高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

劉銳

（上海建工七建集團(tuán)有限公司，上海 200120）

0 引言

建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主要行業(yè)之一，為建筑市場和建筑業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的資金支持和技術(shù)基礎(chǔ)。自21 世紀(jì)起，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市化快速發(fā)展，城市規(guī)模與數(shù)量急劇增長，有限的用地不能滿足城市發(fā)展需求，城市建設(shè)也在持續(xù)向高空發(fā)展。為滿足現(xiàn)代社會發(fā)展和土地資源緊缺的需要，建筑類型也漸漸變成了高層建筑[1]。目前，國內(nèi)一線、二線城市的新建工程中，高層建筑所占比例不斷上升。高層建筑項目的發(fā)展，帶動了各種施工工藝的發(fā)展。不斷改進(jìn)和發(fā)展的高層建筑項目，對于施工材料、施工機(jī)械提出了更好的要求，因此，為了保證基坑施工的安全與穩(wěn)定，基坑設(shè)計必須滿足國家各項標(biāo)準(zhǔn)的要求。這是因?yàn)榛拥拈_挖包含了更多的科學(xué)區(qū)域，高層建筑項目的環(huán)境對工程的順利進(jìn)行也有很大的影響。隨著我國高層建筑項目的發(fā)展和基坑建設(shè)實(shí)踐次數(shù)的增多，我國基坑設(shè)計取得了許多成功的經(jīng)驗(yàn)，為高層建筑項目的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，但也經(jīng)歷了一些失敗。在高層建筑中，主體結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)要比普通的建筑困難得多，有必要對其進(jìn)行深入的研究。一定的經(jīng)濟(jì)損失和消極的社會后果要求我們在今后的工程實(shí)踐中保持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ淌┕び媱?，不斷?chuàng)新，提高高層建筑項目的施工水平，為高層建筑項目施工提供依據(jù)和實(shí)踐[2]。

1 高層建筑的主要特點(diǎn)

高層建筑的工程由于其施工技術(shù)的復(fù)雜性，在工程建設(shè)中往往會出現(xiàn)很多的施工程序以及隱蔽工程，施工周期往往比較長[3]。從前期的施工，到基坑的開挖、支護(hù)、下層結(jié)構(gòu)，到吊裝、支護(hù)、腳手架等的集中施工等，大約要2 年時間。施工中要考慮天氣、溫度、土壤、環(huán)境等多種因素的干擾，尤其是冬季施工中要注意保溫，以延長混凝土使用壽命。

對基礎(chǔ)的強(qiáng)度和深度有很高的要求：對于高層建筑，它的施工要求比較高。在工程建設(shè)中，為了有效地保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和施工的安全性，對基礎(chǔ)的厚度和強(qiáng)度有著特殊的要求[4]。并且，為確保建筑物的安全和正常使用，在建筑施工、使用和維護(hù)過程中，必須對其進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測。我國5m 以上的深基坑屬于高度危險的工程，而在高層建筑中，往往會有超過此限度的基礎(chǔ)。尤其是在相對較差的地質(zhì)環(huán)境中，對高層建筑的安全影響較大。有些建筑的高度比較高，地基深達(dá)20m 以上，而高層建筑的種類繁多，為了保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，往往采用箱形地基、筏式地基等，而在風(fēng)化或未風(fēng)化的巖石上，則采用條形樁基。在與高層建筑相連的低矮裙房施工中，一般采用跨梁或單樁基加拉梁。

