闡述高層建筑土建工程施工技術(shù)的應(yīng)用

文／吳國偉 山東棗建建設(shè)集團(tuán)有限公司 山東棗莊 277100

1、高層建筑的施工特點(diǎn)

1.1 準(zhǔn)備工作復(fù)雜

相比較普通的地層建筑建設(shè)來說，高層建筑在施工前的準(zhǔn)備階段工作量非常大。高層建筑的層數(shù)多、高度高、建筑面積也大，所以需要準(zhǔn)備的施工材料以及人力資源數(shù)量都很高。比如建筑需要的混凝土、鋼筋以及其他各種復(fù)雜的建筑材料，施工需要的多種設(shè)備機(jī)械，還有施工人員的聘請(qǐng)。對(duì)這些施工機(jī)械的運(yùn)輸、維護(hù)問題，整體施工方案的準(zhǔn)備，工作人員管理方案的制定，其他施工資源的采購等。這些都需要在高層建筑施工之前準(zhǔn)備妥善，以給建設(shè)工作的開展提供充足的物質(zhì)和人力資源的支撐。與此同時(shí)，高層建筑的建設(shè)還需要考慮到施工面積的分配，避免施工面積過小導(dǎo)致的物資運(yùn)送困難和工作人員的工作無法有效開展的現(xiàn)象出現(xiàn)，需要科學(xué)的規(guī)劃各個(gè)方面的工作面積，機(jī)械設(shè)備對(duì)施工場(chǎng)地的占用情況，合理分配建筑資源，為后續(xù)的工程建設(shè)做好基礎(chǔ)的準(zhǔn)備工作。

1.2 施工作業(yè)量大，施工過程復(fù)雜

由于高層建筑的層數(shù)和建筑材料比普通建筑多得多，所以高層建筑建設(shè)的施工作業(yè)量也就非常大。工作人員要進(jìn)行基礎(chǔ)材料的拼接組裝比如泥沙、混凝土的調(diào)配工作，對(duì)線路管道預(yù)留空間的構(gòu)造要進(jìn)行整體的考慮，因?yàn)榻ㄖ菍痈咚枰牡鼗疃纫哺?，再加上橫向的建筑面積大，工作人員在進(jìn)行挖掘和建筑結(jié)構(gòu)架構(gòu)的時(shí)候作業(yè)量也就比普通建筑建設(shè)高。除此之外，施工的過程也非常的復(fù)雜，工作人員需要熟練地操控多種建設(shè)機(jī)械，施工的技術(shù)人員種類也就非常多。需要保證建筑材料準(zhǔn)確的運(yùn)輸?shù)较鄳?yīng)的施工人員手中，避免建筑材料過多而導(dǎo)致運(yùn)輸錯(cuò)誤或者材料使用錯(cuò)誤、材料不足的問題。施工人員還需要掌握特殊的施工工藝，比如混凝土的大量調(diào)配和大面積澆筑、高強(qiáng)度的配筋工作等，這些工作也提高了對(duì)建筑工程的管理人員的要求和工作量。

1.3 施工周期長(zhǎng)

由于高層建筑的工作量大，所以高層建筑建設(shè)的施工周期也非常長(zhǎng)，普遍情況下高層建筑的施工周期都在2-4年之間。其中對(duì)建筑的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行建構(gòu)每一層都需要5-10d 左右，加急的情況下也要在3d 以上。許多高層建筑的施工人員會(huì)將整體的施工周期劃分成好幾個(gè)批次，然后分批進(jìn)行施工，這樣可以保證施工的持續(xù)進(jìn)行。在高層建筑的建設(shè)過程中，施工人員還需要面對(duì)天氣的變化對(duì)施工的影響，天氣條件惡劣的情況下很多工程作業(yè)無法正常進(jìn)行，此時(shí)就需要相應(yīng)的調(diào)整施工進(jìn)度和施工措施，以保證工作人員的人身安全以及工程質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。此外，施工過程中還需要采用特殊的施工技術(shù)，不同于普通的施工作業(yè)，特殊施工技術(shù)的安排和使用都需要耗費(fèi)時(shí)間，某一個(gè)環(huán)節(jié)或者機(jī)械的使用上出現(xiàn)問題就會(huì)導(dǎo)致工期的延長(zhǎng)。并且每一項(xiàng)作業(yè)完成之后還需要檢驗(yàn)完成的質(zhì)量，檢測(cè)是否有瑕疵和錯(cuò)誤，這些都需要算進(jìn)工期之內(nèi)，如果檢驗(yàn)出有瑕疵和問題還需要再進(jìn)行修補(bǔ)甚至是拆除錯(cuò)誤部分，然后重新進(jìn)行施工。同時(shí)高層建筑建設(shè)的過程中安全隱患也非常多，比如高空作業(yè)等，在進(jìn)行施工之前還需要做好嚴(yán)格的防護(hù)措施，這些因素都是高層建筑施工周期長(zhǎng)的原因。

