黑龍江省高層建筑鋼筋混凝土施工技術(shù)的發(fā)展

王子端　王　君　郝傳龍

摘 要：隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展，機(jī)械化、工廠化施工水平不斷提高，已經(jīng)逐步改革了傳統(tǒng)的舊工藝，從而改善了勞動(dòng)條件，提高了勞動(dòng)效率，加快了建設(shè)速度。高層建筑的發(fā)展，為施工技術(shù)的進(jìn)步提供了廣闊的天地，而施工技術(shù)的進(jìn)步，又是確保高層建筑能夠順利發(fā)展的重要條件。

關(guān)鍵詞：高層建筑；鋼筋；施工

1 黑龍江省高層建筑鋼筋混凝土施工技術(shù)的發(fā)展沿革

回顧70年代以前，建造高層建筑，一般都離不開(kāi)放坡挖深基坑、散支散拆木模板和手工砌磚、抹灰等笨重的體力勞動(dòng)。從70年代中期，由于科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，施工技術(shù)也出現(xiàn)日新月異的飛躍發(fā)展。

1．1 結(jié)構(gòu)工程的施工技術(shù)進(jìn)步很快，不少已形成了成套技術(shù)

在剪力墻結(jié)構(gòu)中，我省已形成了現(xiàn)澆大模板、滑動(dòng)模板、全鋼大模板等成套工藝。

框架和框架剪力墻結(jié)構(gòu)，現(xiàn)已形成全預(yù)制、全現(xiàn)澆和現(xiàn)澆與預(yù)制相結(jié)合（即現(xiàn)澆承重墻、柱和預(yù)制梁、樓板）三種施工方法。80年代，由于采用了無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力平板成套技術(shù)（BUPC體系），其單向板跨達(dá)10m，雙向柱網(wǎng)可達(dá)9mx9m,為發(fā)展大柱網(wǎng)（大開(kāi)間）板柱結(jié)構(gòu)創(chuàng)造拉條件。這種體系，由于將柱間的梁壓縮與樓板同樣高度，形成樓板中的暗梁，不僅使平面更為靈活，而且可以降低層高，使施工進(jìn)度加快，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。由于預(yù)應(yīng)力筋張拉可不占工期，并減少了梁模板支拆和混凝土澆注與養(yǎng)護(hù)等工序，使施工工期大為縮短。這項(xiàng)技術(shù)用于秋林商廈等工程，取得明顯的效益。

1．2 模板技術(shù)推陳出新、門(mén)類(lèi)繁多

黑龍江省70年代中期開(kāi)發(fā)了用于剪力墻結(jié)構(gòu)的全鋼大模板，用4～6mm鋼板做面板，8號(hào)槽鋼做龍骨，焊接成整件墻面的模板。這種大模板適用于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的高層住宅它的整體鋼度好，不易損壞，澆注成的墻面平整，從1974年以來(lái)一直沿用至今。但是，它的自重和用鋼量大，使用不靈活，且不能實(shí)現(xiàn)“一模多用”。為此，針對(duì)一些非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的大模板施工工程，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了裝配式鋼木混合大模板，其面板為多層膠合板，用螺栓與鋼骨架固定。由于其型鋼骨架也是采用螺栓連接，所以，可以進(jìn)行全部解體，改做其他結(jié)構(gòu)體系模板使用，不致造成積壓。隨著組合小鋼模板的問(wèn)世，有些地區(qū)還采用組合小鋼模拼制成大模板，用腳手架鋼管作骨架，其優(yōu)點(diǎn)是投資少、成本底，但存在整體鋼度差、板面拼縫多、給墻面裝修帶來(lái)困難等缺點(diǎn)。為了保證墻面的裝修質(zhì)量，往往需要另抹一層薄聚合水泥砂漿（3～5mm）。這種做法雖然增加了一些費(fèi)用，但在無(wú)條件制作大模板時(shí)，有其一定實(shí)用性，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

在解決大模板一模多用中，近年來(lái)隨著鋼框木（竹）膠合板組合模板的開(kāi)發(fā)，黑龍江省很多工程采用這類(lèi)模板拼制成大模板。其突出的優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)一模多用，從而避免拉模板停滯積壓；另外，澆筑的墻面所出現(xiàn)的少量板縫，經(jīng)用手提打磨機(jī)打磨后，墻面可不再抹灰，克服了用小鋼模拼制的大模板施工所帶來(lái)的缺點(diǎn)。

