建筑高度的1/15外,還應(yīng)有至少一層的地下室結(jié)構(gòu)。

(4)施工周期長(zhǎng)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),普通的高層建筑施工周期大約需要2年左右的時(shí)間方可完成。而在整個(gè)施工過(guò)程中,主體結(jié)構(gòu)及裝飾的施工周期是最長(zhǎng)的,想要有效地縮短施工周期,可從這兩個(gè)方面著手。

(5)施工要求相對(duì)較高。在高層建筑當(dāng)中,一般以鋼筋混凝土為主要結(jié)構(gòu)材料,與之相關(guān)的施工技術(shù)也隨之成為主要施工技術(shù)。而在大部分的高層建筑施工中,采用的基本都是現(xiàn)澆鋼筋混凝土,這就需要對(duì)鋼筋連接、模板加工、結(jié)構(gòu)安全以及高性能混凝土等施工技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究。同時(shí),建筑消防、裝飾、防水等要求也相對(duì)較高,這些都對(duì)施工技術(shù)提出了更高的要求。

2 高層建筑主要施工技術(shù)分析

2.1 高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

灌注樁是目前高層建筑基礎(chǔ)工程施工中常用的一種施工技術(shù),為了有效地提高灌注樁的單樁承載能力,可選用混凝土鉆孔灌注樁。這種類型的灌注樁在施工技術(shù)方面有著其他灌注樁無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),其具有如下優(yōu)點(diǎn):可連續(xù)一次成樁、污染小、振動(dòng)低、基本無(wú)噪音、可在各種復(fù)雜地質(zhì)條件下順利完成施工、成樁質(zhì)量良好。

(1)鉆孔灌注樁施工技術(shù)控制要點(diǎn)。①施工過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制成孔及成樁時(shí)間。灌注樁的實(shí)際承載能在很大程度上受成孔及成樁時(shí)間影響,為此在實(shí)際施工過(guò)程中必須采取相應(yīng)的措施加強(qiáng)對(duì)成孔及成樁時(shí)間的控制,如選擇先進(jìn)的施工工藝、合理選擇施工機(jī)具、提高各個(gè)工序之間的銜接、改善混凝土灌注方法等等,以最短最快的時(shí)間成孔成樁。②泥漿。泥漿在整個(gè)鉆孔過(guò)程中有起十分重要的作用,其各項(xiàng)指標(biāo)直接影響鉆孔的效率以及成孔質(zhì)量,若泥漿的性能較差則會(huì)導(dǎo)致樁基承載能力下降,所以必須嚴(yán)格控制泥漿配合比,同時(shí)還應(yīng)按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況隨時(shí)對(duì)泥漿性能進(jìn)行調(diào)整,進(jìn)而使泥漿達(dá)到應(yīng)有的效果,真正起到防止塌孔及懸浮鉆渣的作用。③清孔。造成樁頂沉降的主要原因之一是樁底沉渣的存在,而且沉渣也會(huì)在一定程度上影響樁基的極限承載力,因此,必須在施工過(guò)程中,做好清孔工作,以此來(lái)控制樁底沉渣的厚度。由于高層建筑采用的基本都是大直徑深長(zhǎng)灌注樁,所以至少需要進(jìn)行兩次以上的清孔處理,以此來(lái)降低沉渣厚度,確保樁基礎(chǔ)承載能力。④混凝土澆筑。由于鉆孔灌注樁大多采用的是水下澆筑混凝土的方式,從而使得澆筑過(guò)程中很容易出現(xiàn)混凝土離析、縮徑,甚至斷樁的情況發(fā)生,這對(duì)樁基的承載力均會(huì)造成一定的影響。為此,必須控制好混凝土澆筑這一重要工序。澆筑過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行施工,若沒有特殊原因應(yīng)盡量不要半途中斷,保證澆筑過(guò)程一次性完成。

(2)后壓漿施工技術(shù)。就鉆孔灌注樁這一施工技術(shù)而言,其在實(shí)際使用過(guò)程中,無(wú)可避免地會(huì)出現(xiàn)持力層擾動(dòng)現(xiàn)象,加之孔底沉渣的部分殘留,或多或少地都會(huì)使持力層狀況發(fā)生改變,同時(shí)樁端阻力由于受樁底沉渣的影響很難有效地發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。為解決鉆孔灌注樁施工過(guò)程中存在的這一問(wèn)題,可采用后壓漿技術(shù)。該施工技術(shù)主要是在已完成的鉆孔樁樁底或樁側(cè)進(jìn)行壓漿,這樣能夠有效地改善樁基于土體之間的條件,并且可以膠結(jié)同化樁底沉渣,進(jìn)而達(dá)到提高樁基承載力的目的。

2.2 高層建筑地下室大體積混凝土施工技術(shù)

目前,在我國(guó)大部分高層建筑中均帶有地下室,而地下室工程主要采用的是大體積混凝土施工技術(shù),下面簡(jiǎn)要介紹一下地下室大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)。