1.4 地基施工難度高，高空作業(yè)多

一個(gè)建筑要想穩(wěn)固，就需要打好地基，高層建筑的建設(shè)則需要比普通建筑更深的地基來支撐。一般情況下，高層建筑都要求挖建3、4 層左右的地下建筑部分，比如地下室、地下停車場(chǎng)、地下排水管道等。對(duì)于這種深入地下的挖掘建設(shè)，在土壤挖掘、巖層爆破、地下水的處理、基坑支護(hù)等方面都需要非常高的施工技術(shù)，這也就導(dǎo)致了高層建筑地基施工的難度非常高。這種情況也延長(zhǎng)了施工的進(jìn)度，對(duì)建筑工程的造價(jià)管理方面的工作也有一定的影響，高技術(shù)、高難度的施工作業(yè)需要工程造價(jià)的管理人員更加嚴(yán)格的進(jìn)行成本計(jì)算以及設(shè)備使用和損耗的記錄，也考驗(yàn)了施工人員的技術(shù)水平。除此之外，高層建筑建設(shè)的后期無法避免的就是高空作業(yè)問題，通常情況下的高層建筑都在45-80m 之間，超高層建筑則是在100m 以上，工程后期的高空作業(yè)量迅速增加，一些建筑材料的運(yùn)輸使用就會(huì)遇到困難，工程建設(shè)對(duì)高空垂直運(yùn)輸?shù)囊笠簿头浅８?。因此在高層建筑后期的施工過程中，需要對(duì)各種建筑材料的垂直運(yùn)輸做好安排，確保高空作業(yè)的工作人員所需的施工材料能夠及時(shí)供應(yīng)上。而且一些建筑材料較為精細(xì)，一些建筑材料又大又重，所以對(duì)垂直運(yùn)輸設(shè)備的型號(hào)也需要嚴(yán)格篩選和仔細(xì)安排，統(tǒng)籌規(guī)劃?rùn)C(jī)械、材料、人力物力，確保施工進(jìn)程和資源運(yùn)輸有條不紊進(jìn)行的同時(shí)還要保障施工人員的生命安全。

2、高層建筑土建工程施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 地基樁基技術(shù)

萬丈高樓不可能真的平地而起，高層建筑的建設(shè)必須有一個(gè)好的地基作為支撐。地基是高層建筑的根，也是高層建筑施工的起點(diǎn)，除了支撐作用之外還對(duì)高層建筑的防震能力有著決定性作用。我國關(guān)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工的相關(guān)法律法規(guī)文件中明文規(guī)定了，在進(jìn)行高層建筑建設(shè)時(shí)，其地基的深度必須達(dá)到建筑整體高度的1/15 左右才行。并且越堅(jiān)實(shí)牢固的地基越能增加高層建筑的使用壽命，地基的質(zhì)量也是高層建筑后續(xù)施工建設(shè)的基礎(chǔ)和前提?，F(xiàn)階段我國高層建筑地基的建設(shè)中，通常運(yùn)用的是土建工程施工技術(shù)里的地基樁基技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用無疑提高了高層建筑地基的質(zhì)量。地基樁基技術(shù)在各種復(fù)雜的高層建筑施工時(shí)都能有效應(yīng)對(duì)，使用的范圍非常廣泛，尤其是地基樁基技術(shù)中的現(xiàn)澆灌注樁技術(shù)，這種施工技術(shù)可以讓建筑地基的承載能力更強(qiáng)，可以地基整體的承載力達(dá)到10000kN 以上，可以說是高層建筑地基支撐的主力。在使用現(xiàn)澆灌注樁技術(shù)進(jìn)行樁基施工的時(shí)候，尤其是在進(jìn)項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)灌注的時(shí)候，必須要注意將基柱的管口頂部上面的管帽進(jìn)行密封措施，這樣主要是為了防止施工過程中的泥沙異物和水進(jìn)入管內(nèi)，從而影響基柱的質(zhì)量，降低其承載能力。