對施工單位和工程技術(shù)人員的素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)水平的要求更高：高層建筑工程不同于普通工程，它在確定采用相應(yīng)的施工技術(shù)后，還要考慮結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)類型、施工工藝等方面的技術(shù)指標(biāo)，而施工工藝的優(yōu)化是基本內(nèi)容。不管是高層建筑，還是其他建筑物，都需要具備相應(yīng)的資質(zhì)和技術(shù)。高水平的施工隊伍和技術(shù)過硬的技術(shù)人才是確保高層建筑主體結(jié)構(gòu)及整體工程質(zhì)量的重要保障。為了使高層建筑的實(shí)用性、觀賞性和安全性得到充分的發(fā)揮，施工單位嚴(yán)格按照施工規(guī)程，設(shè)計圖紙，來簽訂合格投標(biāo)文件，嚴(yán)格遵守施工技術(shù)規(guī)程及管理制度，有效地保證了高層建筑的安全與穩(wěn)定以及高層建筑的整體質(zhì)量。在工程建設(shè)中，不僅要保證工程的質(zhì)量，而且要保證工程的各個環(huán)節(jié)都能按照設(shè)計的要求來進(jìn)行，從而使工程的整體質(zhì)量得到有效的提升。相對于低矮的樓房，高層建筑常常要進(jìn)行高空作業(yè)，在進(jìn)行高空建筑時，人員、材料、設(shè)備的頻繁上下運(yùn)輸，同時也要采取一系列的安全措施，以保證施工的安全性和人員的安全[5]。

2 高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用原則

實(shí)事求是：超高層建筑的主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與工程實(shí)踐有著緊密的聯(lián)系，必須堅持實(shí)事求是的原則，充分認(rèn)識施工布置、定位條件和施工依據(jù)，并根據(jù)現(xiàn)場勘察、核對圖紙，確定施工進(jìn)度要求，制定施工進(jìn)度計劃安排，注重測量放線。在此過程中體現(xiàn)基本要求、工程概況、各方責(zé)任，考慮當(dāng)?shù)厮?、地質(zhì)地貌等因素，使主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)得以有效應(yīng)用。

安全第一：超高層建筑主體工程因其縱向運(yùn)輸距離長、節(jié)點(diǎn)多、吊裝運(yùn)輸量大、材料種類繁多等問題，極具施工難度安全防護(hù)責(zé)任繁重，因此“安全第一”的理念貫穿于主體施工技術(shù)的各個環(huán)節(jié)。從設(shè)計到施工，都要注重安全第一，確保工程的順利進(jìn)行。

質(zhì)量至上：伴隨著人類社會的不斷進(jìn)步和國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工程建設(shè)速度不斷加快，結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜度不斷增加。保證工程施工技術(shù)的最終目標(biāo)是保證工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計規(guī)范，為了提高工程質(zhì)量，必須采用合理的施工工藝，如在主體結(jié)構(gòu)施工材料進(jìn)場前需進(jìn)行試驗(yàn)檢測，必要時小范圍施工監(jiān)測建材質(zhì)量，若符合主體結(jié)構(gòu)施工要求，則可批準(zhǔn)進(jìn)入現(xiàn)場，否則要禁止使用，且要求建材采購人員承擔(dān)責(zé)任，必須重視施工質(zhì)量問題，保障有關(guān)技術(shù)得到合理應(yīng)用[6]。

3 高層建筑主體結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

3.1 主結(jié)構(gòu)的測量技術(shù)

在高層建筑的主體結(jié)構(gòu)中，測量技術(shù)是最基礎(chǔ)的一項技術(shù)。將測量技術(shù)運(yùn)用到建筑工程中，能確保對主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精確的測量，并能更精確地反映出其尺寸是否符合設(shè)計要求。①測量人員可以用激光經(jīng)緯儀在樓層之間預(yù)留的方形孔洞中進(jìn)行測量。②測量時，測量人員要加強(qiáng)自身的責(zé)任心，以保證測量結(jié)果的正確性。③測量時，測量人員要尋找控制點(diǎn)，不斷地修正誤差，保證誤差在允許的規(guī)范范圍之內(nèi)。④選定主要建筑物的重要部位，并進(jìn)行編號。每層工程完工后，測量人員要對其進(jìn)行沉降觀測，以確定其沉降值是否超過規(guī)范數(shù)值。

