土木工程中高層建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

金柱 邱帥 王振祥

高層建筑工作量龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此所涉及的工序多，突發(fā)情況也多。結(jié)構(gòu)施工是高層建筑工程項(xiàng)目中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，在土木工程中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，其施工情況對(duì)于后續(xù)工程的順利進(jìn)行起著決定性的作用。

1.土木工程中高層建筑結(jié)構(gòu)施工案例分析

針對(duì)土木工程高層建筑結(jié)構(gòu)，本文以某工程為研究案例，來(lái)分析其相關(guān)細(xì)節(jié)。

該工程項(xiàng)目規(guī)劃面積為18000m2，包括地下一層與地上25 層，其中包含裙樓5 層，總建筑標(biāo)高為112.7m，屬于典型的高層建筑。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師們采取獨(dú)特的方法，將主體框架設(shè)計(jì)為核心筒結(jié)構(gòu)，采用了CFG 樁基作為基礎(chǔ)，在完美保證整體設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，也滿足了現(xiàn)階段發(fā)展的需求，實(shí)現(xiàn)了雙贏。而且結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃奶卣?，地下水以大氣降水為主，一般在地?.8m 左右，這樣就減少了對(duì)混凝土的腐蝕程度。同時(shí)也明確了氣候狀況，當(dāng)?shù)貧鉁仄骄禐?3℃，年平均降水量為800mm，只有了解這些基本數(shù)據(jù)，再進(jìn)行高層建筑的施工，才能夠保障工程的順利實(shí)施。

2.土木工程中高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

目前的高層建筑結(jié)構(gòu)基本上是由鋼筋混凝土框架所構(gòu)成的。在分析研究土木工程中高層建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)時(shí)，首先，應(yīng)當(dāng)明確高層建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其類型。在高層建筑結(jié)構(gòu)中，水平載荷對(duì)結(jié)構(gòu)的影響比較大。大部分設(shè)計(jì)的一個(gè)主要控制目標(biāo)就是側(cè)移。一般建筑物的原料、造價(jià)與結(jié)構(gòu)方面的確定主要是由豎向載荷所決定的，但在高層建筑中卻不盡相同。由于高層建筑更寬更高，這就導(dǎo)致其更容易產(chǎn)生側(cè)移。而且高層建筑由于其高度較高，就使得其重心偏高，高重心使得地震作用傾覆力矩增大，這對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)中的核心材料將造成極大威脅，倘若施工材料不具有足夠的韌性，將很難應(yīng)對(duì)高力矩的沖擊作用，因此在設(shè)計(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，要充分考慮這一因素，這也是高層建筑的設(shè)計(jì)不同于一般建筑物的關(guān)鍵所在。其次，高層建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中要高度重視地基的建設(shè)問(wèn)題。萬(wàn)丈高樓平地起，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，能否設(shè)計(jì)出最合理的地基結(jié)構(gòu)，是保障樓層能否順利建起的根本保障。因此在設(shè)計(jì)地基結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)確保地基基礎(chǔ)的承載力和剛度與上部結(jié)構(gòu)的承載力和剛度相適應(yīng)，這樣才能保證上層建筑在此基礎(chǔ)上順利完工，并且保持著較好的承受力。在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要特別注意高層建筑結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)。像在低層建筑中，其受力主要是來(lái)自于垂直方向，而在高層建筑中，其水平方向的受力要遠(yuǎn)大于垂直方向。受水平分力的影響結(jié)構(gòu)抵抗水平產(chǎn)生的彎曲程度有所增加。而且高度增加所引起的側(cè)向變形也會(huì)有所增大，因此在考慮高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)特別留意受力點(diǎn)的問(wèn)題[1]。

3.土木工程中高層建筑結(jié)構(gòu)類型分析

3.1 框架結(jié)構(gòu)體系

目前的高層建筑結(jié)構(gòu)，基本是由樓板、梁、柱所構(gòu)成的基本框架，它是主要的承重結(jié)構(gòu)，以此為基礎(chǔ)，連接其它的平面框架，從而形成一個(gè)立體的空間結(jié)構(gòu)體系，這是在高層建筑結(jié)構(gòu)中常用到的體系結(jié)構(gòu)。

