探討高層建筑結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)和施工技術(shù)

牛乾山

（青海明居建筑工程有限公司 青海海東 810500）

目前，我國(guó)的人口越來(lái)越多，住房問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，必須要建造更高的建筑，以便更好地解決我國(guó)的居民問(wèn)題，改善人們的生活質(zhì)量。然而，隨著我國(guó)高層建筑的增多，使得我國(guó)的建筑規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，這就使得我國(guó)的高層建筑在建造時(shí)越來(lái)越困難，施工環(huán)節(jié)也越來(lái)越多［1］。

1 高層建筑現(xiàn)狀

我國(guó)各大城市，尤其是在省會(huì)及沿海地區(qū)，高層建筑迅猛發(fā)展。通常在市中心的房屋多為高層建筑，但近幾年隨著高層建筑結(jié)構(gòu)施工的發(fā)展，高層建筑的技術(shù)發(fā)展已不能滿足高層建筑的要求。

2 高層建筑在結(jié)構(gòu)施工方面的特點(diǎn)

2.1 高層建筑需要很長(zhǎng)的施工時(shí)間

一般情況下，一棟低矮的樓房建筑施工花上好幾個(gè)月的時(shí)間就能完工。但是，因?yàn)楦邔咏ㄖ?shù)量眾多，技術(shù)水平比較高，會(huì)受季節(jié)因素的明顯影響，所以平均施工期會(huì)比較長(zhǎng)，會(huì)在2年以上［2］。為了縮短高層建筑的建筑周期，采用了各式的施工方法。由于不同的模板體系在不同的實(shí)踐上難免會(huì)存在差別，因此，必須找出適合實(shí)際施工的模板，這樣才能有效地縮短建筑周期。

2.2 高層建筑施工離不開各個(gè)方面的共同協(xié)作

要突出高層建筑的特征，即復(fù)雜性、數(shù)量和技術(shù)水平。同時(shí)，我國(guó)目前的高層建筑大都是同步籌備、設(shè)計(jì)、施工的，所以在實(shí)際工程中，單位眾多，而要想確保施工的工作效率，就需要加強(qiáng)各部門的配合和協(xié)調(diào)。

2.3 建筑構(gòu)件軸線的偏差

在高層建筑施工中，如果不嚴(yán)格規(guī)范軸線，將會(huì)使構(gòu)件的軸線出現(xiàn)很大的偏差，從而影響到構(gòu)件的受力。而一些軸的偏差則是在滿足了某種品質(zhì)要求后，會(huì)造成額外的扭矩。所以，在項(xiàng)目完成后，一定要及時(shí)進(jìn)行驗(yàn)收，避免由于軸線偏差而影響到項(xiàng)目的安全性。

2.4 高技術(shù)與高作業(yè)

由于高層建筑的層數(shù)很多，因此，在建造時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)一些復(fù)雜的情況，從而增加了高層建筑的施工難度。在進(jìn)行高空作業(yè)的時(shí)候，一定要注意安全，尤其是建筑材料、設(shè)備、人員的運(yùn)輸，這些都是高空作業(yè)的關(guān)鍵。由于高層建筑的高度比較高，因此，需要進(jìn)行很多的高技術(shù)與高作業(yè)。在高層建筑的常規(guī)建筑中，高空作業(yè)是其最顯著的特征。高空作業(yè)包括了工人、材料、設(shè)備等的垂直輸送，高空作業(yè)要合理安排，尤其要注意安全，避免墜落物墜落，有效地保障高空作業(yè)人員的生命安全［3］。在我國(guó)，對(duì)于低矮建筑與高層建筑材料的對(duì)比，兩者之間存在著明顯的差異。目前，我國(guó)大部分的低層建筑都是由鋼筋混凝土等組成，并已有了一定的發(fā)展趨勢(shì)。由于高層建筑面臨的困難，大部分采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。

2.5 地基處理技術(shù)復(fù)雜

高層建筑的建設(shè)要把握好整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。所以，在高層建筑的施工中，要確保地基處理技術(shù)的實(shí)施。一般情況下，高層建筑的地基應(yīng)達(dá)到建筑物的8.5%，而樁基的埋深比建筑物高6.7%以上。也就是說(shuō)，高層建筑的穩(wěn)定性需要有保障，所以地基處理技術(shù)是很復(fù)雜的，假如高層建筑是在軟土地上，因?yàn)橛泻芏嗟倪x擇，在選擇過(guò)程中會(huì)有一些差別，這就會(huì)導(dǎo)致工程成本的差別。