3.2 鋼筋混凝土的建造工藝

在工程施工過程中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的高度只有達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，才能提高其穩(wěn)定性。在鋼結(jié)構(gòu)施工使用中，必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和操作速度，以保證鋼結(jié)構(gòu)與其他構(gòu)件的焊接質(zhì)量[7]。對鋼筋進(jìn)行搭接，采用合理的搭接工藝，使接頭長度符合規(guī)定，并做好搭接后的檢驗(yàn)，及時發(fā)現(xiàn)問題并處理；加固墻體和立柱的鋼筋，應(yīng)提前放線，避免鋼筋變形超出設(shè)計范圍；鋼筋要成對排列，要嚴(yán)格控制兩列鋼筋之間的間隔，并將墊片置于鋼筋外側(cè)，以確保鋼筋的安全；在綁扎梁板和樓板上的鋼筋時，應(yīng)按圖紙上的規(guī)定放置，避免對構(gòu)件的受力造成不利的影響。

3.3 模板施工工藝

在模板施工工程中，要根據(jù)工程的需要，對模板的施工過程進(jìn)行優(yōu)化，明確模板的尺寸，并嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行模板的制作。在澆注混凝土?xí)r，由于模板自身承受著一定的橫向作用力，因此，模板必須具有足夠的抗側(cè)壓力，才能保證以后的澆筑工作能夠順利進(jìn)行。在模板工程的設(shè)計中，各施工單位應(yīng)根據(jù)工程需要，制定相應(yīng)的施工方案，并對現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)查，選擇最優(yōu)的施工方案，為提高模板工程的施工質(zhì)量打下堅實(shí)的基礎(chǔ)[8]。

3.4 混凝土結(jié)構(gòu)施工工藝

在高層建筑工程施工中，混凝土施工工藝是非常重要的技術(shù)措施?；炷恋氖┕べ|(zhì)量直接關(guān)系到工程完工后的工程質(zhì)量[9]。在施工過程中，合理運(yùn)用混凝土施工工藝是不可忽略的。在正式開工前，工作人員要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況配置水、水泥、骨料、添加劑等，以確保所配制的混凝土能夠滿足工程需要?；炷陵P(guān)鍵的施工技術(shù)包括：①對混合料進(jìn)行分析，其配比要符合高層建筑的施工要求，并按實(shí)驗(yàn)室的配比來配制和使用。②在工程施工中，必須系統(tǒng)地全面分析混凝土澆筑施工工藝，并嚴(yán)格遵守施工規(guī)范。③通過對混凝土攪拌工藝的分析，確定水泥、砂石、粉煤灰的配比。④要做好混凝土的保養(yǎng)。在混凝土澆注完畢后，要對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并采取科學(xué)的養(yǎng)護(hù)措施，提高其穩(wěn)定性。在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)注意溫度、濕度的控制。若在夏天進(jìn)行混凝土澆筑，則應(yīng)噴灑水分，以降低因日曬而產(chǎn)生的干燥開裂的可能性。在冬天進(jìn)行時，必須用草墊或加入防凍劑來降低凍結(jié)性。在混凝土工程中，施工單位按比例進(jìn)行混凝土準(zhǔn)備。在輸送混凝土?xí)r，應(yīng)注意采用不影響混凝土性能的措施。在振搗混凝土?xí)r，應(yīng)保證振搗的速度適度，避免出現(xiàn)漏振和偏振現(xiàn)象。在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，應(yīng)考慮到施工環(huán)境的特點(diǎn)，選擇合適的養(yǎng)護(hù)措施，以降低水化熱反應(yīng)對混凝土結(jié)構(gòu)的影響，避免在混凝土中生成裂縫，使其各項性能達(dá)到高層建筑的要求[10]。

3.5 高層建筑基樁施工技術(shù)