(1)澆筑和振搗。①混凝土澆筑。地下室大體積混凝土可采取分層連續(xù)澆筑的施工方法進(jìn)行,在進(jìn)行澆筑時(shí),應(yīng)盡可能縮短各層間澆筑的間隔時(shí)間,并確保在上一層混凝土達(dá)到初凝之前澆筑完成下一層混凝土,這樣能夠有效地降低混凝土裂縫的產(chǎn)生,提高其密實(shí)性。需要特別注意的是在高層建筑地下室大體積混凝土施工過(guò)程中,嚴(yán)禁隨意留有施工縫。②振搗。應(yīng)在每條澆筑帶上布置最少3條振搗棒,位置可選在澆筑帶的前、中、后這三個(gè)部位上,并且要確保前道振搗棒位置處于最底排鋼筋與混凝土的坡腳位置上,這樣可有效地提高混凝土下部的密實(shí)性。

(2)混凝土養(yǎng)護(hù)。由于大體積混凝土本身具有澆筑量大的特點(diǎn),并且地下室對(duì)混凝土的整體性要求也相對(duì)較高,故此必須采取相應(yīng)的措施加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)。由于大體積混凝土在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生出發(fā)亮的水化熱現(xiàn)象,這部分水化熱因混凝土體積過(guò)大,很難得到及時(shí)釋放,這樣則會(huì)使混凝土內(nèi)外形成較大的溫度應(yīng)力,最終會(huì)使混凝土過(guò)早的出現(xiàn)裂縫。為防止這種情況的發(fā)生,在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí),應(yīng)盡可能使混凝土保持在適宜的溫度及濕度中,可通過(guò)在混凝土表面上鋪蓋塑料薄膜或是草袋等方法,控制混凝土的內(nèi)外溫差。

(3)后澆帶施工技術(shù)。①后澆帶處預(yù)應(yīng)力筋施工。在高層建筑地下室施工中,應(yīng)重視后澆帶處預(yù)應(yīng)力筋施工,采取各自張拉錨固的施工措施,在跨內(nèi)的后澆帶處配備預(yù)應(yīng)力筋,并根據(jù)實(shí)際施工情況,計(jì)算所應(yīng)增加的預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量。為了防止地下室施工中模板出現(xiàn)積壓?jiǎn)栴},應(yīng)在后澆帶兩側(cè)的預(yù)應(yīng)力束張拉錨固后再對(duì)其模板進(jìn)行拆除。此外,在施工中還應(yīng)運(yùn)用預(yù)應(yīng)力束分塊錨固的施工技術(shù),避免由于災(zāi)害性荷載所導(dǎo)致的建筑物結(jié)構(gòu)遭受連續(xù)性破壞。②預(yù)應(yīng)力張拉順序。就預(yù)應(yīng)力無(wú)梁樓蓋而言,控制預(yù)應(yīng)力張拉順利顯得尤為重要。在高層建筑地下室施工中,預(yù)應(yīng)力鋼筋在張拉時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵循短向張應(yīng)力板帶、長(zhǎng)向預(yù)應(yīng)力板帶、短向跨中預(yù)應(yīng)力束、長(zhǎng)向跨中預(yù)應(yīng)力束的順序進(jìn)行張拉。值得注意的是,對(duì)于三孔扁管內(nèi)的預(yù)應(yīng)力筋,其張拉順序應(yīng)是由中間向后兩側(cè)進(jìn)行,這樣能夠有效降低側(cè)向彎曲時(shí)由于摩擦所造成的預(yù)應(yīng)力筋損失。③張拉、灌漿施工技術(shù)。在高層建筑地下室施工中,為了防止由于局部壓力不足而造成錨墊板后面混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,應(yīng)當(dāng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到C35以上時(shí)方可張拉。在張拉的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)采用張拉力與伸長(zhǎng)量這兩項(xiàng)參數(shù)為張拉的控制變量,對(duì)其實(shí)施張拉力控制,并采取伸長(zhǎng)值進(jìn)行校對(duì)。需注意的是,在實(shí)際工程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制理論伸長(zhǎng)值與實(shí)際張拉伸長(zhǎng)值的偏離范圍,力求降低每端鋼絞線的回縮量。

(4)地下室防水施工技術(shù)。這部分是整個(gè)高層建筑地下室施工的重點(diǎn)環(huán)節(jié),一旦地下室發(fā)生滲漏,輕則影響使用功能,重則會(huì)破壞建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,影響其使用壽命。根據(jù)高層建筑地下室的防水等級(jí)不同,所采取的施工技術(shù)也不相同,但在大體上基本都是采用防水材料或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自防水。若是選擇防水材料進(jìn)行地下室防水的,應(yīng)在施工時(shí)嚴(yán)格控制施工質(zhì)量,并優(yōu)選防水材料,如果采用的結(jié)構(gòu)自防水則應(yīng)采取相應(yīng)的措施增強(qiáng)其本身防水性能。