2.6 高層建筑結(jié)構(gòu)的施工工程量大

高層建筑的施工是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的工程，其工程內(nèi)容非常復(fù)雜，涉及的項(xiàng)目也很多，很容易出現(xiàn)多個(gè)項(xiàng)目混合進(jìn)行的情況，所以，在進(jìn)行大規(guī)模的高層建筑工程時(shí)，一定要提前進(jìn)行規(guī)劃，同時(shí)，還要對(duì)施工人員進(jìn)行統(tǒng)籌，以解決各種問(wèn)題。

3 高層建筑的組成結(jié)構(gòu)及施工過(guò)程

3.1 高層建筑的組成結(jié)構(gòu)概況

3.1.1 框架結(jié)構(gòu)

在高層建筑中，首先要完成的是框架結(jié)構(gòu)的建筑。它是建筑的基礎(chǔ)，它的主體是梁以及各個(gè)部分的柱子，這些柱子彼此相連，形成一個(gè)框架，這在多層房屋的建造中是很普遍的。由于框架是整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，因此，在實(shí)際工程中，必須加強(qiáng)框架的強(qiáng)度，以保證其不易發(fā)生變形，從而承擔(dān)地基的壓力。由于不同形狀的高層建筑框架的設(shè)計(jì)也有很大的不同，而框架的抗震能力相對(duì)較差，因此，需要其他的框架來(lái)加強(qiáng)。

3.1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)

剪刀墻結(jié)構(gòu)是由鋼筋混凝土材料與建筑內(nèi)外壁共同構(gòu)成的。在施工中，采用大型模具等相關(guān)技術(shù)將建筑平面分割成許多開放空間，從而極大地降低了建筑的橫向和縱向荷載，達(dá)到了高強(qiáng)度的效果［4］。

3.1.3 框架和剪力墻組合而形成的構(gòu)造

對(duì)于15層以上的高層建筑，應(yīng)采用框架和剪力墻相結(jié)合的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)來(lái)加固建筑，并增強(qiáng)抗震能力，這種施工結(jié)構(gòu)能很好地將平面布局進(jìn)行合理的分布，并具有非常牢固的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

3.1.4 筒體結(jié)構(gòu)

建筑的側(cè)向承重是由圓柱形的筒體結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它將圓柱與建筑物的地基連接起來(lái)，從而形成了一個(gè)封閉的柱子。其結(jié)構(gòu)形式為懸置式，便于在高層建筑中減少側(cè)向力引起的彎矩。

3.2 高層建筑物的施工過(guò)程

3.2.1 高層建筑物基本框架結(jié)構(gòu)的施工

高層建筑基本框架結(jié)構(gòu)的施工對(duì)工程的安全和質(zhì)量起著關(guān)鍵作用?；窘Y(jié)構(gòu)分為兩種，一種方法是先在地基上澆筑，這樣可以很大程度上解決高強(qiáng)度混凝土的制作與澆筑問(wèn)題；另外一種方法是將結(jié)構(gòu)的橫梁與樓板安裝在預(yù)設(shè)的地方，將房屋的橫梁進(jìn)行裝配，然后澆筑混凝土，將大樓的地板吊起，這樣的施工工藝便于各模板之間的合理結(jié)合。

3.2.2 高層建筑大模板的施工

在進(jìn)行大型模板工程的高層建筑中，大多數(shù)的建筑都已達(dá)到16層以上。在剪刀墻的平面上，采用大量的大模板并在外墻上砌磚，而內(nèi)墻則采用鋼筋混凝土，這樣就可以保證建筑的堅(jiān)固。

3.2.3 筒體結(jié)構(gòu)的施工

由于筒體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程相對(duì)較大，分析了筒體的基本特性，使其在進(jìn)行建筑施工時(shí)會(huì)出現(xiàn)大量的筒體結(jié)構(gòu)，造成了很大的困難。采用相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備將筒體豎直輸送到地面上，由于季節(jié)和環(huán)境的原因，這個(gè)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，技術(shù)人員利用拉模的施工方式，將各個(gè)筒體從下面一層一層地輸送到梁、柱等框架結(jié)構(gòu)上。

4 高層建筑的施工技術(shù)

