高層建筑土建施工技術(shù)及施工管理

楊春亮 山西五建集團(tuán)有限公司

1 前言

一般來說，樓層在10層以上并且高度大于28m的建筑屬于高層建筑，隨著近年來城市土地和空間資源越發(fā)緊張，高層建筑施工的開展也變得越來越頻繁。高層建筑的出現(xiàn)緩解了城市地區(qū)的土地供應(yīng)矛盾，從某種程度上解決了部分民眾的住房需求。但高層建筑對土建施工技術(shù)水平有更高的要求，也需要規(guī)范化的施工管理來保障建筑整體質(zhì)量，滿足民眾的使用需求[1]。

2 高層建筑土建施工技術(shù)特點(diǎn)

在土建施工領(lǐng)域中，高層建筑相較于普通建筑有著明確的差異性。相較于普通建筑而言，高層建筑需要保障整體的剛度與強(qiáng)度，并且施工的垂直度要滿足相應(yīng)要求，才能保障后續(xù)投入使用環(huán)節(jié)的安全性，滿足民眾的居住需求[2]。由于高層建筑獨(dú)特的特性，需要具備強(qiáng)大的水平荷載承受力，控制好自身的位移程度，從而保障建筑物的整體質(zhì)量；相較于普通建筑，高層建筑的基礎(chǔ)埋置要更深，滿足高層建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和具體設(shè)計(jì)需求，在深基礎(chǔ)的前提下建設(shè)地下室，保障地基足夠穩(wěn)固。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)，高層建筑的地基不會低于5m，并且建筑物的地基也會伴隨著建筑物層數(shù)和高度的提升不斷降低，保障高層建筑整體的穩(wěn)固性與安全性[3]。不同于普通建筑，高層建筑的土建施工環(huán)節(jié)會受到成本、進(jìn)度和技術(shù)等多重因素的制約和影響，為此要利用好開挖與支護(hù)技術(shù)，關(guān)注建筑行業(yè)內(nèi)的技術(shù)形式，及時(shí)更新工程施工的相應(yīng)技術(shù)，這樣高層建筑的整體質(zhì)量也能得到保障；相較于普通建筑，高層建筑有著更長的施工周期，這是由于施工環(huán)節(jié)更加復(fù)雜，并且施工材料相對較多。在高層建筑施工過程中要做好各個(gè)施工環(huán)節(jié)之間的銜接，保障施工進(jìn)度、資源消耗量、施工成本等等，防止這些因素對高層建筑施工質(zhì)量產(chǎn)生不良影響；普通建筑坐落于城市各個(gè)區(qū)域，而高層建筑大多分布在城市中心地區(qū)。城市中心地區(qū)土地資源緊張，施工場地會受到一定限制，并且由于高層建筑的施工環(huán)節(jié)更加復(fù)雜，所以容易面臨各種各樣的問題，必須做好合理的施工設(shè)計(jì)和安全防護(hù)。施工材料的堆放要做出合理設(shè)計(jì)，防止出現(xiàn)二次搬運(yùn)，為后續(xù)施工環(huán)節(jié)提供高效率的供應(yīng)，保障整體施工技術(shù)的同時(shí)，利用好建筑場地有限的空間。高層建筑施工要盡量使用成品或半成品施工材料，節(jié)省施工時(shí)間并為儲存緩解壓力，保障高層建筑的整體施工質(zhì)量。

3 高層建筑土建施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 逆向施工法

在高層建筑±0.000以下的情況下，逆向施工法往往是首選的施工技術(shù)[4]。相關(guān)施工人員需要對支護(hù)等構(gòu)件進(jìn)行混凝土澆筑，并且圍繞地下室軸線開挖基坑土，對地下室內(nèi)部進(jìn)行施工。在建筑混凝土?xí)r，往往要按照從下到上的順序進(jìn)行。相較于普通建筑的混凝土澆筑，高層建筑這種逆向的施工方式能夠?qū)⒌叵率疫B續(xù)墻借助混凝土墻代替，也能為管線的鋪設(shè)打好基礎(chǔ)，并且在建設(shè)完地下室之后，地下連續(xù)墻也可以選擇充當(dāng)建筑物的外墻，后續(xù)建筑物面積也有了擴(kuò)展基礎(chǔ)。在使用逆向施工法的過程中，要保障支撐柱的根本性能，相較于普通建筑的中間支撐形式，高層建筑有更高的支撐樁，降低對基坑的壓力和影響，防止基坑出現(xiàn)形變等問題，也有助于地基的均勻沉降。將逆向施工法應(yīng)用于高層建筑作業(yè)，能夠有效提高高層建筑的施工效率，在滿足質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上，保障高層建筑的施工進(jìn)度。在當(dāng)前階段，逆向施工法在應(yīng)用環(huán)節(jié)要做好監(jiān)測工作，證明深基坑施工方案的可行性，才能大量應(yīng)用于高層建筑施工環(huán)節(jié)。

