高層建筑及現(xiàn)代施工技術(shù)的應(yīng)用與探討

庫(kù)海兵

摘要：高層建筑見(jiàn)證著各個(gè)時(shí)代一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家的科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)繁榮。高層建筑施工具有標(biāo)準(zhǔn)高、空間小、立體施工等等諸多的特點(diǎn)，高層建筑也是建筑施工的難點(diǎn)。本文分析了高層建筑及施工難題，并探討了幾種現(xiàn)代施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；現(xiàn)代施工技術(shù)；逆作法；轉(zhuǎn)換層

一、高層建筑及施工難題

超過(guò)一定層數(shù)或高度的建筑將成為高層建筑。高層建筑的起點(diǎn)高度或?qū)訑?shù)，各國(guó)規(guī)定不一，且多無(wú)絕對(duì)、嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在新《高規(guī)》即《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ3高層建筑-2002）里規(guī)定：10層及10層以上或高度超過(guò)28m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稱為高層建筑結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑高度超過(guò)100m時(shí)，稱為超高層建筑。在城市化進(jìn)程中，高層建筑在不斷發(fā)展，高層建筑最大的特點(diǎn)是高度大，當(dāng)前世界上最高的建筑為阿聯(lián)酋的哈利法塔高達(dá)828米，這些高度在不斷的挑戰(zhàn)著工程的極限。高層建筑施工中面臨的問(wèn)題主要有：

（1）作業(yè)空間的限制，施工設(shè)備使用率降低。高層建筑是采用垂直向上的方式建造的，低層建筑可以采用與底部面積同樣的方式進(jìn)行擴(kuò)展，而高層建筑則采用逐級(jí)減小的方式進(jìn)行建造，這樣可以保證較大的作業(yè)面積。從而保證建筑施工的可行性，施工原材料的運(yùn)輸較為復(fù)雜，需要使用垂直升降機(jī)或者起重設(shè)備進(jìn)行運(yùn)輸，同地面施工相比，運(yùn)輸方式較為復(fù)雜，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。（2）工期時(shí)間長(zhǎng)，受自然氣候影響大。高層建筑施工量大，施工周期較長(zhǎng)，工程作業(yè)要受到季節(jié)氣候的影響，隨著季節(jié)的變化，雨雪對(duì)高層建筑施工和人員安全的保證都帶來(lái)了一定的難度。高層建筑施工中混凝土澆筑量大、鋼筋使用量多，施工工序復(fù)雜。（3）高層建筑涉及范圍廣、專業(yè)多，并且科技含量高，需要的施工技術(shù)也有越來(lái)越高的要求。每一棟高層建筑都具有獨(dú)特的個(gè)性，在每個(gè)專業(yè)、每個(gè)工序既要滿足自身特定的作業(yè)空間和技術(shù)要求，又要滿足施工項(xiàng)目中其空間位置所需的技術(shù)要求，甚至在每一條管線、預(yù)埋鐵件及每一種機(jī)械設(shè)備上都有特定的要求，增加施工技術(shù)的工作難度，導(dǎo)致一些施工中出現(xiàn)的技術(shù)疑難問(wèn)題。

二、高層建筑現(xiàn)代施工技術(shù)的應(yīng)用

（一）高層建筑的地基和測(cè)量技術(shù)

1、我國(guó)各地地質(zhì)環(huán)境不同，高層建筑的基礎(chǔ)要因地而異，采取不同措施。當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)比較復(fù)雜，持力層較深，地下室埋置深度不大時(shí)，需要采用樁基礎(chǔ)。預(yù)制樁的質(zhì)量好，鑒別承載力的方法較為明確，使用的預(yù)應(yīng)力空心管樁也有較大的承載力，在高地下水位地區(qū)可使用預(yù)制樁，但預(yù)制樁造價(jià)比較高，耗鋼量比較大，截樁困難，施工噪音大，因此，可采用現(xiàn)澆樁對(duì)地基進(jìn)行施工，現(xiàn)澆樁的造價(jià)較低，適應(yīng)性強(qiáng)，噪音小，可作為發(fā)展的重點(diǎn)。當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時(shí)，施工技術(shù)較為困難，難以保證施工安全，應(yīng)采用沉箱法或沉井法施工。

