高層建筑施工技術(shù)分析

宋剛

摘要： 本文就高層的建筑施工技術(shù)作了分析和闡述，分別講述了深基坑施工，地上結(jié)構(gòu)施工，綠色施工。僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：深基坑施工，地上結(jié)構(gòu)施工，綠色施工

中圖分類號：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 高層建筑發(fā)展的新趨勢

隨著我國建筑業(yè)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我國高層建筑施工呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，隨著老城區(qū)的新規(guī)劃，建設(shè)部門興建高樓，致得城區(qū)內(nèi)的建筑空間越來越小，高層建筑密度越來越大，致使土建施工人員及管理人員對施工過程中的環(huán)境保護(hù)、安全防護(hù)等問題也變得非常突出。主要表面為以下兩點(diǎn)：

一是高層建筑由單純追求高度方面的發(fā)展，到同時追求形體的特異和立面的豐富多彩，在結(jié)構(gòu)功能得到提升、造型優(yōu)美新穎的同時，也使上部結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)難度大大增加。如模板體系，施工機(jī)械設(shè)備等。

二是從高層建筑一次建成交付使用，到為了進(jìn)一步提高投資效率，而采用分階段建設(shè)交付使用。因此在建設(shè)過程中也必然面臨部分施工、部分開業(yè)或者上部施工、下部開業(yè)的情況，這對施工過程中的人員安全、場地利用和確保購物環(huán)境舒適等綠色施工技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。

2 高層建筑施工技術(shù)

2.1 深基坑施工的控制技術(shù)

高層建筑深基坑的施工時，對周邊環(huán)境或多或少存在一定的影響。

主要原因是深基坑土方開挖過程是土體卸載過程，會造成周邊建筑、管線或地下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定量的沉降和偏移，因此，在深基坑施工過程中，對周邊環(huán)境影響的控制是至關(guān)重要的。特別是緊鄰“生命線”工程的高層建筑的施工，深基坑的施工過程中的變形控制的良好與否，事關(guān)“生命線”工程和超高層施工過程中的安全，需要特別關(guān)注。

實(shí)踐證明，采用現(xiàn)代控制理論對深基坑施工過程進(jìn)行控制，可以有效地解決這個難題。目前工程控制方法與系統(tǒng)主要有三大類：開環(huán)控制、閉環(huán)控制和自適應(yīng)控制。其中開環(huán)控制屬經(jīng)典工程控制方法，非常成熟，但由于不存在反饋系統(tǒng)，開環(huán)控制不能根據(jù)施工過程情況調(diào)整控制措施，控制精度比較低。閉環(huán)控制屬現(xiàn)代工程控制方法，由于包含反饋系統(tǒng)，能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)狀態(tài)監(jiān)測結(jié)果不斷調(diào)整控制措施，適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程，控制精度比較高。自適應(yīng)控制屬最新的工程控制方法，理論研究和工程實(shí)踐都取得一定成果，但總體上還處于探索階段。在目前，閉環(huán)控制方法是深基坑施工過程控制中比較有效的方法。

基于上述分析和研究，特殊環(huán)境下深基坑施工的總體思路和方法是以現(xiàn)代工程控制理論為指導(dǎo)，以結(jié)構(gòu)-巖土共同作用分析方法為手段，通過施工方案的優(yōu)化達(dá)到施工過程環(huán)境受控的目的。

2.2 地上結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

2.2.1 斜爬模體系的設(shè)計和應(yīng)用

在以往高層建筑建造過程中，電動腳手及模板系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，這在高層建筑結(jié)構(gòu)立面垂直時此類體系具有良好的適應(yīng)性，但當(dāng)結(jié)構(gòu)立面為斜面或者曲面的時候，這類體系會遇到很大的困難。而在鬧市區(qū)的高層建筑施工時，通常均面臨場地狹小，距離地面交通較近的實(shí)際情況，因此必須采用安全可靠的腳手和模板體系，這樣才能既可以保證工程順利的進(jìn)行，又可以兼顧周邊鬧市區(qū)的安全。針對這個問題，經(jīng)過研究開發(fā)，我們創(chuàng)新性地提出了一種可分離的斜爬模體系，可以充分適應(yīng)高層建筑各種特殊外立面的要求。

2.2.2 可收分整體提升鋼平臺技術(shù)

整體提升鋼平臺具有整體性好、安全性高、施工操作面大等優(yōu)點(diǎn)，因此在高層建筑核芯筒施工中也得到了廣泛的應(yīng)用。但是如果核芯筒形狀上下變化較大，則整體提升鋼平臺也就面臨收分處理的困難。

針對這個問題，我們研究開發(fā)了可收分的整體提升鋼平臺體系。

其構(gòu)成和工作原理如下：在建筑結(jié)構(gòu)核芯筒剪力墻上設(shè)置格構(gòu)柱，用鋼梁和鋼板搭設(shè)平臺，將內(nèi)外腳手懸掛于鋼平臺下，再采用提升設(shè)備將整個鋼平臺隨樓層施工進(jìn)行提升。如施工中要經(jīng)歷拆除部分內(nèi)腳手和拆除部分鋼梁的過程時，則在剪力墻增設(shè)懸錨腳手或鋼桁架進(jìn)行過渡，并隨樓層上升逐層補(bǔ)缺，以滿足施工操作。