3.2 簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)體系

在土木工程中高層建筑結(jié)構(gòu)施工中，隨著施工的加長(zhǎng)，建筑層數(shù)逐漸增多，高度不斷增大，而且為了保證抗震，以基礎(chǔ)框架為結(jié)構(gòu)的建筑體系已經(jīng)不能滿足更高的要求。這時(shí)可以由剪力墻構(gòu)成空間筒體，加密柱子，以增強(qiáng)剛度。通過(guò)簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)的有效保障，樓層的抗震能力會(huì)得到大幅度加強(qiáng)[2]。

4.目前土木工程中高層建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的不足

4.1 對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的把控不夠嚴(yán)格

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，圖紙的設(shè)計(jì)與繪制是比較關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。因?yàn)楹罄m(xù)工程的進(jìn)行都是參照?qǐng)D紙所施工的，這就要求對(duì)圖紙的任何一個(gè)細(xì)節(jié)都要做到足夠的精細(xì)化。但是縱觀當(dāng)前圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，雖然看似種類繁多，但其實(shí)都是大同小異，很少具有創(chuàng)新性的實(shí)際方案，大多都是模仿曾經(jīng)較為成功的設(shè)計(jì)案例。而且設(shè)計(jì)的圖紙不夠嚴(yán)謹(jǐn)，在施工過(guò)程中，通常會(huì)遇到無(wú)法按照?qǐng)D紙繼續(xù)進(jìn)行的問(wèn)題。圖紙的計(jì)算誤差一定要降到最低，才能夠保障建筑結(jié)構(gòu)的安全度，保證實(shí)際建筑的可操作性，從而減少不必要的麻煩和損失。

4.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范

在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，部分設(shè)計(jì)師過(guò)于創(chuàng)新化的設(shè)計(jì)風(fēng)格，也是不正確的。在現(xiàn)代化高層建筑中，由于人們的審美意識(shí)發(fā)生了巨大的改變，而且出于個(gè)性化的追求，很多建筑設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)越來(lái)越偏離設(shè)計(jì)的主要軌道。雖然追求創(chuàng)新是值得提倡的，但是過(guò)于創(chuàng)新就不盡合理了。這將直接導(dǎo)致不規(guī)則的設(shè)計(jì)越來(lái)越多。雖然這些不規(guī)則的設(shè)計(jì)可以凸顯個(gè)性化的特點(diǎn)，但是在正式實(shí)施的時(shí)候，加大了施工的難度，甚至有些無(wú)法投入正式實(shí)踐中，極大地降低工程效率，同時(shí)帶來(lái)極大的安全隱患。

4.3 設(shè)計(jì)過(guò)程中只考慮本建筑

高層結(jié)構(gòu)建筑有一個(gè)突出的特征就是它的整體性。其不是單獨(dú)存在的，而是與周圍的建筑環(huán)境相互依存。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要考慮本建筑自身對(duì)其他建筑的影響，也應(yīng)當(dāng)考慮周圍建筑對(duì)本建筑的影響。很多設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)具有隨意性，單一考慮如何將本建筑以最美的設(shè)計(jì)風(fēng)格呈現(xiàn)出來(lái)，卻忽視對(duì)周圍環(huán)境風(fēng)貌，以及人文、市容市貌的影響。比如說(shuō)有些設(shè)計(jì)，其高層建筑結(jié)構(gòu)確實(shí)雄偉美觀，但是其身處交通要道，嚴(yán)重影響了市民的生活。而且忽略了其與周圍建筑的相互映襯關(guān)系，不利于其發(fā)展。處理高層建筑和其它相關(guān)因素時(shí)，應(yīng)當(dāng)綜合考慮，做到全面發(fā)展。