3.2 預(yù)制模板技術(shù)

相較于普通建筑，高層建筑有更多的標(biāo)準(zhǔn)層，而標(biāo)準(zhǔn)層的施工是比較復(fù)雜的，增加了高層建筑的施工量。通過豎向施工方法可以有效實(shí)現(xiàn)施工目標(biāo)[5]。對高層建筑而言，衡量高層建筑整體質(zhì)量的一項(xiàng)重要內(nèi)容就是標(biāo)準(zhǔn)層的施工質(zhì)量。通過滑模法能夠保障整體的建筑質(zhì)量，適用于豎向標(biāo)準(zhǔn)層的建設(shè)施工，滑模法的應(yīng)用也避免了高空腳手架作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用爬模法將模板搭建在底部，并且伴隨著工程施工的逐漸開展，一層層向上開展作業(yè)。爬模法的應(yīng)用可以借助液壓提升機(jī)進(jìn)行輔助，快速到達(dá)相應(yīng)的澆筑層。在實(shí)際的施工中這兩種方法都能保障施工整體效率，也能有效提升高層建筑的施工質(zhì)量。

圖1 混凝土爬模示意圖

3.3 大體積混凝土施工技術(shù)

在高層建筑施工過程中，混凝土工程是其最為重要的組成部分，特別是對混凝土強(qiáng)度和剛度的控制和管理，與建筑總體的質(zhì)量直接相關(guān)。在混凝土工程施工過程中，基于高層建筑的施工周期較長和氣候影響顯著等情況，施工人員務(wù)必要做好對混凝土材料的存放管理工作，防止混凝土因受潮而發(fā)生變質(zhì)。與此同時(shí)，施工人員還需要準(zhǔn)確進(jìn)行混凝土的配比規(guī)劃和設(shè)計(jì)，并根據(jù)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求配制混凝土，確?；炷恋膹?qiáng)度和剛度達(dá)到既定指標(biāo)。除此之外，在混凝土施工環(huán)節(jié)中，工作人員還應(yīng)當(dāng)對施工現(xiàn)場砂石的基本情況進(jìn)行較為全面和準(zhǔn)確的把握，并據(jù)此適當(dāng)調(diào)節(jié)混凝土的配合比例，并且做好相應(yīng)的管理和養(yǎng)護(hù)工作。在對混凝土實(shí)施澆筑工作以后，還需要重視混凝土的前期養(yǎng)護(hù)工作，防止混凝土出現(xiàn)諸如開裂等質(zhì)量問題，確?；炷帘韺拥臐穸?，削弱其水分蒸發(fā)程度，弱化其收縮性能。

