高層建筑工程施工技術(shù)探析

張思斌

（貴州建工集團(tuán)第一建筑工程有限責(zé)任公司 貴州貴陽(yáng) 550002）

高層建筑工程施工技術(shù)探析

張思斌

（貴州建工集團(tuán)第一建筑工程有限責(zé)任公司 貴州貴陽(yáng) 550002）

近些年，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，高層建筑在城市建設(shè)過(guò)程中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，建筑工程行業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也愈加激烈。在這樣的前提下，建筑企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地，必須不斷提高其施工技術(shù)水平，以期用最小的成本獲得最好的施工質(zhì)量。本文首先分析了高層建筑及其特點(diǎn)，其后就具體的施工技術(shù)進(jìn)行了探討。

高層建筑工程；特點(diǎn)；施工技術(shù)

引言

當(dāng)前，隨著我國(guó)城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高層建筑發(fā)展快速。其中，建筑施工技術(shù)的應(yīng)用作為高層建筑施工中的核心組成部分，在建筑行業(yè)中具有重要地位。進(jìn)行高層建筑施工時(shí)，若能夠有效地應(yīng)用建筑施工技術(shù)，有利于保證建筑工程如期完成，并能夠提高建筑質(zhì)量、降低運(yùn)營(yíng)成本，進(jìn)而增加建筑企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 高層建筑及其特點(diǎn)分析

自2005年起，我國(guó)對(duì)樓房建筑的高度有了新的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，把十層以上的住宅建筑和高度超過(guò)24m的公共建筑及綜合性建筑稱(chēng)之為高層建筑。但是高度超過(guò)24m的單層建筑就不算高層建筑。國(guó)際高層建筑會(huì)議提案在1972年就進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定，將根據(jù)建筑的高度，對(duì)高層建筑進(jìn)行劃分：①樓層9～16層的，最高不超過(guò)50m為第一類(lèi)；②樓層17～25層，高度最高75m為第二類(lèi)；③樓層26～40層，高度最高100m的，為第三類(lèi)；40層以上的，高度高于100m的為第四類(lèi)。高層建筑具有如下特點(diǎn)：①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(mén)間的聯(lián)系距離，進(jìn)而達(dá)到提高工作效率的目的；②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?；③可使市政建設(shè)投資大幅減少，經(jīng)濟(jì)效益良好。

2 高層建筑工程施工技術(shù)分析

2.1 高層建筑基礎(chǔ)施工技術(shù)

在建造建筑物時(shí)會(huì)導(dǎo)致巖土應(yīng)力的變化，建筑物的荷載作用會(huì)導(dǎo)致基底下方的變形，這部分巖體或土體叫做地基。地基能夠支撐建筑基礎(chǔ)的上部結(jié)構(gòu)荷載，避免受到高強(qiáng)度和破壞，將基礎(chǔ)沉降控制在允許范圍內(nèi)。當(dāng)前，樁基礎(chǔ)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在建筑工程中，具體的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)分為以下幾種類(lèi)型：

2.1.1 靜力壓樁技術(shù)

即使用靜力壓樁設(shè)備，通過(guò)樁架配重和設(shè)備自重對(duì)預(yù)制樁形成反作用力，將其壓入土層中，如圖1所示即為靜力壓樁技術(shù)施工流程。靜力壓樁技術(shù)具有無(wú)沖擊、無(wú)噪音、無(wú)振動(dòng)、操作簡(jiǎn)便、壓樁質(zhì)量可靠、便于檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)，還能夠節(jié)約混凝土和鋼筋，一定程度上減少了施工成本，在砂性較輕或高壓縮性的軟粘土層地區(qū)的建筑工程中應(yīng)用較多。靜壓樁屬于擠土樁，壓樁過(guò)程中容易破壞土層，形成超空隙水壓力。所以，在應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，必須持續(xù)進(jìn)行，中途不得停頓。

2.1.2 振動(dòng)沉樁技術(shù)

圖1 靜力壓樁技術(shù)施工流程圖

振動(dòng)沉樁技術(shù)采用電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的形式，產(chǎn)生作用于地基的巨大垂直力，從而使地基土層或巖層達(dá)到緊實(shí)狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、效果良好，能夠取得較好的壓實(shí)效果。在具體應(yīng)用中，首先要在樁頂設(shè)置固定振動(dòng)器，在其振動(dòng)作用和樁自重的作用下，將樁沉入土層，并帶動(dòng)土層的振動(dòng)，形成位移或收縮。在利用該技術(shù)時(shí)，在打樁開(kāi)始時(shí)，要先通過(guò)小距離的輕度錘擊，再連續(xù)錘擊，直至沉入要求深度。應(yīng)用該技術(shù)時(shí)的裝置重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能取得良好的打樁效果，有利于降低工作強(qiáng)度、提高施工效率。通常該技術(shù)適用于松散砂土、粘土、軟土和黃土沉樁。