3 高層建筑框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

(1)全現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。該施工技術(shù)是框架結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較早也是較為常用的一種施工方法,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)抗震性能高、整體穩(wěn)定性強(qiáng)、鋼材用量少。①鋼筋工程施工技術(shù)要點(diǎn)。對(duì)于超密集區(qū)域的鋼筋施工應(yīng)合理安排鋼筋就位的次序,可采取先放樣再安裝的方式進(jìn)行;墊塊可采用較為堅(jiān)硬的花崗石,應(yīng)在骨架就位前放置好,間距應(yīng)控制1.0m為宜,并統(tǒng)一墊在箍筋下;由于高層建筑中轉(zhuǎn)換層的梁截面較大、鋼筋比較密集,從而使得鋼筋本身自重較大,為此梁鋼筋的綁扎應(yīng)在底模施工完成后進(jìn)行,并在梁底縱筋位置上鋪設(shè)一排鋼筋墊鐵,其間距應(yīng)以1.5m左右為宜;必須在主筋鋪設(shè)完成后,方可進(jìn)行套箍筋及放吊筋的施工;對(duì)于擱架下的橫桿應(yīng)自上而下按順序逐根拆除,然后在將箍筋與下部鋼筋進(jìn)行綁扎;梁側(cè)模的安裝應(yīng)在鋼筋綁扎完成并驗(yàn)收合格后進(jìn)行;在進(jìn)行梁柱節(jié)點(diǎn)箍筋安裝時(shí),必須按預(yù)先確定好的數(shù)量及位置進(jìn)行施工,避免發(fā)生不放或漏放的情況;對(duì)于較大直徑的鋼筋在進(jìn)行連接時(shí)可采用機(jī)械連接技術(shù),但需注意的是采用該技術(shù)進(jìn)行鋼筋連接必須控制好鋼筋接頭的質(zhì)量,否則會(huì)影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;應(yīng)確保轉(zhuǎn)換梁上下幾排的鋼筋在綁扎就位后形成垂直的鋼筋間隙,這樣便于混凝土澆筑施工。

(2)鋼結(jié)構(gòu)施工。①鋼柱安裝。在固定好掛藍(lán)和扶梯等臨時(shí)設(shè)施的前提下,在柱基臨時(shí)的標(biāo)高支撐塊上安裝第一節(jié)鋼柱。在吊起鋼柱后,與準(zhǔn)中心線對(duì)準(zhǔn)并將腳螺絲固定住,對(duì)其垂直度進(jìn)行校正。在鋼柱兩側(cè)設(shè)置臨時(shí)用的連接板,將其他鋼柱均安裝在下節(jié)鋼柱的柱頂,當(dāng)上下節(jié)鋼柱對(duì)準(zhǔn)后,用螺栓將其固定好。在所有鋼柱全部安裝完畢后,必須對(duì)其軸線、垂直度、牛腿面標(biāo)高等事項(xiàng)進(jìn)行初次校正,而后再安裝固定螺栓、拆除吊索。需注意,在鋼柱起吊運(yùn)行的過(guò)程中必須防止與其他固定好的構(gòu)件相接觸,保證吊索具備有效高度。②框架鋼梁安裝。在吊裝鋼筋之前,應(yīng)仔細(xì)檢查牛腿處的標(biāo)高與柱子間距。通常情況下,根據(jù)鋼梁的跨度,將鋼梁翼緣處的某個(gè)點(diǎn)作為吊點(diǎn)。為了提高吊裝鋼梁的效率,對(duì)于小型鋼梁和次梁應(yīng)利用多頭吊索的方式一次性完成數(shù)根吊裝。但是必須要保證起吊后處于平直狀態(tài),方便安裝,禁止隨意擴(kuò)孔作為螺栓安裝連接點(diǎn),且一定保證連接板平整。③垂直度校正。在整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)框架施工中,垂直度是較為環(huán)節(jié)之一,必須做好垂直度的校正工作。一般可采用激光經(jīng)緯儀對(duì)標(biāo)準(zhǔn)柱的垂直度進(jìn)行測(cè)定,在測(cè)定時(shí)若偏差超過(guò)實(shí)際允許值則必須采取相應(yīng)的措施對(duì)鋼柱進(jìn)行校正,以確保鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之,在高層建筑建設(shè)的過(guò)程中,施工質(zhì)量永遠(yuǎn)應(yīng)放在首位,而確保施工質(zhì)量的根本之一則是施工技術(shù)?，F(xiàn)階段,高層建筑越來(lái)越多,使用功能也越來(lái)越強(qiáng)大,這都對(duì)施工技術(shù)提出了更高的要求。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和進(jìn)步,在未來(lái)應(yīng)多開發(fā)一些新的高層建筑施工技術(shù),并在施工過(guò)程中多應(yīng)用一些新材料、新設(shè)備、新工藝、新方法,這樣一方面可以有效地提高建筑整體質(zhì)量,另一方面還能夠不斷提高建筑施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,可謂是一舉兩得。

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