迄今，大模板、滑動(dòng)模板已成為我省用于現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)施工的工業(yè)化模板體系。

1．3 粗鋼筋連接工藝有了新的突破

在我省的高層建筑中，粗鋼筋（φ20～φ40）用量激增，而鋼筋的連接方法直接影響著施工進(jìn)度、結(jié)構(gòu)質(zhì)量和成本。傳統(tǒng)的幫條焊、搭接焊已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)高層建筑的發(fā)展需要，它不僅工藝復(fù)雜，而且每個(gè)粗鋼筋接頭的施焊時(shí)間較長(zhǎng)，每層上千個(gè)接頭就要占用幾天工期，另外給混凝土澆筑也帶來(lái)了很大的難度。80年代初期開(kāi)始，采用了了電渣壓力焊、氣壓焊等新工藝。80年代中期又出現(xiàn)了徑向套筒擠壓連接和軸向套筒擠壓連接等機(jī)械接頭。雖然機(jī)械接頭的成本比電渣壓力焊、氣壓焊要高，但它的工藝簡(jiǎn)單，效率高，易保證質(zhì)量，節(jié)約能源，且無(wú)明火作業(yè)，故應(yīng)用較廣。到了80年代末期試用了錐螺紋接頭，單價(jià)低于擠壓接頭，工效高，接頭施工可以不占工期，深受施工單位歡迎。但是這種接頭在拉伸試驗(yàn)中不能達(dá)到鋼筋母材的抗拉強(qiáng)度，只達(dá)到鋼筋母材1.35倍的屈服強(qiáng)度，因此設(shè)計(jì)單位不太愿意使用，后來(lái)經(jīng)研究錐度由1：5改為1：10，基本上能達(dá)到接頭與母材等強(qiáng)。為了增加其安全度，到90年代后期又出現(xiàn)了鐓粗錐螺紋接頭和鐓粗直螺紋接頭，其接頭強(qiáng)度均超過(guò)了鋼筋母材。為簡(jiǎn)化鋼筋鐓粗和絲扣的加工工藝，1999年又開(kāi)始使用等強(qiáng)滾壓直螺紋接頭。這種接頭不僅工藝簡(jiǎn)單，工效高，性能穩(wěn)定，而且經(jīng)過(guò)幾十組試驗(yàn)和試用抽樣檢驗(yàn)，鋼筋都“斷外”，其價(jià)格一般大于電渣壓力焊，低于套筒冷擠壓接頭。

1．4 預(yù)拌混凝土和混凝土施工的機(jī)械化水平有了迅速發(fā)展

隨著我省現(xiàn)澆鋼筋混凝土高層建筑的發(fā)展，施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土用量大幅增長(zhǎng)，加上高層建筑的施工現(xiàn)場(chǎng)一般比較狹窄，砂、石堆放困難，且混凝土攪拌噪聲大，嚴(yán)重?cái)_民，因此近幾年來(lái)在大城市大力發(fā)展了預(yù)拌混凝土。由于采用了預(yù)拌混凝土和泵送工藝，使混凝土的澆筑時(shí)間大大縮短，使混凝土的垂直運(yùn)送工藝大大簡(jiǎn)化。隨著泵送混凝土的發(fā)展，混凝土外加劑已成為現(xiàn)代混凝土材料和技術(shù)中不可缺少的部分。在高層建筑的大體積基礎(chǔ)混凝土中，已廣泛使用了緩凝劑；在高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工中，已廣泛采用了各種高效減水劑，并配制出了高強(qiáng)混凝土和高流動(dòng)性混凝土；此外還有防凍早強(qiáng)劑和緩凝早強(qiáng)劑等，對(duì)改進(jìn)混凝土工藝和性能，都起到了明顯的作用。

進(jìn)入90年代，我省高強(qiáng)混凝土發(fā)展很快，到90年代末超過(guò)C40混凝土已普遍推廣應(yīng)用，隨著泵送混凝土的大量推廣使用，混凝土中摻加粉煤灰得到推廣，實(shí)踐證明混凝土中摻加粉煤灰還可以較大幅度地提高混凝土的后期強(qiáng)度。