2.1.3 人工挖孔樁技術(shù)

人工挖孔樁屬于灌注樁，主要依靠人工完成，成樁效果好、成本低，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)周?chē)h(huán)境的影響較小，是一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。在應(yīng)用時(shí)，首先要對(duì)已挖樁地進(jìn)行擴(kuò)孔，其大小由水流流量決定，在透水層適當(dāng)設(shè)置環(huán)形鋼筋圈，然后回填混凝土，待施工完成后，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙開(kāi)挖樁孔。在對(duì)樁孔進(jìn)行混凝土護(hù)壁施工時(shí)，要確保每挖一節(jié)就立即進(jìn)行混凝土施工，并充分搗實(shí)，混凝土強(qiáng)度通常為C20，坍塌度為100mm。

2.2 高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

高層建筑結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換層指的是為解決在整個(gè)高層建筑的機(jī)構(gòu)體系中出現(xiàn)平面或豎面結(jié)構(gòu)突然變化的問(wèn)題，以建筑體系特點(diǎn)為基礎(chǔ)而設(shè)計(jì)一種單元型的轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。目前，常見(jiàn)的轉(zhuǎn)換層主要包括以下幾種：

（1）梁式轉(zhuǎn)換層。此種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)為當(dāng)前大部分高層建筑所采用，通過(guò)利用托梁技術(shù)將一個(gè)單項(xiàng)或雙向的托梁布置在新澆筑的樓板上，用來(lái)承受上部結(jié)構(gòu)重量。梁式轉(zhuǎn)換層通常應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)底部空間較大的剪力墻中，具有受力性能好、施工方便等顯著優(yōu)勢(shì)。

（2）桁架轉(zhuǎn)換層。此種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)具有比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)與施工操作，人力、物力耗損大。但其結(jié)構(gòu)可受力十分明確，具有清晰的傳力途徑，且應(yīng)用靈活。

（3）斜柱轉(zhuǎn)換層。從受力模式上就此種轉(zhuǎn)換層進(jìn)行分析，其為一種高效的結(jié)構(gòu)形式，廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代高層建筑中。斜柱轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)具有直接的傳力效果，且轉(zhuǎn)換方式非常靈活，大大減小了高層建筑的轉(zhuǎn)換梁尺寸結(jié)構(gòu)，從而有效減小了梁柱承受的剪切力。

2.3 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

當(dāng)前，以鋼結(jié)構(gòu)為主體的高層建筑由于具有結(jié)構(gòu)性能好、施工速度快、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，因而不斷投入施工建設(shè)中，其施工技術(shù)如下所示：

（1）施工準(zhǔn)備工作：施工單位在具體施工前，需對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行認(rèn)真會(huì)審，嚴(yán)格審查總體施工設(shè)計(jì)，對(duì)超高、超大的結(jié)構(gòu)編寫(xiě)具體的施工方案，并仔細(xì)審查鋼結(jié)構(gòu)的組織施工，審查采用的施工方法是否符合工程項(xiàng)目需求；工程施工計(jì)劃是否妥當(dāng)安排，進(jìn)度控制方法是否完善；是否選擇合理的組織布置及機(jī)械型號(hào)；是否建立了了完善的質(zhì)量保證體系及技術(shù)管理體系等。

（2）塔吊型號(hào)的選擇與布置：此項(xiàng)操作為高層建筑結(jié)構(gòu)工程的核心技術(shù)支持。在選擇塔吊時(shí)，需對(duì)鋼結(jié)構(gòu)重量、施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地形及條件等因素進(jìn)行充分考慮，為機(jī)械的拆裝提供一定的便利。對(duì)各方面因素進(jìn)行分析得知，采用內(nèi)爬式塔吊進(jìn)行施工操作可節(jié)約成本，便于管理，滿(mǎn)足建筑施工要求。

