高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工及質(zhì)量控制

文｜廣東省第四建筑工程有限公司 王蓉

在我國(guó)土地資源越來(lái)越緊缺的今天，高層建筑成為我國(guó)解決人們對(duì)居住條件要求的提高與日益緊缺的土地資源之間的矛盾的重要方式。高層建筑承受著較大的風(fēng)荷載以及地震作用，而且豎向構(gòu)件受力復(fù)雜。高層建筑由于其高度大，使用建筑材料多，大多數(shù)施工為高空作業(yè)，導(dǎo)致高層建筑施工質(zhì)量離散性較大。另外，高層建筑結(jié)構(gòu)主要受力構(gòu)件尺寸較大，混凝土容易因收縮產(chǎn)生裂縫，因此，在實(shí)際施工時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)規(guī)程進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)施工，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際特點(diǎn)采取必要的施工技術(shù)措施，確保施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全性。高層建筑由于其標(biāo)準(zhǔn)層較多，在實(shí)際施工時(shí)模板以及其他施工器械可以循環(huán)使用，因此，高層建筑可以一定程度降低施工成本。

1 、高層建筑主體結(jié)構(gòu)類型

根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》中相關(guān)規(guī)定，主體高度大于28米的民用建筑以及主體高度大于24米的工業(yè)建筑均屬于高層建筑。目前在我國(guó)的實(shí)際項(xiàng)目中，高層建筑種類較多，高度由28米至數(shù)百米不等，其結(jié)構(gòu)形式也相差很大。我國(guó)采用的高層建筑結(jié)構(gòu)形式主要包括框架結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)以及筒中筒結(jié)構(gòu)五種結(jié)構(gòu)形式，這五種結(jié)構(gòu)形式的適用高度也逐漸增加。另外，高層建筑由于其層數(shù)較多，自重大，地震作用大，在實(shí)際項(xiàng)目中為了減輕結(jié)構(gòu)自重，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的延性性能，鋼結(jié)構(gòu)可以減輕結(jié)構(gòu)自重，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的使用性能。但是由于鋼結(jié)構(gòu)加料成本以及加工成本較高，只有少數(shù)的有特殊性能要求的建筑才采用鋼結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)。

框架結(jié)構(gòu)的適用高度通常不大于55米，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)層數(shù)較多時(shí)，其框架柱的截面尺寸較大，對(duì)建筑的使用功能將產(chǎn)生很大影響，因此框架結(jié)構(gòu)在建筑高度上有很大的局限性?？蚣芗袅图袅Y(jié)構(gòu)由于其抗震性能好，側(cè)向剛度大，在我國(guó)的高層住宅中大量使用。高層建筑剪力墻結(jié)構(gòu)與框架剪力墻結(jié)構(gòu)由于墻體較多，施工時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格控制墻體施工質(zhì)量?？蚣芎诵耐步Y(jié)構(gòu)與筒中筒結(jié)構(gòu)則通常適用于超高層建筑結(jié)構(gòu)，其受力形式復(fù)雜，施工荷載較大，在實(shí)際施工時(shí)應(yīng)該按照結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)進(jìn)行施工順序的選擇，減少施工階段對(duì)主體結(jié)構(gòu)施加的施工荷載。

2 、高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

高層建筑由于高度大，受力復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)層較多，施工時(shí)如果每一層均產(chǎn)生少量的施工質(zhì)量問(wèn)題，將對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此在實(shí)際施工時(shí)應(yīng)該按照施工圖紙及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真完成每一標(biāo)準(zhǔn)層以及每一個(gè)分項(xiàng)工程的施工任務(wù)，在確保單層施工質(zhì)量滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之后方可進(jìn)行下一標(biāo)準(zhǔn)層和分項(xiàng)工程的施工，從而確保整個(gè)項(xiàng)目施工質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