3.5.1 注漿樁

樁基具有很強(qiáng)的豎向承載力，能有效地抵抗外部的荷載，并能將垂直載荷從高層建筑轉(zhuǎn)移到地表，提高結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)倒塌等問題。在工程施工中，由于周圍環(huán)境的差異，必須根據(jù)工程實(shí)際情況，選用適當(dāng)?shù)臉痘┕すに?，以保證工程取得應(yīng)有的效果。在高層建筑工程中，灌注樁是一種比較常見的方法，但在施工中應(yīng)注意：①要在施工中設(shè)置鉆孔，然后進(jìn)行混凝土澆筑。同時，還應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況和工程設(shè)計的要求，采取相應(yīng)的鉆孔等措施，以提高施工效果。②在樁孔成型后，將預(yù)制好的鋼筋籠放入，然后將混凝土澆注進(jìn)去，待水泥凝固后，就可以進(jìn)行灌注樁的施工。③在施工時要注意選擇合適的鉆孔方法。主要分為兩類：一類是人工鉆孔，一類是機(jī)械鉆孔，主要依據(jù)工程實(shí)際情況來確定。比如，在土體為粘性土的情況下，在樁孔施工中應(yīng)采用人工鉆孔，這樣可以更好地趕到施工效果。④機(jī)械鉆孔技術(shù)是一種高精度、高效率的技術(shù)，它適合于粉土，而不是所有的土壤。在鉆孔過程中，如果出現(xiàn)了地下水等問題，必須將地下水排出，以免影響到樁基的施工。⑤在采用沉管成孔時，應(yīng)選用爆破、振動等施工工藝，并采取相應(yīng)的消聲措施，避免造成過大的噪聲污染。灌注樁的優(yōu)點(diǎn)是適用范圍廣，施工噪聲小，承載能力強(qiáng)，施工費(fèi)用低廉，可以為施工單位節(jié)約投資。但在工程建設(shè)中仍有不足之處。例如，由于工程技術(shù)復(fù)雜，又易受外部環(huán)境的影響，從而產(chǎn)生質(zhì)量問題，特別是在大顆粒、小砂礫中，如果一個環(huán)節(jié)出了差錯，就會對工程產(chǎn)生很大的影響[11]。

3.5.2 預(yù)制構(gòu)件

預(yù)制樁主要由水泥樁、鋼管樁組成，用于各種人工填土、淤泥等，對預(yù)制的直徑有一定的要求，一般要在150~300mm，以保證在一定的深度范圍內(nèi)。在打樁機(jī)和其他機(jī)械設(shè)備到位后，要先將吊索吊起，然后再進(jìn)行吊裝。在施工中要嚴(yán)格規(guī)范施工程序，首先要對樁頭進(jìn)行雙向調(diào)整，然后反復(fù)錘擊，通常2~3 次，待檢測樁達(dá)到較好的垂直度后，再進(jìn)行入樁，并對其進(jìn)行詳細(xì)的鉆孔。預(yù)制樁是一種特殊的施工方法。比如，低配筋率，小直徑，承載力大，結(jié)構(gòu)簡單，環(huán)境友好。另一方面，預(yù)制樁受擠土效應(yīng)的影響，會造成樁基開裂、縮頸等問題。另外，目前的混凝土樁基以預(yù)制混凝土為主，一般有方樁和管樁兩種。在運(yùn)用管樁技術(shù)時，可采用沉樁、靜壓等多種施工方法，如在工程中發(fā)生擠土的情況，必須采取相應(yīng)的措施，保證工程質(zhì)量符合要求[12]。

