高層建筑的特點及施工分析

摘 要 高層建筑在當今社會出現(xiàn)的越來越多，高層建筑既能充分利用空間又能節(jié)約成本和土地。本文從理論和實際出發(fā)闡述了高層建筑的特點、高層施工中施工機械的選擇、高層基礎施工及高層新技術應用等方面內容。

關鍵詞 總體特點；新技術；預應力管樁

中圖分類號 TU973 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)071-0112-02

1 高層建筑的總體特點

1.1 建筑特點與要求

1）由于建筑高度增加，電梯成為建筑內部的主要垂直運輸工具，從而對高層建筑的平面布局和空間組合產生了重大影響。

2）需要在底層和不同高度設置設備層，在樓層頂部設電梯間和水箱間。

3）由于高層建筑地下埋深嵌固的要求一般有一層至數(shù)層的地下室。

4）由于高度、體型大需要更好的處理建筑造型和外飾面。

5）對不同使用功能的高層建筑需要解決各自的問題。

1.2 結構特點與要求

1）強度：高層建筑的結構受力，除了要考慮垂直荷載作用外，還必須考慮由風力或地震引起的水平荷載，對不對稱及復雜的高層建筑還需考慮結構的受扭。因此高層建筑必須充分考慮結構的各種受力情況，保證結構有足夠的強度。

2）剛度：高層建筑要保證結構剛度和穩(wěn)定性，控制結構水平位移。

3）延性：有抗震設防要求的高層建筑還必須具有一定的延性，使結構在強震作用下，當某一部分進入屈服階段后，還具有塑性變形能力，通過結構的塑性變形吸收地震力所產生的能量，使結構可維持一定的承載力。

4）基礎穩(wěn)定性：由于高層建筑上部結構所承擔的垂直荷載和水平荷載大，各種荷載最終要通過地下室和基礎傳遞到地基。因此，對基礎選型和埋置深度與多層、低層建筑不同。

1.3 防火特點與要求

高層建筑的功能復雜，設備繁多，人員集中，火災因素多，而撲滅火災及人員疏散的難度大，因此，必須高度重視和解決防火問題。

2 高層建筑的施工特點

1）工程量大、造價高。高層建筑較多層建筑造價平均增加60%左右。

2）工期長、季節(jié)性施工不可避免。

3）高空作業(yè)要突出解決好材料、制品、機具設備和人員垂直運輸問題，要認真解決高空墜落等問題。

4）高層建筑地基處理復雜，對造價和工期影響很大，還需要解決深基礎支護問題。

5）防水、裝飾、設備要求較高。

6）標準層占主體工程的主要部分，設計基本相同，便于組織逐層循環(huán)流水作業(yè)。

7）工程項目多、工種多、涉及單位多、管理復雜。

3 高層建筑施工機械

垂直運輸機械：

1）塔式起重機：塔式起重機簡稱塔吊，有鋼結構、工作機構、電氣設備及安全裝置組成。塔式起重機按照行走機構方式、旋轉方式、變幅方式和起重力大小分類，有軌道式包括上回轉和下回轉，固定式包括附著式和內爬式。各類塔式起重機的共同特點是：塔身高度大，臂架長，覆蓋范圍廣、作業(yè)面大；能吊運各類建筑材料、制品、預制構件及建筑設備；能同時進行起升、回轉及行走，完成垂直運輸和水平運輸作業(yè)；可通過改變吊鉤滑輪鋼絲繩倍率，提高起重量，較好的適應施工需要；有多種工作速度，生產效率高；設有較齊全的安全裝置，運行安全可靠；安裝投產迅速、操作方便。塔式起重機的選用：塔式起重機的選用要綜合考慮建筑物的高度、建筑物的結構體系、構件的尺寸和重量、施工進度、施工流水段的劃分、施工現(xiàn)場的平面布置和周圍環(huán)境等各種情況。同時要兼顧裝、拆塔式起重機的場地和建筑結構滿足塔架錨固、爬升的要求。塔式起重機錨固裝置的安裝與拆卸應該注意一下幾點：錨固環(huán)宜設置在塔身標準節(jié)對接處或有水平腹桿的斷面處，塔身節(jié)主弦桿應是需要加以補強；固定在建筑物上的錨固支座，可套在柱子上或埋設在墻里；安裝和固定附著桿時，必須用經緯儀對塔身結構的垂直度進行檢查；錨固裝置的間距必須符合塔式起重機使用說明書的規(guī)定，錨固完畢后經過詳細核查確認安全后方可投入施工；拆除附著桿系應與降落塔身同步進行。

2）施工電梯：施工電梯一般分為齒輪齒條驅動電梯和繩輪驅動電梯兩類。齒輪齒條驅動施工電梯由塔架、吊廂、地面停機站、安全裝置、電控柜站、門機電聯(lián)鎖盒、電纜、電纜接收筒、平衡重、安裝小吊桿等組成，齒輪齒條施工電梯剛度好、安裝迅速、檢查維修保養(yǎng)方便、不會發(fā)生墜落事故、升運高度高；繩輪驅動電梯由塔架、底座、吊廂、卷揚機、繩輪系統(tǒng)及安全系統(tǒng)組成，結構輕巧、構造簡單、用鋼量少、造價低、能自升接高。高層建筑外用施工電梯應根據(jù)建筑體型、建筑面積、運輸總重、工期要求、造價等確定。20層以下的高層建筑宜使用繩輪驅動施工電梯；25層特別是30層以上的高層建筑應選用齒輪齒條驅動施工電梯。

