高層建筑工程施工技術(shù)初探

葉耀清

摘 要：高層建筑工程施工方面就技術(shù)而言，難度大，施工常常非常復雜，對高層建筑施工技術(shù)的研究是建筑專家學者們所熱衷的。本文從高層建筑工程施工的特點和難點出發(fā)，探討高層建筑施工技術(shù)方面的相關(guān)方法，并對這些方法進行初步分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑； 施工技術(shù)； 分析

1.引言

現(xiàn)今城市化水平日益成熟，高層建筑正是一個緩解城市土地稀缺性行之有效的辦法。目前，我國已有大批高層、超高層建筑建成或在建。由于高層建筑層數(shù)多和施工量大，其施工具有結(jié)構(gòu)復雜，施工作業(yè)面窄等特點，加強對高層建筑施工技術(shù)的探討非常必要。下面就從高層建筑工程施工技術(shù)出發(fā)，分析高層建筑工程施工方面相關(guān)的一些問題。

2. 高層建筑工程施工的特點與相應的難點問題

建設(shè)部主管部門從1984年起，對住宅和非住宅，高層建筑的判定標準一律以10層作為統(tǒng)計的起點，現(xiàn)在實際上超過50層的建筑現(xiàn)在比比皆是，目前中國最高的建筑物是2009年建成的廣州塔，高度達600米。就主體結(jié)構(gòu)的施工而言，高層建筑與多層建筑的施工技術(shù)有很多相同之處， 但也有不同的方面。 從逐層施工方法的角度來看，基本上相同，但從整體上來看，又有所區(qū)別，主要原因是由于高層建筑高度高、體積大，帶來了施工方面的差異，高層建筑的施工特點可以用“高、深、大、長”4個字概括。與低層、多層建筑的施工相比，高層建筑施工具有如下特點和相應難點問題。

2.1 工程量大、施工布置難度大

近年來建工系統(tǒng)分析資料表明，多層建筑平均每棟2500平方米左右，高層平均每棟15000平方米左右，單位面積的工程量很大，對施工現(xiàn)場平面布置來說難度很大。

2.2 空中施工的高度高，垂直的運輸量很大，安全方面隱患多

高層建筑施工工程量非常大，隨著高度越高垂直運輸量呈幾何級遞增，對于垂直運輸設(shè)備在高度、運量和安全可靠性等方面都提出新的要求，此外防火、用水、用電、通信、臨時廁所等在底層多層施工中較易解決的問題在高層，特別是超高層施工中往往難度較大。

2.3 基坑深度大，相應的支護結(jié)構(gòu)方面費用高

高層建筑基坑一般隨著高度增加而相應加深，支護施工工程量大，尤其是附近有建筑物、地下管線、城市道路等情況，這對于支護的強度、位移變形等都有很苛刻的要求。

2.4 高層建筑施工的新技術(shù)、新工藝繁多，技術(shù)水平要求高

低層或多層建筑的施工一般來說工藝上是傳統(tǒng)熟練的、技術(shù)手段多，在高層建筑施工中基于建筑本身的復雜程度，新的技術(shù)、新的工藝、新的設(shè)備大量應用對于所有層面的工作人員都提出了很高要求，如高強混凝土的施工問題，大體積混凝土方面的施工問題，長距離泵送的混凝土施工、高層建筑測量放線工作、深基坑的施工支護問題、深基坑逆作法施工，深基坑施工時的降水及封水，高層鋼結(jié)構(gòu)的施工、高層外立面裝修施工、高層模板體系，高層現(xiàn)代化設(shè)備安裝等等都是高層建筑工程施工中的關(guān)鍵技術(shù)問題。

3 高層建筑工程施工技術(shù)要點

3.1 高層建筑地下室施工中采用逆作法施工技術(shù)

在高層建筑地下室中經(jīng)常應用逆作法，逆作法具有縮短工程總工期、對環(huán)境影響小和節(jié)約項目成本等等優(yōu)點。實踐證明，利用深基坑逆作法的施工方法，可以帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。高層建筑中的深基坑逆作法的施工方法是指對于地面以下的部分，各層地下室采用從上到下的施工次序，利用地下室樓板結(jié)構(gòu)的水平方向剛度以及抗壓強度對基坑所產(chǎn)生支護作用，保證基坑的土方開挖。在深基坑逆作法的施工中，先進行預制混凝土樁的施工，第二步進行地下室地下連續(xù)墻的施工，接著在地下室內(nèi)部柱網(wǎng)與剪力墻、框架梁結(jié)合位置，人工開挖護壁井道，一直到基礎(chǔ)底板以下，基于柱下面或墻下面的預制樁，在基礎(chǔ)的底板下面做兩樁或者三樁承重面。利用護壁井道在承重面上安裝鋼管立柱，在立柱安裝固定結(jié)束之后，再往鋼管立柱內(nèi)澆注微膨脹型混凝土。形成地下室的地下連續(xù)墻與鋼管混凝土立柱共同組成逆作階段充當擋土、阻水與豎向承重功能的體系。

3.2 高層建筑工程的混凝土強度控制

高層建筑施工中混凝土用量大以及施工周期長，受氣候等工作條件影響的因素多，有時會有混凝土的強度離散性過大的問題，甚至是不合格，混凝土強度對于工程成功很關(guān)鍵，應該注意以下幾點。