4 提高高層建筑主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的保障措施

4.1 加強(qiáng)施工技術(shù)管理

與其他建筑相比，高層建筑的施工工藝和材料挑選都要嚴(yán)格得多。特別是垂直角度和標(biāo)高，對于這些環(huán)節(jié)的精度都是極高的，因此，必須要嚴(yán)格控制，確保工程的質(zhì)量。所以，在實(shí)際施工中，要加強(qiáng)技術(shù)管理，不能有絲毫的松懈。①施工材料的技術(shù)管理，原材料的使用會對工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，而原材料的問題也會對工程的質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響，這就需要相關(guān)的管理人員和技術(shù)人員加強(qiáng)溝通，確保工程的原材料質(zhì)量。②高層住宅建筑關(guān)鍵部位的施工技術(shù)改造工作，在高層建筑中，其施工建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)具有很強(qiáng)的代表性。首先，對高層建筑而言，在實(shí)施過程中，必須重視基礎(chǔ)施工技術(shù)的運(yùn)用和工程實(shí)施的具體成效。另外，作為承重墻和剪力墻的施工也是整個工程的關(guān)鍵，在實(shí)際的管理工作中，管理者必須引起足夠的重視。③對立交角、標(biāo)高等關(guān)鍵施工技術(shù)規(guī)范的管理，必須嚴(yán)格執(zhí)行工程建設(shè)的技術(shù)規(guī)范。從工程施工人員的實(shí)踐出發(fā)，必須要對工程施工技術(shù)規(guī)范的含義有一個全面的認(rèn)識，并在工作中嚴(yán)格遵守相關(guān)技術(shù)規(guī)范，以保證工程項目的最終成果符合工程設(shè)計的需要。④必須嚴(yán)格控制垂直度，防止各種技術(shù)問題影響到建筑的質(zhì)量，從而導(dǎo)致目的大幅降低。垂直度對整個住宅工程的影響很大，只要豎向傾斜，就會影響整體的穩(wěn)定和安全。同時，在實(shí)際工程中，如果發(fā)生偏移，不但增加了工程的難度，還會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的承載力達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，對工程的影響和損失程度是不可估量的。

4.2 提高施工技術(shù)人員能力

在實(shí)施全過程中，管理者自身的能力素質(zhì)與技術(shù)水平的提高，對整個工程的實(shí)施起著至關(guān)重要的作用。建筑工程技術(shù)人員在工作中發(fā)揮自己的作用，提高自己的能力是十分必要的。它既能充分反映工程建設(shè)管理隊伍自身的能力，又能更好地保證施工技術(shù)管理工作的質(zhì)量。因此，作為工程項目的組織者和管理者，必須充分認(rèn)識到施工技術(shù)人員在整個工程的實(shí)施中所起的重要作用，并積極地進(jìn)行教育、培訓(xùn)，以提高他們的理論和技術(shù)水平。只有對先進(jìn)的施工技術(shù)有了全面而深入的了解，才能在工程實(shí)施的各個環(huán)節(jié)中取得更好的實(shí)際成效，從而推動整個工程的管理與現(xiàn)代科技相結(jié)合，充分發(fā)揮其管理的作用。

4.3 健全完善技術(shù)管理體系

制度的制訂不但要求十分嚴(yán)格，而且在實(shí)施過程中，還需要有關(guān)主管部門根據(jù)實(shí)際情況，找出其中的問題和缺陷，從而改進(jìn)和提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用，以及管理體制的制定，都要更加的完善。只有確保整個系統(tǒng)與技術(shù)管理工作流程相適應(yīng)，系統(tǒng)才能真正起到制約或促進(jìn)作用。要達(dá)到加強(qiáng)和提高施工技術(shù)管理的質(zhì)量，必須建立健全的技術(shù)管理體系，并通過制度的力量來推動建設(shè)項目的各個階段的工作。當(dāng)技術(shù)人員各司其職的時候，就可以有條不紊地進(jìn)行技術(shù)問題的挖掘和處理。將問題徹底地解決，從而達(dá)到項目的高質(zhì)量發(fā)展的目的。

4.4 做好成本及周期控制

工程造價管理工作的總體水平，既能從某種意義上反映工程施工的質(zhì)量，又是工程施工中必須注意的一部分。在控制工程造價時，工程技術(shù)的運(yùn)用是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因此，工程造價管理部門必須從工程技術(shù)的控制與運(yùn)用兩方面著手，注重工程造價的有效性和科學(xué)性，從而為達(dá)到更好的成本控制效果提供幫助。施工工藝管理中，控制工程造價也將成為關(guān)鍵。特別是在不斷增長的人力、物力等費(fèi)用不斷增加的情況下，科學(xué)地控制整個工程項目的造價，成為各個施工單位的可持續(xù)發(fā)展之路。同時，只有在節(jié)能和效率的基礎(chǔ)上，將資源浪費(fèi)降到最小的地步，才能實(shí)現(xiàn)更高的價值，才能讓所有的建筑公司，都能快速的發(fā)展起來。