2.2 支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

地基基坑深是高層建筑的地基最突出的特點(diǎn)，相比普通建筑的地基基坑要深入地下非常多，與之相對(duì)應(yīng)的就是進(jìn)行施工的難度非常高，所以必須采用支護(hù)技術(shù)來輔助基坑施工。支護(hù)技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)被我國高層建筑建設(shè)廣泛的應(yīng)用，是高層建筑地基的施工建設(shè)中最基礎(chǔ)的施工技術(shù)之一?；又ёo(hù)技術(shù)其實(shí)就是多種施工技術(shù)的綜合，將防水、擋土、檢測(cè)、支護(hù)這幾個(gè)方面結(jié)合起來的一種高程度系統(tǒng)化的施工技術(shù)。在高層建筑地基建設(shè)中一般普遍使用支護(hù)技術(shù)中的拱墻和土釘墻這兩個(gè)方面，主要是因?yàn)檫@兩種技術(shù)更加成熟，施工成本相比以前傳統(tǒng)的支護(hù)技術(shù)來說更低一些，能夠在保證施工質(zhì)量的同時(shí)大大降低投入成本。除此之外，混凝土施工技術(shù)和鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)也是地基建設(shè)的基礎(chǔ)施工技術(shù)，在高層建筑施工時(shí)也被廣泛應(yīng)用。

2.3 混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用

高層建筑中的混凝土施工技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的施工項(xiàng)目，主要是對(duì)混凝土的調(diào)制、輸送、澆筑和維護(hù)等工作。在配制混凝土?xí)r要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)的制作流程，結(jié)合工程建設(shè)的實(shí)際情況來進(jìn)行原料的配比，制作完成之后將混凝土根據(jù)各方面施工工作的需要來分配輸送。在澆筑混凝土的過程之中需要注意保持混凝土的狀態(tài)，在出現(xiàn)泌水現(xiàn)象的時(shí)候及時(shí)攪拌處理。在混凝土技術(shù)的使用過程中，要著重考慮到混凝土的抗壓能力，因?yàn)榛炷潦墙ㄖ闹黧w材料，在建筑中必須有較強(qiáng)的支撐能力，不能一壓就碎。保證混凝土的抗壓能力主要需要注意其中水泥的強(qiáng)度和水灰的配比這2 個(gè)方面。(1)在采購水泥的時(shí)候就需要保證是從正規(guī)的質(zhì)量可信的生產(chǎn)廠家那里購買，（2）在實(shí)際施工的過程中要注意混凝土的檢測(cè)工作，嚴(yán)格檢查配制混凝土?xí)r的水灰配比。混凝土施工技術(shù)還包括大體積混凝土施工技術(shù)和泵送混凝土施工技術(shù)，其中泵送混凝土的水分會(huì)比較大，所以泌水現(xiàn)象的出現(xiàn)也就比較頻繁和嚴(yán)重，需要時(shí)事的解決處理，避免影響混凝土的質(zhì)量從而導(dǎo)致施工質(zhì)量的降低。

2.4 大面積混凝土施工技術(shù)的運(yùn)用

高層建筑的建筑面積大，隨之地基的建設(shè)面積也就非常大，對(duì)于橫向和縱向面積都非常大的地基建設(shè)工程來說，對(duì)施工的整體性要求也就非常高，在采取混凝土技術(shù)進(jìn)行澆灌的時(shí)候不能斷斷續(xù)續(xù)，要一次性的澆筑完成。為保證對(duì)大面積的施工區(qū)域進(jìn)行一次性澆筑的順利完成，就需要數(shù)量龐大的混凝土來保證持續(xù)不間斷性的混凝土澆筑工作，除了對(duì)混凝土數(shù)量的需求，這無疑也是對(duì)施工技術(shù)和施工設(shè)計(jì)方案的高要求。而大面積的混凝土澆筑很容易產(chǎn)生混凝土供應(yīng)間斷和施工縫隙等問題，主要是因?yàn)闈仓臋M向和縱向面積都比較大，澆灌體積也就非常大，混凝土在澆筑時(shí)還會(huì)因?yàn)榘l(fā)熱而產(chǎn)生大量水分和熱量，讓混凝土中的內(nèi)部溫度和外部溫度產(chǎn)生巨大差異，導(dǎo)致溫度壓力，從而將混凝土的表面破壞而產(chǎn)生所謂的施工縫隙。所以要對(duì)大面積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)對(duì)混凝土內(nèi)外溫度差的控制，防止壓力產(chǎn)生的變形和裂縫，研究提高混凝土的化學(xué)結(jié)構(gòu)，提升混凝土防水、抗溫、抗裂、防腐蝕的性能。