2、在工程開(kāi)工前應(yīng)制定好施測(cè)方案，并確定測(cè)量?jī)x器，建立施工控制網(wǎng)，及時(shí)將控制軸線投影到建筑層面上，根據(jù)控制軸線做柱列線等放樣。高層建筑施工測(cè)量要根據(jù)實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)姆椒?，并且一定要?jīng)過(guò)復(fù)核和校對(duì)，確保測(cè)量的正確性。

（二）逆作法

逆作法是指先沿建筑物地下室軸線或周圍施工地下連續(xù)墻或其他支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置澆筑或打下中間支承樁和柱，作為施工期間于底板封底之前承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。然后施工地面一層的梁板樓面結(jié)構(gòu)，作為地下連續(xù)墻剛度很大的支撐，隨后逐層向下開(kāi)挖土方和澆筑各層地下結(jié)構(gòu)，直至底板封底。同時(shí)，由于地面一層的樓面結(jié)構(gòu)已完成，為上部結(jié)構(gòu)施工創(chuàng)造了條件，所以可以同時(shí)向上逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。如此地面上、下同時(shí)進(jìn)行施工，直至工程結(jié)束。逆作法可使建筑物上部結(jié)構(gòu)的施工和地下基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工平行立體作業(yè)，在建筑規(guī)模大、上下層次多時(shí)，大約可節(jié)省工時(shí)1/3；受力良好合理，圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形量小，因而對(duì)鄰近建筑的影響亦??；一層結(jié)構(gòu)平面可作為工作平臺(tái)，不必另外架設(shè)開(kāi)挖工作平臺(tái)與內(nèi)撐，這樣大幅度削減了支撐和工作平臺(tái)等大型臨時(shí)設(shè)施，減少了施工費(fèi)用。逆作法存在的不足，如逆作法支撐位置受地下室層高的限制，無(wú)法調(diào)整高度，如遇較大層高的地下室，有時(shí)需另設(shè)臨時(shí)水平支撐或加大圍護(hù)墻的斷面及配筋。由于挖土是在頂部封閉狀態(tài)下進(jìn)行，基坑中還分布有一定數(shù)量的中間支承柱和降水用井點(diǎn)管，尚缺乏小型、靈活、高效的小型挖土機(jī)械，使挖土的難度增大。但這些技術(shù)問(wèn)題相信很快會(huì)得到解決。

（三）新預(yù)制混凝土構(gòu)件技術(shù)

1、新型裝配式樓蓋結(jié)構(gòu)

采用革新的預(yù)應(yīng)力空心板，按預(yù)制裝配式樓蓋設(shè)計(jì)，以保持施工安裝快速的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在樓板找平層中加配鋼筋網(wǎng)片，使之具有相當(dāng)于疊合樓板的整體性，捉高結(jié)構(gòu)的抗震性能；用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲作預(yù)應(yīng)力主筋，提高構(gòu)件的延性；提高構(gòu)件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（高于現(xiàn)行的國(guó)標(biāo)），以促使構(gòu)件生產(chǎn)工藝和模具水平的提高，使構(gòu)件生產(chǎn)集中于有一定規(guī)模和技術(shù)水平的預(yù)制構(gòu)件廠，以保證構(gòu)件的高質(zhì)量；通過(guò)改進(jìn)后的板側(cè)面設(shè)計(jì)與灌縫材料，增強(qiáng)板縫間的抗剪能力；通過(guò)上述幾項(xiàng)措施并可解決當(dāng)前困擾民用建筑開(kāi)發(fā)商的頻頻引發(fā)爭(zhēng)議的現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫問(wèn)題。

2、預(yù)制輕混凝土內(nèi)、外墻板和復(fù)合外墻板

與框架結(jié)構(gòu)的結(jié)合，可逐步取代現(xiàn)有的磚混結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)民用建筑基本不用粘土磚的節(jié)地要求。預(yù)制外墻板、新型裝配式樓蓋與框架結(jié)構(gòu)及已有的各種輕質(zhì)內(nèi)墻相結(jié)合，可形成框架現(xiàn)澆或預(yù)制梁、柱裝配整體，其余均為預(yù)制裝配的新型建筑體系。