（3）鋼柱及梁主體構(gòu)件的安裝：以設(shè)計(jì)平面為基礎(chǔ)，分區(qū)段將吊裝圖繪制出來(lái)，依照整體框架的梁柱結(jié)構(gòu)、樓板結(jié)構(gòu)的順序進(jìn)行安裝，從中央依次向四周進(jìn)行平面擴(kuò)展。在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：檢查定位軸線(xiàn)與標(biāo)高位置；選擇適當(dāng)?shù)钠鹬貦C(jī)械及吊裝方法組織吊裝；校正吊裝與鋼柱、鋼梁；連接好鋼柱與主梁間及鋼柱與鋼柱間。

（4）螺栓的安裝與焊接：在鋼結(jié)構(gòu)工程中，通常采用普通及高強(qiáng)度型號(hào)的螺栓進(jìn)行連接操作。安裝高強(qiáng)度的螺栓時(shí)，保證板疊接觸面平整，并且不超過(guò)整個(gè)接觸面的3/4，邊緣縫隙低于0.8mm，使螺栓自由穿入孔中后，將其沿一個(gè)方面擰緊。在使用普通的螺栓時(shí)，需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，不可在螺栓同一段同時(shí)使用超過(guò)兩個(gè)墊片，擰緊外露出來(lái)的螺紋后，需控制在兩個(gè)螺距以?xún)?nèi)。開(kāi)展焊接工作時(shí)，采用節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)的方法，完成焊接后，對(duì)焊縫損傷程度進(jìn)行認(rèn)真檢測(cè)，確保一二級(jí)焊縫不出現(xiàn)氣孔、夾渣、裂紋等。

（5）鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的驗(yàn)收：施工單位需安排專(zhuān)業(yè)的質(zhì)檢人員檢測(cè)施工全過(guò)程使用的構(gòu)件質(zhì)量，檢測(cè)的構(gòu)件包括焊接件、鋼材型材、裂縫及焊縫等結(jié)構(gòu)損傷、連接緊固件、結(jié)構(gòu)變形、防火及防銹等土層的厚度。一旦檢測(cè)出不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的構(gòu)件，應(yīng)及時(shí)采取矯正或處理措施。

2.4 大體積混凝土澆筑施工技術(shù)

（1）高層建筑施工在通常情況下使用混凝土技術(shù)，由于高層建筑的施工量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以都會(huì)有比較長(zhǎng)的施工周期，這個(gè)時(shí)候，會(huì)因?yàn)闅夂颦h(huán)境、工作環(huán)境的影響，導(dǎo)致施工建筑在混凝土施工質(zhì)量方面造成一些問(wèn)題。比如強(qiáng)度離散性有可能過(guò)大的情況等。因此，如何調(diào)控好混凝土的強(qiáng)度是高層建筑施工過(guò)程當(dāng)中的重要環(huán)節(jié)。

（2）在進(jìn)行大體積混凝土澆筑施工之前，測(cè)算好外部環(huán)境的溫度，在具體的施工過(guò)程中，有針對(duì)性地對(duì)混凝土的水化熱現(xiàn)象進(jìn)行迅速的降溫。具體的降溫措施為：延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)面與結(jié)構(gòu)面之間的澆筑時(shí)間，墻體內(nèi)部溫度與外部溫度接近時(shí)，再進(jìn)行下一輪的澆筑工程。通常情況下，可以通過(guò)防止墻體外部的溫度散失達(dá)到內(nèi)外溫度的平衡。阻止溫度散失的方法為：在墻體外部加蓋保溫膜或其它可以防止溫度散失的材料。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代建筑施工技術(shù)也在發(fā)生日新月異的變化，對(duì)建筑業(yè)來(lái)說(shuō)，建筑施工技術(shù)和先進(jìn)的施工工藝、施工儀器也在不斷的完善和健全。在實(shí)際工程中，為確保其結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量及安全性，就需要對(duì)施工工藝進(jìn)行不斷完善與創(chuàng)新。除此之外，在高層建筑施工過(guò)程中，需對(duì)各項(xiàng)因素進(jìn)行全面考慮，在綜合化管理的條件下，開(kāi)展施工操作。

[1]龔明.現(xiàn)代都市高層建筑工程施工技術(shù)探析[J].商品與質(zhì)量：建筑與發(fā)展，2012（2）.

[2]蘇浩.探析高層建筑基礎(chǔ)工程施工技術(shù)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013.

[3]張新凱.基于超高層建筑工程施工技術(shù)的探討[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2011（16）.[4]米紹華.探討高層建筑工程施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2014（15）.

TU74

A

1673-0038（2015）01-0036-02

2014-12-3

張思斌（1979-），男，土家族，貴州思南人，工程師，大專(zhuān)，主要從事施工技術(shù)管理方面的工作。