2.5 泵送混凝土施工技術(shù)的運(yùn)用

在高層建筑建設(shè)過程中，大量混凝土的配制和澆筑一直都是影響施工進(jìn)程的重要施工環(huán)節(jié)。如圖1，泵送混凝土施工技術(shù)就是將混凝土用專門的管道通過混凝土泵的施壓來將混凝土運(yùn)輸?shù)叫枰M(jìn)行澆筑的區(qū)域，保證混凝土的持續(xù)性供應(yīng)，將混凝土的運(yùn)輸和澆筑結(jié)合起來一次性的完成。在泵送混凝土施工技術(shù)的支持下可以大大提高施工效率，并且用混凝土泵運(yùn)輸?shù)幕炷翑?shù)量更大，工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度也得以降低，這些優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)都使泵送混凝土技術(shù)得到廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用。但是泵送混凝土技術(shù)在使用過程中對(duì)使用要求和注意事項(xiàng)也非常多，首先就是需要保證配制的混凝土可以進(jìn)行泵送，這就對(duì)混凝土的流動(dòng)性和粘聚性要求比較嚴(yán)格，在水灰配比時(shí)要仔細(xì)分析調(diào)配。在商品混凝土進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪^程中可以利用設(shè)備對(duì)混凝土進(jìn)行不斷對(duì)的攪動(dòng)，來保證混凝土不產(chǎn)生灰質(zhì)析出現(xiàn)象或者泌水現(xiàn)象，降低混凝土的摩擦力，從而確?；炷恋目杀眯?。所以需要對(duì)混凝土的質(zhì)量進(jìn)行不斷的優(yōu)化，對(duì)不同水灰配比的混凝土的性能和特征進(jìn)行深入的研究分析，多結(jié)合工程施工的實(shí)際需求情況，合理的制定泵送混凝土的水灰配比，保證施工上的進(jìn)度和工作質(zhì)量。除此之外，還需要加強(qiáng)對(duì)混凝土中泥、沙、石等成分的要求，保證這些成分的外部的大小和內(nèi)部性能都達(dá)到嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，還可以在混凝土的配制過程中適當(dāng)?shù)奶砑右恍p水劑等額外的功效性成分，來保證混凝土的粘聚性以及可泵送性。

圖1 泵送混凝土技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

2.6 結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

土建工程施工技術(shù)中還包括結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，而結(jié)構(gòu)施工技術(shù)中還包含了鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)和現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)，高層建筑建設(shè)過程中經(jīng)常會(huì)用到鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。其中現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)對(duì)震動(dòng)的抵抗性比較強(qiáng)，建設(shè)出的建筑整體性也很好，對(duì)鋼材的使用量也相對(duì)較低。不過鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的抗震性能也很不錯(cuò)，并且重量相比于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更輕巧，施工的速度也更快，所以在高層建筑的建設(shè)中被廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)主要是對(duì)鋼筋進(jìn)行連接，在這一方面采用的方法除了以前傳統(tǒng)的手工焊接、捆綁結(jié)扎之外，還會(huì)運(yùn)用電渣壓力焊、直螺紋連接技術(shù)、錐螺紋連接技術(shù)、冷擠壓技術(shù)對(duì)直徑和面積比較大的鋼筋進(jìn)行拼接。其中錐螺紋連接技術(shù)、直螺紋連接技術(shù)以及冷擠壓技術(shù)都是使用機(jī)械進(jìn)行連接，施工過程中不受天氣的影響和破壞，還可以節(jié)約電力和鋼材，降低施工成本，減少資源的浪費(fèi)。并且鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)對(duì)工作人員的技術(shù)要求相對(duì)較低，鋼筋的接頭質(zhì)量比較好控制和篩查，施工起來更加簡(jiǎn)便，施工的速度也就更快。鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的運(yùn)用可以大大提高施工效率，推動(dòng)工程建設(shè)整體進(jìn)度的發(fā)展。