4.1 高層建筑的梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

梁式轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)采用將上部剪力墻置于下側(cè)轉(zhuǎn)換梁框架支梁上，并用支承框架，在工程中，將此稱為梁式框支剪力墻。梁式轉(zhuǎn)換層的受力形式為“墻—梁—柱”，其傳遞的力量直觀、清晰，不僅便于工程計(jì)算分析，而且其施工方法也十分簡(jiǎn)潔。梁式轉(zhuǎn)換層具有特殊的優(yōu)點(diǎn)，但在大跨度框架支剪力墻結(jié)構(gòu)中，由于它的梁式轉(zhuǎn)換層具有很大的優(yōu)越性，在實(shí)際應(yīng)用中，它的構(gòu)造形式是多種多樣的，其基本原則是采用下部轉(zhuǎn)換梁支撐上部結(jié)構(gòu)。一般情況下，在高層建筑的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)中，由于底層的空間較大，過(guò)渡層的高度變化也很大，所以必須對(duì)下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行橫向剛度與承載力的統(tǒng)一，以保證過(guò)渡層的承載力能夠較好地滿足高層建筑的抗風(fēng)、抗震設(shè)計(jì)。在過(guò)渡階段，抗震層的設(shè)計(jì)除考慮風(fēng)荷載、豎向荷載、橫向地震等因素外，還應(yīng)考慮豎向地震作用［5］。在不完整的剪力墻設(shè)計(jì)中，若不能滿足以上結(jié)構(gòu)及維持條件，則需先完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，并根據(jù)其對(duì)應(yīng)的受力系數(shù)確定傳遞梁的剪切比例。

4.2 高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

在鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑中，一般按其自身的特性來(lái)進(jìn)行施工。在焊接、安裝、拆除等方面，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的要求非常高。而在高層建筑中，其外框基本上采用了全鋼結(jié)構(gòu)，采用鋼梁傾斜支撐與芯柱的連接來(lái)保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，同時(shí)也保證了地面的平面剛性。此外，在鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)中，起重機(jī)的吊裝能力直接關(guān)系到其施工的質(zhì)量和效率，因此，在進(jìn)行鋼構(gòu)的過(guò)程中，不僅要嚴(yán)格掌握鋼架的測(cè)量、吊裝、焊接技術(shù)，同時(shí)，還必須對(duì)其輔助設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格的控制。在鋼結(jié)構(gòu)中，焊接技術(shù)也很重要，因?yàn)槠浼夹g(shù)內(nèi)容復(fù)雜、質(zhì)量要求高、施工工作量大，所以，在施工中必須采用適當(dāng)?shù)暮附庸に?，以確保工程質(zhì)量。在實(shí)際工程中，一般采取直立焊、CO2氣體保護(hù)焊，特別要注意焊槍的施焊角、焊絲伸出長(zhǎng)度、焊縫層之間的清除，形成一整套焊接工藝。

4.3 高層建筑的混凝土施工技術(shù)

混凝土施工技術(shù)是高層建筑中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，但由于高層建筑工期較長(zhǎng)，施工期間氣候條件等因素都會(huì)對(duì)其造成一定的影響，因此必須進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)整。在施工之前，應(yīng)按高層建筑的結(jié)構(gòu)要求，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試。在高層建筑施工中，施工單位往往忽略了施工進(jìn)度，在混凝土澆筑過(guò)程中，由于沒有完善的養(yǎng)護(hù)措施和具體的方案，很容易出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)問(wèn)題。施工中，要調(diào)節(jié)的是沙石、水泥的混合比例，在調(diào)試時(shí)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整，施工中，應(yīng)考慮人員、設(shè)備、時(shí)間、晝夜、范圍等各種因素。同時(shí)，應(yīng)重視對(duì)不同類型水泥的保護(hù)，并在修補(bǔ)期間加強(qiáng)對(duì)混凝土的控制。另外，在施工過(guò)程中，既要注意混凝土的質(zhì)量，又要注意混凝土施工技術(shù)的實(shí)施。為了防止結(jié)構(gòu)部分因受力而產(chǎn)生的應(yīng)力集中，在施工時(shí)設(shè)置永久補(bǔ)償焊縫，同時(shí)監(jiān)測(cè)鋼筋結(jié)構(gòu)的布局［6］。比如，當(dāng)采用混凝土砌塊等輕型墻體時(shí)，應(yīng)增加間距不超過(guò)3m 的結(jié)構(gòu)柱子，并增加高、中墻部分的混凝土腰圍，這樣才能達(dá)到更高的插入高度。近幾年，我國(guó)的混凝土技術(shù)發(fā)展很快，可以為高層建筑提供大量的混凝土構(gòu)件。采用粉煤灰與化學(xué)添加劑相結(jié)合的混凝土技術(shù)，既能滿足高層建筑的抽水要求，又能提高其輸送效率。