2.1 基礎(chǔ)工程施工

高層建筑豎向高度大，傳給基礎(chǔ)的豎向荷載較大，因此基礎(chǔ)的施工質(zhì)量通常對(duì)結(jié)構(gòu)主體施工質(zhì)量有著決定性影響，基礎(chǔ)如果發(fā)生不均勻沉降或基礎(chǔ)承載力失效，將對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生難以修復(fù)的影響?；A(chǔ)施工時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照地質(zhì)勘察資料和圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，開挖至基礎(chǔ)持力層，如果開挖較深的基礎(chǔ)還應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行降水，防止地下水影響施工質(zhì)量。然后按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行基礎(chǔ)施工，在基礎(chǔ)施工完成后應(yīng)該對(duì)基礎(chǔ)施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保施工質(zhì)量滿足要求后可進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工。

2.2 地下室施工

在我國(guó)目前建設(shè)的高層建筑中，為了增強(qiáng)建筑的配套和停車位的需求，高層建筑通常設(shè)置有一層或多層地下室。設(shè)置地下室也可以增強(qiáng)高層建筑的抗傾覆能力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體受力性能。但是由于地下室外墻以及底板直接與土接觸，還承受著一定的水浮力和側(cè)向壓力作用，實(shí)際施工時(shí)應(yīng)該加強(qiáng)地下室混凝防水施工質(zhì)量。

地下室采用的混凝土通常為防水混凝土，其抗?jié)B等級(jí)根據(jù)地下室埋置深度的不同為P6級(jí)、P8級(jí)以及更高等級(jí)在地下室混凝土施工時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量和振搗質(zhì)量，確保混凝土澆筑密實(shí)。地下室底板通常需要設(shè)置素混凝土墊層，以保護(hù)底板防水，同時(shí)墊層對(duì)底板受力有一定的保護(hù)層作用。另外，地下室主體結(jié)構(gòu)外墻和底板澆筑混凝土前應(yīng)該嚴(yán)格控制鋼筋保護(hù)層厚度，對(duì)鋼筋定位進(jìn)行約束，防止保護(hù)層過(guò)厚或過(guò)薄影響結(jié)構(gòu)的受力。當(dāng)保護(hù)層大于50mm時(shí)應(yīng)該在保護(hù)層內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，增強(qiáng)保護(hù)層的防裂性能。

2.3 施工測(cè)量及放線

高層建筑在施工之前，應(yīng)該根據(jù)建筑總圖相關(guān)坐標(biāo)對(duì)建筑的角點(diǎn)以及建筑的主要軸線進(jìn)行施工放線，然后根據(jù)水準(zhǔn)控制點(diǎn)將建筑的樓層標(biāo)高進(jìn)行放線。再進(jìn)行水平軸線放線施工時(shí)應(yīng)該確保坐標(biāo)位置準(zhǔn)確，并與總圖上的位置進(jìn)行復(fù)核。在豎向標(biāo)高線放線過(guò)程中，應(yīng)該在各樓層標(biāo)高位置設(shè)置不少于四個(gè)預(yù)留孔洞，并做好標(biāo)高線定位，最后通過(guò)水準(zhǔn)儀進(jìn)行標(biāo)高復(fù)合。在建筑主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格控制結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件的垂直測(cè)量相互校核。通過(guò)激光儀與鉛錘的由于高層建筑高度較大，各層少許的垂直度偏差將導(dǎo)致建筑頂部偏差很大，因此建筑主體結(jié)構(gòu)垂直度必須反復(fù)復(fù)核。