2.7 施工轉(zhuǎn)換層技術(shù)的應(yīng)用

高層建筑工程中需要建設(shè)的樓層非常多，對(duì)地基的支撐力需求非常大，地面所承受的重量負(fù)荷也非常高，這就需要考慮建筑下半部分的結(jié)構(gòu)支撐能力和牢固性。如圖2，土建工程的轉(zhuǎn)換層技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用就是這樣，在進(jìn)行建筑分層的時(shí)候考慮到澆筑完畢的建筑部分對(duì)重量的承受能力，利用建筑下半部分的垂直結(jié)構(gòu)部分來減少承重負(fù)荷，充分的利用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)置換作用。不過高層建筑的轉(zhuǎn)換層技術(shù)的使用過程中對(duì)樓層的平面水平程度要求非常嚴(yán)格，所以在施工過程中可以合理的選擇富裕模板，設(shè)定模板支撐的體系，來輔助支撐超出轉(zhuǎn)換層承重能力的部分。其中模板體系的原理就是將模板的和支撐結(jié)構(gòu)結(jié)合運(yùn)行，所以對(duì)模板的抗壓能力和承重能力都是有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)的，并且在進(jìn)行混凝土澆筑之前要嚴(yán)格檢查模板的接縫，以及在進(jìn)行澆筑的過程中也要仔細(xì)檢查，將混凝土澆在模板上頂，在每個(gè)模板的連接處一定不能存在水分。還有對(duì)模板中的雜物要清理干凈，防止雜質(zhì)的殘留，并及時(shí)的在模板和混凝土接觸的地方涂上阻擋劑，保證模板的功能能夠正常發(fā)揮。此外還要加強(qiáng)對(duì)大體積混凝土的轉(zhuǎn)換板的性能優(yōu)化，保證施工過程中混凝土轉(zhuǎn)換板不會(huì)因?yàn)閴毫Τ霈F(xiàn)收縮裂縫或者因?yàn)闇囟炔畛霈F(xiàn)溫度裂縫，提高轉(zhuǎn)換板的質(zhì)量和性能。在實(shí)際施工的時(shí)候增加對(duì)影響轉(zhuǎn)換板質(zhì)量的因素的檢測(cè)，實(shí)時(shí)控制施工期間混凝土的溫度，這樣在出現(xiàn)一系列問題的時(shí)候就可以及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整和修補(bǔ)，從而提高高層建筑建設(shè)的整體質(zhì)量。

圖2 高層建筑轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

2.8 整體提升鋼平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用

土建工程施工技術(shù)在高層建筑建設(shè)中的應(yīng)用要求非常高，尤其是在進(jìn)行高層建筑核心施工的過程中，需要嚴(yán)格的選擇施工技術(shù)，對(duì)技術(shù)使用中的安全性要求更高。而整體提升鋼平臺(tái)技術(shù)的應(yīng)用則可以滿足高層建筑核心施工的技術(shù)要求，整體提升鋼平臺(tái)施工技術(shù)的主要使用原理就是對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的核心支撐進(jìn)行分析，然后對(duì)高層建筑中支撐核心中的減力墻結(jié)合起來搭建鋼平臺(tái)，之后利用提升機(jī)械對(duì)鋼平臺(tái)進(jìn)行提升，讓鋼平臺(tái)可以跟隨施工的整體進(jìn)度上升高度。以此來保證高層建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保高層建筑的施工工作順利的進(jìn)行，保障工作人員的人身安全，提高施工效率。

結(jié)語：

綜上所述，土建工程的施工技術(shù)在高層建筑建設(shè)中的應(yīng)用給高層建筑建設(shè)的發(fā)展帶來極大的推動(dòng)力，提高了人們生產(chǎn)生活的質(zhì)量，也推進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。并且我國現(xiàn)階段城市化發(fā)展越來越快，可供建設(shè)開發(fā)的土地資源非常稀缺，我國人口數(shù)量非常多，高層建筑必將成為城市化發(fā)展的主要趨勢(shì)。為了能夠保障人們的生活水平，必須加強(qiáng)對(duì)土建工程施工技術(shù)的創(chuàng)新研究，保證在高層建筑建設(shè)中各種施工技術(shù)的熟練運(yùn)用，提升施工技術(shù)的質(zhì)量，以推動(dòng)高層建筑建設(shè)的整體質(zhì)量和水平。