（1）配合比的選定。工程開始前一般都要根據(jù)設(shè)計書的指引配制不同等級強度的混凝土，然后到有資質(zhì)的試驗機構(gòu)做級配試驗，獲得級配試驗報告后，根據(jù)級配報告做實驗室的配比試驗，在施工中需嚴格按照此標準執(zhí)行。需要特別關(guān)注在現(xiàn)場施工的過程中要考慮與級配是否相符，還需要進行試配和現(xiàn)場砂石實際含水比例的調(diào)整試驗后最終決定砼配合比。

（2）嚴格混凝土養(yǎng)護制度。高層建筑施工常用泵送混凝土，泵送混凝土在縮短施工周期和改善混凝土施工性能方面有突出的優(yōu)勢。但在原材料、配比和振搗控制嚴格的情況下，有些工程仍出現(xiàn)混凝土強度不足。經(jīng)分析其中原因，很多的情況是為了搶工期導致混凝土養(yǎng)護時間嚴重不足，因此對澆筑量大的大體積混凝土應有相應的養(yǎng)護方案，要認識到養(yǎng)護的重要性，安排專人負責從養(yǎng)護開始至養(yǎng)護結(jié)束的全過程。

3.3高層建筑施工中裂縫的控制

3.3.1 高層建筑施工中裂縫的設(shè)計

第一，設(shè)計永久性的伸縮縫，在外墻面合適的位置預留分隔縫等措施。第二，對于結(jié)構(gòu)斷面的突變導致應力集中的情況要避免，要很好地配置構(gòu)造鋼筋；對于墻體采用混凝土小型空心砌塊等輕質(zhì)材料的，增加設(shè)置距離不超過3 m的構(gòu)造柱，在每一層墻高的中間位置安裝與墻等寬厚度為12cm的混凝土腰梁，在另一端增設(shè)構(gòu)造柱，預留的門窗口利用鋼筋混凝土框進行加固；兩種基體的交接處，需用鋼絲網(wǎng)進行處理，特別要注意梁底位置的砌筑技術(shù)要求，合理設(shè)置屋面保溫層與隔氣層等等問題。第三，合理地設(shè)置后澆帶，并應用相應補償收縮混凝土技術(shù)，在混凝土中多摻纖維素類等方法。

3.3.2 施工中混凝土養(yǎng)護

在混凝土裂縫的預防中，我們要重視對新澆混凝土的早期養(yǎng)護。為使早期盡量避免減少收縮，需要做好構(gòu)件的濕潤養(yǎng)護，避免其表面的水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生較大收縮的同時而受到內(nèi)部約束導致開裂。大體積混凝土重點在于控制升溫，以及減緩砼的溫降速度，以減少砼收縮，進而能提高砼的最大拉伸值。如果選用中低水化熱類型的水泥，可以充分利用砼的后期強度，進行摻加或減水劑粉煤灰等物質(zhì)，選擇進行了認真配比的粗細骨料等，控制砼的出機和澆筑的溫度，通過敷設(shè)散熱孔或者通水排熱的方法，避免水化熱的高峰問題集中出現(xiàn)；同時在養(yǎng)護的過程中要對表面及中間、底部的溫度進行監(jiān)測。對混凝土進行澆筑后內(nèi)部的最高溫度和氣溫之間的溫差要不超過25℃，避免因溫差太大而造成混凝土產(chǎn)生裂縫。

3.4 高層建筑工程施工的測量控制

高層建筑高度高、層數(shù)多，對施工測量的精度有很高要求，因此在工程開工前很必要制定好施工測量方案，確定好進行測量的儀器，并事先根據(jù)施工方案設(shè)計好施工測量控制流程；高層建筑的控制軸線要準確及時地投影到建筑面層上，再根據(jù)控制軸線進行柱列線等細部放樣，好方便進行綁扎鋼筋，立模板和澆筑砼；高層建筑施工測量常規(guī)來說采用外控法和內(nèi)控法兩種方法相結(jié)合的形式，當用外控法投測軸線時，則是每隔數(shù)層需用內(nèi)控法測一次來提高精度，減少垂直偏差的累積；當采用內(nèi)控法時，常用激光鉛垂儀法，首先在首層面層上做好平面控制，再選擇四個適當?shù)奈恢米鳛榭刂泣c，或者用中心“十”字控制方法，在澆筑上升到每一層樓面時，需要在相應的位置預留200 mm×200 mm的小方孔，此小方孔與首層層面控制點相對應，以確保能使激光束垂直向上穿過預留的小方孔?？偟膩碚f高層建筑施工的測量需要根據(jù)實際情況來采用切實可行的方法，無論哪種方法都要經(jīng)過校對和復核，以保證精確無誤。

4 結(jié)束語

以上分析了高層建筑的工程施工技術(shù)方面的相關(guān)問題，高層建筑由于層數(shù)多、結(jié)構(gòu)工程量大、地下工程和裝修設(shè)備較復雜，在施工組織管理上需要遵循保證重點，統(tǒng)籌安排，合理安排施工順序，采用先進科學技術(shù)，合理安排施工現(xiàn)場。通過合理的施工組織，解決好各施工階段的問題，降低成本和提高效益，以期按時、高質(zhì)地完成高層建筑的施工任務。

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