具體說來，大體積混凝土施工技術(shù)主要應(yīng)用于基礎(chǔ)板厚較大的建筑工程中，并且能滿足建筑工程連續(xù)澆筑的要求。相較于普通建筑，高層建筑對地基基礎(chǔ)質(zhì)量的要求相對較高，尤其是基礎(chǔ)的施工必須要保障連續(xù)性，結(jié)合具體的設(shè)計(jì)要求，將施工縫留置出來，這樣才能避免后續(xù)環(huán)節(jié)構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。通過調(diào)整混凝土內(nèi)外溫差的方式，大體積混凝土施工技術(shù)能夠有效避免混凝土質(zhì)量下降。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，往往選擇粗砂、中砂作為大體積混凝土的細(xì)骨料，選擇碎石作為骨料。將緩凝劑添加到混凝土當(dāng)中，防止混凝土過早出現(xiàn)水化反應(yīng)，控制好混凝土的放熱中峰值時(shí)間；將礦粉等活性料加入混凝土中，也能延緩混凝土水化的速度與實(shí)踐，進(jìn)而提升混凝土的質(zhì)量，為后續(xù)施工做好準(zhǔn)備。將膨脹劑加入混凝土中防止過度收縮?；炷恋娜肽囟纫陀?0℃，并且在澆筑的過程中要控制在25℃以下，保障混凝土與周圍環(huán)境溫差在20℃以內(nèi)?？梢酝ㄟ^加入冰塊降溫、搭設(shè)保暖棚等方式，控制好大體積混凝土的熱度，通過冷卻導(dǎo)管的鋪設(shè)以及添加冷水等方式，降低混凝土溫度。

3.4 泵送混凝土技術(shù)

泵送混凝土技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用，可以有效保障混凝土的綜合性能，降低混凝土硬化后的性能損耗[6]。要控制好水泥量以及水膠比，將高性能泵送劑添加到混凝土中，防止混凝土出現(xiàn)過度收縮。對高層建筑施工現(xiàn)場以及混凝土攪拌場地之間的距離要做好控制，防止混凝土在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)不必要的損耗；選擇高質(zhì)量的輸送泵，滿足高層建筑過高的垂直輸送運(yùn)輸要求；工作人員要掌握一定的專業(yè)技能，滿足泵送的相關(guān)要求；在攪拌混凝土前做好試配工作，保障混凝土的質(zhì)量能滿足高層建筑施工要求，并且做好檢驗(yàn)工作。

圖2 泵送混凝土輸送泵

3.5 深基坑施工技術(shù)

在現(xiàn)代高層建筑的施工過程中，基于繁復(fù)的地基和土質(zhì)，施工人員往往采用樁基礎(chǔ)來開展施工工程。在這一層面上分析，強(qiáng)化樁基礎(chǔ)的承載性能對于提高高層建筑整體的質(zhì)量具有不可忽視的必然價(jià)值。從現(xiàn)階段的高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的實(shí)際情況上分析，常用的施工技術(shù)包括現(xiàn)澆混凝土樁和預(yù)制鋼筋混凝土樁[7]。上述兩類樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的發(fā)展歷程較為漫長，因此相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)也已十分到位，該項(xiàng)施工技術(shù)也達(dá)到較為成熟的水平，并普遍運(yùn)用于高層建筑的土建施工項(xiàng)目之中。

3.6 施工測量控制技術(shù)

在現(xiàn)代高層建筑的土建施工項(xiàng)目中，測量是不可或缺的必要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)階段的高層建筑土建施工測量工作中，內(nèi)控法和外控法相結(jié)合是最為常見的測量模式。具體說來，在進(jìn)行測量之前，施工人員需要準(zhǔn)確調(diào)節(jié)測量儀器，保障其精準(zhǔn)程度，并嚴(yán)格管控測量誤差，使測量環(huán)節(jié)的精確性得到最大程度的體現(xiàn)，從而為接下來各項(xiàng)工作的開展提供科學(xué)且可靠的數(shù)據(jù)，保障各項(xiàng)工作的順利開展和有序推進(jìn)。

3.7 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

在現(xiàn)代高層建筑土建施工項(xiàng)目上應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)時(shí)，施工人員需要充分考察施工現(xiàn)場的實(shí)際情況、項(xiàng)目周期以及工程的特征，并據(jù)此選擇有針對性的設(shè)備和技術(shù)。除此之外，為確保鋼結(jié)構(gòu)工程的整體質(zhì)量，施工人員還需要盡量準(zhǔn)確地預(yù)測諸如鋼板的厚薄程度與定位、螺栓和鋼梁的安裝、鋼柱的固定等鋼結(jié)構(gòu)施工情況，嚴(yán)格控制鋼梁和鋼柱連接后構(gòu)成的結(jié)合體的下垂程度及其中軸線的所在位置，盡可能地縮減甚至是避免誤差，必要時(shí)進(jìn)行臨時(shí)的加固、調(diào)整和矯正[8]，最大限度地提升鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的質(zhì)量和水平。