4 高層建筑施工新技術

4.1 臺模施工

1）立柱式臺模：立柱式臺模包括鋼管組合式和門架式，組合式臺模面板采用定型鋼模板，組合鋼模板之間用U型卡和L型插銷連接，次梁采用矩形鋼管，次梁和面板之間用鉤頭螺栓和蝶形扣件連接。鋼管組合式臺模一般采用現(xiàn)場組裝，分正裝法和倒裝法兩種。鋼管組合式臺模支設時，現(xiàn)在樓（地）面上彈出臺模支設邊線，并在墨線相交處分別測出標高，標出標高的誤差數(shù)值，然后吊裝臺模到位。臺模拆除是在樓板達到設計強度80%以上后進行的。拆模時用千斤頂頂住臺模，先撤掉墊塊和木楔隨即裝上車輪，再撤掉千斤頂。2）門架式臺模：門架式臺模用多功能門架做支撐架，用組合鋼模板、鋼框木膠合板模板、薄鋼板或多層膠合板等做面板。門架式臺模的組裝工藝是：平整場地-按臺模設計圖樣核對部件尺寸-鋪墊板-放尺寸線-安放底托-將門架插入底托內-安裝交叉拉桿-安裝上部頂托-調平找正-安裝大龍骨-安裝下部角鋼和上部連接件-安裝小龍骨-安裝面板-安裝水平和斜拉桿、剪刀撐-加工吊孔、安裝吊環(huán)及護身欄-檢查驗收。門架式臺模的拆除與升層操作如下：拆除護身欄、在每榀臺模下留四個底托，其他底托全部松開升起掛住；在留下的四個底托處裝四個起落架，掛四個手拉葫蘆；手拉葫蘆掛鉤掛住臺模角鋼，拉緊，松開四個底托，使臺模脫離樓板底面；在臺模下放置鋼管，放手拉葫蘆，使臺模落在鋼管上；將臺模放在滾輪上移至能掛吊鉤的位置，掛牢吊鉤，起動電動環(huán)鏈調整平衡，再將臺模飛出移至上層。

4.2 模殼施工

現(xiàn)澆密肋樓板施工時可采用塑料和玻璃鋼模殼作為模板。模殼支設，施工前要根據(jù)圖樣設計尺寸，結合模殼規(guī)格繪出支模排列圖；支模時現(xiàn)在樓地面上彈出密肋梁的軸線，然后立起鋼支柱；鋼支柱的基地應平整、堅實；鋼支柱調整好標高后，再安裝鋼龍骨；模殼的脫殼劑應使用水溶性脫模劑，避免與模殼起化學反應。

4.3 永久性模板施工

永久性模板是用于現(xiàn)澆樓蓋的一種新型模板，它與現(xiàn)澆砼疊合為一體，構成整體式樓蓋結構，故具有較好的抗爭性能，適用于高層建筑施工。

5 高層建筑基礎工程預應力管樁施工技術

1）高層建筑基礎工程的預應力管樁質量，抗壓強度應符合設計要求。樁的表面應光滑，無裂縫，樁頂層，彎曲度，壁厚，等指標符合要求。預應力管樁的質量保證，認證和測試報告是完整的，以滿足要求。

2）預應力管樁在運輸和堆放過程中，應充分考慮樁內力體重和支撐點影響。管樁堆放場地必須平整，結實，并配有排水設備底部用木材，楔形塊固定以避免滑動。管樁分層堆放滿足要求，避免木材脫位。預應力管樁應該發(fā)揮作用的部分分類堆放。

3）根據(jù)單樁承載力和地質條件合理選擇機械。打樁機的噸位太小，預應力樁的壓力不會往下走，不符合設計要求，打樁機噸位太大，對地質承載能力的要求變大，可能造成樁頭損壞，樁身損壞。

4）打樁施工過程中：①首先，需要在基礎上找準一個樁的位置，然后用鉆孔機械鉆孔，鉆完孔洞，沉管樁達到設計標高。樁長，直徑大于10厘米左右的樁徑的鉆孔深度。②打樁順序是合理的，并確保從打樁不影響周圍打建筑物，群樁應該由遠到近的順序施工。③控制打樁速度，以提供足夠的時間、空間使水壓力消失，雖然這樣會導致工期增長，但有時是非常有必要的。④可以采用井點降水，以及設置集水坑的措施，來減少空隙水壓力，但需要考慮降水可能會導致土壤凝結和孔隙水壓力分布的變化，可能導致事故。

參考文獻

[1]陳越慶.地基基礎工程施工技術[J].北京:機械工業(yè)出版社，2004.

[2]孫加保.高層建筑施工[J].北京:化工工業(yè)出版社，2005.

[3]楊躍.高層建筑施工[J].武漢:華中科技大學出版社，2004.

[4]中華人民共和國國家標準.建筑地基基礎設計規(guī)范(GB5000-2002)[J].