4.4 地基基礎(chǔ)的施工技術(shù)

由于我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)條件多樣，因此，針對(duì)不同地區(qū)的高層建筑，有必要采取相應(yīng)的措施，而不是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察和施工，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在深埋地基的時(shí)候，結(jié)合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)資料，如果地質(zhì)條件復(fù)雜，需要考慮運(yùn)用地基基礎(chǔ)的施工技術(shù)，確保地基穩(wěn)定。對(duì)于材料的問(wèn)題也要加以考慮，我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平低，產(chǎn)量少，所以材料稀缺。在實(shí)際工程中，由于采用了鋼樁地基，可以選用更適宜于地基基礎(chǔ)的施工技術(shù)，由于其施工噪音小、質(zhì)量好等特點(diǎn)，因此，地基基礎(chǔ)的施工技術(shù)發(fā)展迅速。

4.5 預(yù)制模板技術(shù)

利用預(yù)制模板技術(shù)進(jìn)行高層建筑施工，可以有效地減少施工工期，采用預(yù)制模板技術(shù)可以有效地改善高層建筑的施工效率、豎向速度，從而提高其工作效率、保證工程的高效性，并能有效地縮短工程工期，從而保障高層建筑的順利完工［7］。

4.6 建筑通風(fēng)與給排水施工技術(shù)

由于高層建筑的高度較高，給排水工程往往會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，所以，在施工過(guò)程中，要注意對(duì)其進(jìn)行合理的運(yùn)用與優(yōu)化，對(duì)其上、下水道的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)不同的供水要求，提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案。為了確保正常的排水，應(yīng)采用較大的抽水裝置，并合理確定排水量，以減少后期的維修。此外，對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行中的漏水問(wèn)題，也要進(jìn)行細(xì)致的分析，制定相應(yīng)的解決辦法。而在高層建筑中，因人口密集，所以對(duì)其進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)十分必要。由于目前高層建筑普遍使用中央空調(diào)，因此，在實(shí)際的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合考慮人們的居住需求，保證其質(zhì)量。

4.7 施工后澆帶施工技術(shù)

現(xiàn)代高層建筑在功能和形態(tài)上都需要將高層建筑與下裙樓相連。但是，在傳統(tǒng)的高層建筑里，它們不需要分離。但在施工后，因雙梁焊縫等原因，會(huì)對(duì)分層產(chǎn)生直接的影響，所以在不限制層間布置變形的情況下，采用澆帶施工技術(shù)是十分必要的。首先，在以上的設(shè)計(jì)中，必須嚴(yán)格按照施工計(jì)劃進(jìn)行，在澆筑帶的過(guò)程中，上部主體結(jié)構(gòu)及裙部的澆筑應(yīng)留出足夠的空間作為澆筑帶的基礎(chǔ)，在澆筑完畢后，將樓板梁與其他部位相連，這樣可以有效地解決高層和高層之間的矛盾。另外，在澆筑時(shí)，為了確保鋼筋的無(wú)懈可擊，澆筑后的條寬要控制在合理的范圍之內(nèi)，并按施工需要調(diào)整適當(dāng)?shù)膶挾?。因此，在高層建筑工程中，澆帶施工技術(shù)是非常關(guān)鍵的，只有對(duì)技術(shù)有了充分的認(rèn)識(shí)，才能確保施工工程的順利進(jìn)行［8-9］。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)如今，高層建筑和超高層建筑越來(lái)越多地成為我國(guó)城鎮(zhèn)建筑建筑的首選項(xiàng)目，它在解決居民住房問(wèn)題中起著舉足輕重的作用。因此，要想在今后取得更大的發(fā)展，必須從根本上解決存在的問(wèn)題，從實(shí)際出發(fā)，加強(qiáng)對(duì)地基的控制與管理，運(yùn)用有關(guān)的技術(shù)和技術(shù)手段，有效地建造高質(zhì)量的高層建筑，促進(jìn)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。