4 高層建筑土建施工技術(shù)管理

4.1 完善施工前準(zhǔn)備

想要保障高層建筑土建施工的整體質(zhì)量，需要有規(guī)范完善的施工計(jì)劃，做好充足的準(zhǔn)備。在實(shí)際施工之前，對施工的各個(gè)環(huán)節(jié)要做好規(guī)劃，掌握相關(guān)的技術(shù)手段，保障有效應(yīng)用于施工。項(xiàng)目的相關(guān)信息要做到完全掌握，根據(jù)設(shè)計(jì)好的圖紙和計(jì)劃，來分析各項(xiàng)施工技術(shù)的可行性。在計(jì)算數(shù)據(jù)指標(biāo)的過程中，根據(jù)施工的實(shí)際情況，做出合理調(diào)整，才能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，相應(yīng)施工技術(shù)才能在土建施工環(huán)節(jié)發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

4.2 強(qiáng)化施工監(jiān)督管理

要將各個(gè)監(jiān)督管理環(huán)節(jié)落實(shí)到高層建筑施工中，并形成完善的制度，出現(xiàn)問題時(shí)責(zé)任落實(shí)到人。在開展施工監(jiān)督管理的過程中，要著重關(guān)注施工安全，違反制度與規(guī)定的工作人員要及時(shí)進(jìn)行處罰。在保障施工整體質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高施工效率，降低施工成本，保障高層建筑施工的效益。

4.3 提升工作人員技術(shù)水平

針對工作人員開展技術(shù)培訓(xùn)，幫助管理與操作人員提升技術(shù)水平，才能保障土建施工的有效開展。要強(qiáng)化考核，幫助管理人員提升管理能力，保障施工技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有效用；管理人員與操作人員進(jìn)行深入溝通，幫助操作人員掌握施工要點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)，為后續(xù)技術(shù)管理的開展做好準(zhǔn)備。

4.4 構(gòu)建完善的施工管理體系

在充分了解施工現(xiàn)場環(huán)境的基礎(chǔ)上，做好技術(shù)交底工作，選擇合理的施工技術(shù)，在出現(xiàn)問題時(shí)及時(shí)處理。工作人員要掌握相關(guān)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)，通過完善的管理體系和責(zé)任制度，提升施工人員的安全意識和責(zé)任意識。

4.5 優(yōu)化施工工序

在高層建筑的具體施工環(huán)節(jié)，需要采取有效措施優(yōu)化施工工序，提升施工方案的合理性，通過合理的施工工序和順序，抓住土建施工的關(guān)鍵點(diǎn)，并結(jié)合出現(xiàn)的實(shí)際問題采取有效解決措施，從整體上提高土建施工的效率。如，在承壓水實(shí)驗(yàn)前，需要開展相應(yīng)的抽水試驗(yàn)，控制好井管的水位，在符合相關(guān)要求和實(shí)際施工計(jì)劃的基礎(chǔ)上，開展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)，保障后續(xù)施工的有效開展。此外，混凝土的施工也要采取優(yōu)化措施，控制好混凝土的進(jìn)場、澆筑等各個(gè)施工環(huán)節(jié)，保障整體的施工質(zhì)量。對當(dāng)前的高層建筑施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，融合BIM等高新技術(shù)，開展高層建筑的土建管理工作，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的施工模式和技術(shù)，合理的創(chuàng)新來保障高層建筑的施工質(zhì)量和安全性。此外，對土建逆向施工等具體技術(shù)也要進(jìn)行優(yōu)化，提高整體施工水平，站在建筑整體的承壓角度，優(yōu)化建筑的上部結(jié)構(gòu)，提高整體支撐荷載，在優(yōu)化結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，保障施工能夠更加順暢，從整體上提高土建施工水平。

5 結(jié)束語

高層建筑土建施工區(qū)別于一般建筑，需要施工人員掌握先進(jìn)的施工技術(shù)，結(jié)合高層建筑施工現(xiàn)場做出規(guī)劃與選擇，滿足高層建筑施工實(shí)際需求。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建完善的管理體系，強(qiáng)化施工過程中的監(jiān)管，保障高層建筑整體土建施工質(zhì)量。