5.土木工程中高層建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)運(yùn)用

5.1 合理進(jìn)行基坑開(kāi)挖控制

基坑開(kāi)挖是高層建筑的重要開(kāi)端，保證后續(xù)工作的順利實(shí)施。員工要加強(qiáng)對(duì)其重視程度，將首要工程先做好，從多個(gè)角度來(lái)開(kāi)展控制，靈活運(yùn)用好先進(jìn)的技術(shù)手段，做好前期的準(zhǔn)備工作。工作人員提前做好施工的準(zhǔn)備，同時(shí)設(shè)計(jì)人員要使工作人員明確各部分的施工流程，結(jié)合具體的實(shí)際情況，確定開(kāi)挖的次序。利用傳送裝置，比如挖掘機(jī)等，及時(shí)地將土方運(yùn)送出去，在工程周邊設(shè)計(jì)合理的盲溝，并且利用小挖掘機(jī)進(jìn)行樁間土的挖掘，最終完成基地的驗(yàn)槽，為后續(xù)工程的順利實(shí)施作保障。

5.2 做好防水施工要點(diǎn)控制

在土木工程高層建筑結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)首先做好防水工藝流程的分析，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，選擇最為合理的防水材料。從而保證好基層處理工作。土木工程所研究的一個(gè)重要方面就是對(duì)于防水工程的嚴(yán)格把控。在高層建筑中，這點(diǎn)更為突出，好的防水材料，適宜的防水措施，是保障工程順利實(shí)施的關(guān)鍵所在，也是工程完成以后質(zhì)量是否合格的重要判斷依據(jù)。選擇良好的防水材料之后，就要開(kāi)始把關(guān)施工要點(diǎn)。利用新型砂漿材料，形成耐腐蝕的平面層，利用高分子防水材料進(jìn)行相關(guān)的處理，提高工程的整體施工質(zhì)量。同時(shí)，施工人員也應(yīng)當(dāng)恪盡職守，保證好各層之間緊密連接，保質(zhì)層厚度均勻，以達(dá)到最好的防水性能。

5.3 進(jìn)行模板工程處理

在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)施工建設(shè)中，模板工程也是當(dāng)前發(fā)展中所面臨的重要問(wèn)題。工程能否高質(zhì)量完成，很大程度上取決于模板工程的實(shí)施效果。因此在設(shè)計(jì)與施工方面，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)其重視力度，保證高層建筑的高質(zhì)量發(fā)展。從密肋管施工到膜殼的支設(shè)工作，再到核心筒施工處理，每一個(gè)環(huán)節(jié)，均應(yīng)重重把關(guān)。明確施工工藝，做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，拆卸相關(guān)的殼膜保證殼膜的合理堆放。工程人員需要根據(jù)實(shí)際的工程進(jìn)展情況，及時(shí)地排除施工中突發(fā)的偶然因素，及時(shí)地消除薄弱環(huán)節(jié)，消除所有存在的安全隱患，保證高層建筑的順利建設(shè)。

5.4 進(jìn)行合理的混凝土工程控制

高層建筑結(jié)構(gòu)的施工不同于一般性建筑，由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)類型，對(duì)混凝土工程自然也提出了相對(duì)嚴(yán)格的要求。因此工程人員在進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，針對(duì)性地去處理具體問(wèn)題?？刂坪没炷恋氖褂脡勖?，避免其因?yàn)闇囟鹊淖兓匣瑸楹罄m(xù)工程的開(kāi)展奠定良好的基礎(chǔ)。在施工過(guò)程中，也應(yīng)當(dāng)注意把握溫度對(duì)其質(zhì)量的影響，利用現(xiàn)代高科技技術(shù)手段，切實(shí)保證混凝土工程的高質(zhì)量完工。

6.結(jié)束語(yǔ)

土木工程作為建筑業(yè)發(fā)展過(guò)程中需要重要研究的課題，其主要目的就是保證我國(guó)目前建筑行業(yè)的快速發(fā)展。而高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工，是建筑行業(yè)的關(guān)鍵性工程。保證高層建筑的穩(wěn)定與高質(zhì)量發(fā)展，是城市發(fā)展的直接體現(xiàn)。高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工是土木工程中所研究的重要課題，雖然我國(guó)在建筑方面已取得不錯(cuò)的成就，但高層建筑設(shè)計(jì)與施工的完善，還有很長(zhǎng)的路要走。