1．5 高層建筑的發(fā)展促進(jìn)了施工機(jī)械化水平的迅速提高

我省高層建筑的發(fā)展和施工機(jī)械化水平的提高是緊密相關(guān)的。

高層建筑的施工，需要高和大噸位的起重設(shè)備，目前常用的仍是塔式起重機(jī)。進(jìn)入80年代，塔吊需求日益增多，噸位日漸增大，引進(jìn)或研制了一批1300～2500kN.m的大型塔式起重機(jī)，滿足了高層建筑施工的需要。從使用塔吊的形式來(lái)看，基本上可分為兩種：一種是“內(nèi)爬塔”，另一種是“外立塔”。“外立塔”在高度較低（約40m左右）時(shí)可以行走，超高后就必須與建筑物拉結(jié)固定。內(nèi)爬塔則可隨建筑物升高，且造價(jià)低，高度不限，但是拆塔難度較大。外用施工電梯已廣泛應(yīng)用于高層建筑施工中，近幾年外用電梯已由單籠發(fā)展到雙籠，高度亦由百米發(fā)展到250m。高層建筑外裝修施工用的電動(dòng)吊籃，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)，并得到廣泛地應(yīng)用。

由于高層建筑基礎(chǔ)的加深，促進(jìn)了基礎(chǔ)、地下工程施工機(jī)械化水平的提高。各種大型土方機(jī)械、各類(lèi)打樁機(jī)、鉆孔機(jī)和擴(kuò)孔鉆機(jī)、土層錨桿鉆孔機(jī)、振動(dòng)拔樁機(jī)（可拔30m 鋼板樁）等都被大量的推廣應(yīng)用。隨著預(yù)拌混凝土的發(fā)展，大型自動(dòng)上料由電腦控制的攪拌設(shè)備發(fā)展迅速，與之配套的攪拌車(chē)、混凝土泵車(chē)（帶布料桿）和固定式混凝土泵以及樓層上使用的移動(dòng)式小型混凝土布料桿等，已普遍推廣應(yīng)用。在裝飾工程中，電動(dòng)小機(jī)具有了飛速的發(fā)展，諸如石材切割機(jī)、瓷片切割機(jī)、雙速?zèng)_擊電鉆、電錘、電動(dòng)攻絲機(jī)、電動(dòng)螺絲刀、電（氣）動(dòng)拉鉚槍、射釘槍、電剪刀、角向磨光機(jī)、混凝土磨刨機(jī)以及木裝修使用的手提式電鋸、木電刨等。

2 建筑施工技術(shù)的典型工程

從我省第一幢高層建筑黑龍江省電視臺(tái)開(kāi)始,我省高層鋼筋混凝土施工技術(shù)已經(jīng)過(guò)了20多年的發(fā)展,從最初的17層60米高,發(fā)展到現(xiàn)在的百米以上高樓。各個(gè)發(fā)展階段都有一些典型工程。

和平村賓館1982年至1986施工, 建筑面積12000平方米,建筑高度31米, 層數(shù)10層,框架結(jié)構(gòu)。

黑龍江電力調(diào)度大樓 1982年至1985施工, 建筑面積16000平方米,建筑高度59米, 層數(shù)16層,框架結(jié)構(gòu)

黑龍江省物資貿(mào)易中心1983年至1987施工, 建筑面積20000平方米,建筑高度80米, 層數(shù)25層, 框剪結(jié)構(gòu)。

融府康年酒店1993年至1998施工, 建筑面積51000平方米,建筑高度138米, 層數(shù)38層, 框剪結(jié)構(gòu)。

北亞大廈1994年至2004施工, 建筑面積68000平方米,建筑高度138米, 層數(shù)38層, 筒中筒結(jié)構(gòu)。

華融飯店1996年至2000施工, 建筑面積160000平方米,建筑高度121米, 層數(shù)34層, 框剪結(jié)構(gòu)

黑龍江廣播電視中心2002年至2004施工, 建筑面積130000平方米,建筑高度60米, 層數(shù)14層, 框剪結(jié)構(gòu)。

哈爾濱國(guó)際會(huì)展體育中心華旗飯店2003年至2005施工, 建筑面積101300平方米,建筑高度169米, 層數(shù)41層,筒中筒結(jié)構(gòu)。

3 建筑施工技術(shù)的應(yīng)用效果

豐富了城市面貌，改善了城市環(huán)境和景觀，增強(qiáng)了都市繁榮的氣氛；節(jié)約了城市建設(shè)用地和城市設(shè)施費(fèi)用；促進(jìn)了科技進(jìn)步；增加了經(jīng)濟(jì)效益。