2.4 模板工程施工

模板工程施工是高層建筑主體施工中的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，由于其施工工序復(fù)雜、勞動(dòng)量消耗大、耗費(fèi)建筑材料較多，因此其施工造價(jià)要占整個(gè)項(xiàng)目施工造價(jià)的20%以上。模板工程施工對(duì)主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量影響較大，在施工前，應(yīng)該編制詳細(xì)的模板工程施工方案，并對(duì)關(guān)鍵部位的模板支撐進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保模板的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在選擇模板材料時(shí)，應(yīng)該選擇強(qiáng)度高、剛度大的材料，連接件應(yīng)該選用安裝拆卸方便的卡環(huán)或螺栓。由于高層建筑標(biāo)準(zhǔn)層較多，應(yīng)選用可以重復(fù)使用的模板材料，既可以節(jié)省工程造價(jià)又可以加快施工工期和施工質(zhì)量。在重復(fù)使用模板的過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制模板內(nèi)表面的清潔度，對(duì)殘留的混凝土雜質(zhì)和其他垃圾進(jìn)行清除。最后，嚴(yán)格控制模板的安裝質(zhì)量，根據(jù)建筑軸線對(duì)梁柱模板進(jìn)行準(zhǔn)確定位，確保模板底模水平，側(cè)向模板豎直。模板安裝定位應(yīng)該準(zhǔn)確牢固，防止在振搗混凝土的過(guò)程中發(fā)生模板移位或漏漿現(xiàn)象。

2.5 混凝土工程施工

由于高層建筑豎向荷載較大，導(dǎo)致高層建筑的框架柱截面尺寸較大，豎向剪力墻布置較多，因此高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工中混凝土用量較大。另外，由于高層建筑受力形式復(fù)雜，部分關(guān)鍵構(gòu)件內(nèi)部配筋較多，鋼筋間距較密，給混凝土的澆筑和振搗帶來(lái)了很大的困難。由于部分高層建筑高度較大，混凝土泵送高度較高，需要混凝土具有較好的流動(dòng)性要求；另外部分超高層建筑的混凝土要通過(guò)豎向起吊裝置輸送到建筑施工高度后進(jìn)行澆筑，一定程度影響混凝土澆筑質(zhì)量。

在混凝土澆筑時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格控制混凝土的原材料質(zhì)量，通過(guò)充分的振搗增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度。由于高層建筑主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸較大，應(yīng)該做好混凝土防裂工作。通過(guò)在某些容易開裂部位設(shè)置鋼筋網(wǎng)片，加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作可以提高混凝土強(qiáng)度和穩(wěn)定性，減少混凝土開裂。

對(duì)于截面尺寸較大的混凝土構(gòu)件，應(yīng)該使用低水化熱混凝土，并在構(gòu)建內(nèi)部預(yù)埋冷凝管，降低構(gòu)建內(nèi)部水化熱溫度，在構(gòu)件外表面通過(guò)覆蓋棉被等措施進(jìn)行保溫，降低構(gòu)件內(nèi)外溫差，從而減少裂縫的開展。

2.6 鋼筋工程施工

高層建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件配通常較大，鋼筋加工時(shí)應(yīng)該根據(jù)圖紙及圖集中的構(gòu)造要求進(jìn)行，下料前應(yīng)該明確每種鋼筋的構(gòu)造方式以及加工數(shù)量，并進(jìn)行復(fù)合，防止下料錯(cuò)誤導(dǎo)致浪費(fèi)。當(dāng)施工時(shí)由于缺少某些鋼筋種類需要代換時(shí)，在不確定代換意圖以及代換是否會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)受力產(chǎn)生影響時(shí)，應(yīng)該積極與設(shè)計(jì)單位進(jìn)行溝通，征得建設(shè)單位與設(shè)計(jì)單位同意后，方可進(jìn)行代換施工。在鋼筋綁扎時(shí)，由于梁端和柱頭受力復(fù)雜，鋼筋種類較多，縱向受力鋼筋與箍筋相互交錯(cuò)，尤其是井字梁以及高度相同的主次梁相交部位，應(yīng)該按照構(gòu)件受力特點(diǎn)，將主要受力構(gòu)件的鋼筋至于更靠近保護(hù)層一側(cè)。由于樓板厚度較薄，保護(hù)層過(guò)大會(huì)嚴(yán)重影響樓板受力，保護(hù)層過(guò)薄會(huì)影響樓板的耐久性，因此在樓板鋼筋綁扎的過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格控制保護(hù)層厚度，尤其是樓板的負(fù)彎矩鋼筋，應(yīng)該通過(guò)設(shè)置鋼筋馬凳進(jìn)行鋼筋定位，綁扎定位完成后嚴(yán)禁施工人員踩踏。