2.2.3 超高空的鋼結(jié)構(gòu)塔桅安裝技術(shù)

高層建筑由于建筑造型或功能的需要，通常在結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)塔桅。目前頂部塔桅的施工方法主要有三種，一是采用塔吊散裝，二是采用整體提升，三是采用直升飛機(jī)吊裝。第一二種方法依賴于頂部的施工作業(yè)面和結(jié)構(gòu)形式，第三種則風(fēng)險很大。因此在頂部施工作業(yè)面有限，且塔桅高度高、重量重的情況下，其施工必然面臨很大的困難，采用攀升吊技術(shù)就能很好的解決這上困難。

2.3 綠色施工技術(shù)

在施工場地狹小的鬧市區(qū)，進(jìn)行高層建筑的建造，帶來了許多以安全防護(hù)為重點(diǎn)的環(huán)境保護(hù)新問題和超常規(guī)垂直運(yùn)輸、交通組織以及營造購物環(huán)境舒適度等一系列綠色施工技術(shù)難題。

2.3.1 安全防護(hù)技術(shù)

高層建筑續(xù)建工程中，如果建筑部分已投入商業(yè)運(yùn)營，通常商場內(nèi)購物、休閑、餐飲、娛樂設(shè)施齊全，顧客會絡(luò)繹不絕，且由于地處鬧市區(qū)，周邊道路也通常是交通要道，人流、車流量極高，所以，安全防護(hù)的重點(diǎn)是防止發(fā)生超高層施工過程中的高空墜落對地面物品、人流和車流產(chǎn)生危害。針對此項(xiàng)問題，具體技術(shù)方案是：通過安全防護(hù)分析，確定需要實(shí)施防護(hù)的區(qū)域、需求和防護(hù)內(nèi)容；確立不同階段施工防護(hù)的特點(diǎn)和重點(diǎn)；考慮施工防護(hù)體系對行人、顧客和交通的影響，同時綜合防護(hù)體系本身的強(qiáng)度要求、防火要求、維護(hù)方式、綜合利用等因素。

2.3.2 環(huán)境保護(hù)技術(shù)

建筑施工尤其是高層建筑的續(xù)建施工會對周圍環(huán)境產(chǎn)生噪聲、光的污染。因此，防止施工過程中的聲、光對環(huán)境的影響、強(qiáng)化廢棄物的合理處置是高層建筑續(xù)建施工中又一大難題。針對這種特殊條件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源，其解決方案還是采用專門的措施，防止施工對環(huán)境的影響。如對混凝土澆搗等可能產(chǎn)生較大噪音的施工項(xiàng)目，通過設(shè)置隔離棚，將泵車產(chǎn)生的噪音隔離；在臨近居民區(qū)的地方設(shè)置施工層隔音壁，來隔離噪音；設(shè)立特殊的施工污水匯集系統(tǒng)，將施工污水集中處理后排放；采用“立體場布”的思路，將場地設(shè)置在已建好的建筑結(jié)構(gòu)上，設(shè)置空中材料周轉(zhuǎn)場地，建立立體的材料堆放、接力運(yùn)輸?shù)捏w系。為適應(yīng)“立體場布”的需求，在垂直運(yùn)輸機(jī)械布置上，我們采取“高空接力安裝技術(shù)”、特殊基礎(chǔ)加固技術(shù)、電梯接力和超長扶墻等專門措施，解決續(xù)建工程帶來的特殊難題。

2.3.3 混凝土回收利用技術(shù)

由于在混凝土輸送方面經(jīng)常會遇到“如何穿越人行道和在營業(yè)中的樓層布置混凝土泵送以及結(jié)束時泵管中余下混凝土的處理”等問題，對此，我們設(shè)計了門架式泵管支架和配套的回收利用截止閥，解決了特殊的泵管布置和管中余料的回收問題。在地面上，通過交通組織，使人行道的一部分臨時改成非機(jī)動車道，而將非機(jī)動車道利用來布置泵車，地面泵管利用門架式泵管架跨越人行道，這樣可避免對交通產(chǎn)生影響；另外通過專門泵管支架系統(tǒng)的保護(hù)，可解決復(fù)雜路徑泵管的布設(shè)問題。

3 結(jié)語

隨著高層建筑的發(fā)展，不同的建筑施工也會遇到越來越多的技術(shù)難題，這都需要廣大工程技術(shù)人員攜起手來，堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，共同攻克難關(guān)，再攀新的高峰。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜凱;高層建筑的施工技術(shù)[J],中國新技術(shù)新產(chǎn)品2010,(4)

[2]杜榮軍;混凝土工程模板與支架技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社。2004