3、疊合樓蓋結(jié)構(gòu)

以中、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲作預(yù)應(yīng)力主筋的預(yù)應(yīng)力平板、帶肋平板、空心板作預(yù)制板，與現(xiàn)澆混凝土疊合層組成疊合樓蓋。減少了現(xiàn)場(chǎng)的支模施工工序和鋼筋工程的工作量，具有很好的整體性，尤其適用于大開(kāi)間民用建筑。

（四）轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工

隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)高層建筑的不斷發(fā)展，帶有轉(zhuǎn)換層的框支剪力墻高層建筑愈來(lái)愈多，在高層建筑結(jié)構(gòu)的底部，當(dāng)上部樓層部分豎向構(gòu)件（剪力墻、框架柱）不能直接連續(xù)貫通落地時(shí)，應(yīng)設(shè)置轉(zhuǎn)換層。由于高層建筑下部結(jié)構(gòu)受力較大，上部結(jié)構(gòu)受力較小，正常合理的布置應(yīng)是下部柱網(wǎng)密、墻多，上部柱網(wǎng)疏、墻少。這樣建筑功能要求就與常規(guī)結(jié)構(gòu)布置之間產(chǎn)生了矛盾。為了滿足建筑多功能的要求，就必須在結(jié)構(gòu)中設(shè)置轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以實(shí)現(xiàn)自上而下結(jié)構(gòu)形式，軸線布置的自然過(guò)渡。轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件所在的樓層就是轉(zhuǎn)換層。為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)優(yōu)良性能的發(fā)揮，不因其影響到高層建筑主體的質(zhì)量，就要根據(jù)這些特點(diǎn)，進(jìn)行針對(duì)性的施工，在其施工過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。

1、支撐模板的施工要注重轉(zhuǎn)換層及上層建筑的荷載

由于轉(zhuǎn)換板自身的重量，還有上層結(jié)構(gòu)的荷載，二者加到一起是一個(gè)不容小覷的，因此支撐模板的施工首先要有一個(gè)科學(xué)的、合理的施工方案，其支撐體系的設(shè)計(jì)還要符合轉(zhuǎn)換板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

2、注意大體積混凝土轉(zhuǎn)換層施工

混凝土施工受濕度與溫度及周圍的環(huán)境影響較大，轉(zhuǎn)換層的混凝土施工多是大面積大體積的施工，由于其所在位置與功能的重要性，更要考慮這種大體積混凝士在施工過(guò)程中有可能出現(xiàn)的溫度裂縫和收縮裂縫的問(wèn)題出現(xiàn)。可以施工過(guò)程中，采取減小混凝土溫度差、溫化以及混凝土收縮徐變的措施來(lái)進(jìn)行預(yù)防。

3、轉(zhuǎn)換層中鋼筋骨架的施工

由于轉(zhuǎn)換層要承受羅大的荷載，因此，施工時(shí)會(huì)在轉(zhuǎn)換板中增加很多的鋼筋，這些鋼筋的高度較高，為了保證轉(zhuǎn)換層的施工質(zhì)量，一定要保證鋼筋骨架的穩(wěn)定性。

4、監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)換層施工過(guò)程中質(zhì)量的控制

影響轉(zhuǎn)換層施工質(zhì)量的因素很多，有很多影響會(huì)在施工過(guò)程中就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，例如轉(zhuǎn)換板會(huì)在施工過(guò)程中發(fā)生變形，混凝土出現(xiàn)裂縫等。為了保證轉(zhuǎn)換層的施工質(zhì)量，就應(yīng)監(jiān)控整個(gè)施工進(jìn)程，如果發(fā)現(xiàn)影響轉(zhuǎn)換層質(zhì)量的問(wèn)題出現(xiàn)，及時(shí)的進(jìn)行糾正，避免出現(xiàn)更加嚴(yán)重的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

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