墻柱鋼筋由于需要直立，因此墻體鋼筋通常直徑不小于10mm，施工時(shí)應(yīng)該將豎向鋼筋與水平鋼筋綁扎成鋼筋網(wǎng)，并設(shè)置拉結(jié)筋進(jìn)行拉結(jié)。墻柱鋼筋通常采用機(jī)械套筒連接，連接部位可以在樓層處，但嚴(yán)禁在底部嵌固端進(jìn)行鋼筋搭接或連接。在同一區(qū)段同一截面鋼筋搭接的百分率不應(yīng)大于50%。當(dāng)受力鋼筋雙排布置時(shí)，為了對(duì)兩排鋼筋進(jìn)行定位，應(yīng)在兩排鋼筋之間設(shè)置直徑25mm的短筋。

3 高層建筑建筑主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量控制

3.1 施工材料控制

在高層建筑主體施工時(shí)，需要耗費(fèi)大量的建筑材料，建筑材料的質(zhì)量控制對(duì)主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量有著重要影響。在采購(gòu)材料之前，應(yīng)該選擇材料具有明確的檢測(cè)的性能參數(shù)，在材料進(jìn)場(chǎng)之前應(yīng)該委托檢測(cè)單位對(duì)材料進(jìn)行復(fù)檢，確保滿足設(shè)計(jì)要求。在材料儲(chǔ)存以及加工期間應(yīng)該對(duì)材料分類儲(chǔ)存，合理儲(chǔ)存，防止由于存放場(chǎng)所漏水潮濕影響材料的性能。

3.2 施工技術(shù)控制

主體結(jié)構(gòu)類型較多，在施工時(shí)應(yīng)該結(jié)合結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)和構(gòu)造要求進(jìn)行施工技術(shù)控制管理。在施工前應(yīng)該編制明確的主體結(jié)構(gòu)施工方案，仔細(xì)研究圖紙上的內(nèi)容，對(duì)于施工難以實(shí)現(xiàn)的構(gòu)造措施進(jìn)行標(biāo)注，聯(lián)系施工單位進(jìn)行施工交底，并與設(shè)計(jì)單位溝通施工難點(diǎn)和關(guān)鍵的技術(shù)措施。在施工時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)方法，對(duì)于一些特殊構(gòu)件應(yīng)該結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行施工技術(shù)創(chuàng)新。

3.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量檢測(cè)

單層建筑結(jié)構(gòu)施工完成以及主體結(jié)構(gòu)施工竣工后，都應(yīng)該聯(lián)系設(shè)計(jì)單位與質(zhì)量檢測(cè)部門進(jìn)行施工質(zhì)量檢測(cè)。檢測(cè)應(yīng)該對(duì)構(gòu)件保護(hù)層厚度、鋼筋布置間距、構(gòu)件截面尺寸，層高等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行明確的檢測(cè)并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果出示檢測(cè)報(bào)告。檢測(cè)報(bào)告應(yīng)交由設(shè)計(jì)單位進(jìn)行復(fù)核，確保施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)方可申請(qǐng)質(zhì)量檢測(cè)部門出示合格證，如果個(gè)別項(xiàng)目存在施工質(zhì)量不滿足要求，應(yīng)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位提供處理措施，使結(jié)構(gòu)主體施工滿足質(zhì)量要求。

結(jié)語(yǔ)

總之，高層建筑施工難度要明顯高于多層建筑，施工工期長(zhǎng)、施工環(huán)節(jié)多。施工前應(yīng)該做充分準(zhǔn)備，制定明確的施工方案，施工過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格把控各項(xiàng)施工標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)積極將先進(jìn)的的施工工藝和技術(shù)措施應(yīng)用于項(xiàng)目建設(shè)，在確保施工質(zhì)量的同時(shí)，加快施工工期，降低施工成本，為施工企業(yè)增強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)力。