土建工程中高層建筑施工技術(shù)要點(diǎn)分析

邵忠芳

舟山世紀(jì)太平洋化工有限公司

摘要：通過(guò)對(duì)高層建筑定義及其發(fā)展歷程的概述，依照具體實(shí)例詳細(xì)闡述土建工程中高層建筑施工技術(shù)要點(diǎn)，為高層建筑施工技術(shù)提供類似經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：土建工程；高層建筑；施工技術(shù)；要點(diǎn)分析

高層建筑，即超過(guò)一定高度和層數(shù)的多層建筑。在美國(guó)，24.6m或7層以上視為高層建筑；在日本，31m或8層及以上視為高層建筑；在英國(guó)，把等于或大于24.3m得建筑視為高層建筑。我國(guó)自2005年起規(guī)定超過(guò)10層的住宅建筑和超過(guò)24米高的其他民用建筑為高層建筑。

1 概述

1.1國(guó)外高層建筑發(fā)展歷程

古代就開始建造高層建筑，埃及于公元前280年建造的亞歷山大港燈塔，高100多米，為石結(jié)構(gòu)（今僅留殘址）。

現(xiàn)代高層建筑首先從美國(guó)興起，1883年在芝加哥建造了第一幢磚石自承重和鋼框架結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)公司大樓，高11層。1913 年在紐約建成的伍爾沃思大樓，高52層。1931年在紐約建成的帝國(guó)州大廈，高381米，102層。第二次世界大戰(zhàn)后，出現(xiàn)了世界范圍內(nèi)的高層建筑繁榮時(shí)期。1962～1976年建于紐約的兩座世界貿(mào)易中心大樓，各為110層，高411米。1974年建于芝加哥的西爾斯大廈為110層，高443米，曾經(jīng)是世界上最高的建筑。加拿大興建了多倫多的商業(yè)宮和第一銀行大廈，前者高239米，后者高295米。日本近十幾年來(lái)建起大量高百米以上的建筑，如東京池袋陽(yáng)光大樓為60層，高226米。法國(guó)巴黎德方斯區(qū)有30～50層高層建筑幾十幢。蘇聯(lián)在1971年建造了40層的建筑，并發(fā)展為高層建筑群。

1.2國(guó)內(nèi)高層建筑發(fā)展歷程

我國(guó)古代建于523年的河南登封縣嵩岳寺塔，高40米，為磚結(jié)構(gòu)，建于1056年的山西應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔，高67米多，為木結(jié)構(gòu)，均保存至今。近代的高層建筑始建于20世紀(jì)20～30年代。1934年在上海建成國(guó)際飯店，高22層。50年代在北京建成13層的民族飯店、15層的民航大樓；60年代在廣州建成18層的人民大廈、27層的廣州賓館。70年代末期起，全國(guó)各大城市興建了大量的高層住宅，如北京前三門、復(fù)興門、建國(guó)門和上海漕溪北路等處，都建起12～16層的高層住宅建筑群，以及大批高層辦公樓、旅館。

圖1 建設(shè)中中國(guó)第一高樓上海中心大廈圖

改革開放以來(lái)，我國(guó)1986年建成的深圳國(guó)際貿(mào)易中心大廈，高50層。上海金茂大廈于1994年開工，1998年建成，有地上88層，若再加上尖塔的樓層共有93層，地下3層。上海環(huán)球金融中心是位于上海陸家嘴的一棟摩天大樓，2008年8月29日竣工。是中國(guó)目前第二高樓、世界第三高樓、世界最高的平頂式大樓，樓高492米，地上101層。

進(jìn)入新世紀(jì)第二個(gè)十年里，正在建設(shè)的上海中心，設(shè)計(jì)總高為632米，已于2013年8月3日實(shí)現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)封頂，按計(jì)劃達(dá)到125層、580米的高度。大廈將于2015年建成，屆時(shí)將以綠色“垂直城市”的姿態(tài)呈現(xiàn)全新“云端生活”方式，同時(shí)將再次刷新中國(guó)土建高層建筑高度史。

2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工程概況

工程位于某市市中心，系新建高層住宅，建筑總高為108m。建筑面積為31912m2。其施工難點(diǎn)有：

（1）高空作業(yè)多。由于高層建筑樓層高且多，施工現(xiàn)場(chǎng)垂直運(yùn)輸工作量很大。在建筑材料、機(jī)具設(shè)備以及人員運(yùn)輸?shù)裙ぷ骶O(shè)計(jì)到高空作業(yè)問(wèn)題，需嚴(yán)格按照安全技術(shù)要求作業(yè)，防止安全事故的發(fā)生。

（2）施工周期長(zhǎng)。普通的高層建筑從基礎(chǔ)施工到地面以施工周期大約需要1年左右的時(shí)間方可完成，地上結(jié)構(gòu)及裝飾的施工周期也要1年左右，總計(jì)近2年時(shí)間，對(duì)于超高層建筑施工周期甚至達(dá)到3-5年。故需科學(xué)組織生產(chǎn)，確保按期完成施工任務(wù)。

（3）基礎(chǔ)埋深度較深。按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，地基基礎(chǔ)的埋深度應(yīng)不小于建筑實(shí)際高度的1/12，若采用的是樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，除應(yīng)不小于建筑高度的1/15外，還應(yīng)有至少一層的地下室結(jié)構(gòu)。為有效地確保高層建筑穩(wěn)定性能夠符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，故高層建筑基礎(chǔ)都有較大埋深。

（4）施工要求相對(duì)較高。高層建筑施工中，主體結(jié)構(gòu)主要為現(xiàn)澆鋼筋混凝土，鋼筋連接、模板加工、混凝土拌合澆搗等施工均需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。同時(shí)，部分采用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其安裝要求更加嚴(yán)格。

（5）工程體量大。高層建筑工程分部工程多，需要少則幾個(gè)、十幾個(gè)多則幾十個(gè)單位共同作業(yè)的情形，特別是復(fù)雜的超高層建筑，大大增加了總包施工組織及協(xié)調(diào)管理等綜合管理方面的難度。

2.2 具體施工技術(shù)

2.2.1 深基礎(chǔ)施工

我國(guó)幅員遼闊，南北、東西地質(zhì)差異很大，高層建筑的基礎(chǔ)更需要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，采用不同的基礎(chǔ)型式。在基礎(chǔ)地基土質(zhì)相對(duì)復(fù)雜，持力層較厚且深，而地下室埋置深度淺的情況下。建議采用樁基礎(chǔ)形式。從我國(guó)鋼材過(guò)剩的國(guó)情出發(fā)，宜多采用鋼管樁等鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式，同時(shí)加快現(xiàn)澆和預(yù)制的鋼筋混凝土樁的使用。預(yù)制樁工藝成熟，工廠化批量生產(chǎn)，質(zhì)量能夠得到很好的保證，承載力加載直觀?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土灌注樁作為新興工藝，這幾年使用廣泛，隨著鉆孔機(jī)械的更新，特別是旋挖鉆機(jī)，施工樁基直徑已經(jīng)達(dá)到2m?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土灌注樁樁適用地質(zhì)范圍廣，噪聲不高、成本低，可以作為發(fā)展重點(diǎn)。當(dāng)基礎(chǔ)埋置于軟土地基中，深度特別深時(shí)，施工技術(shù)困難大，采用常規(guī)方法施工質(zhì)量以及安全得不到保證，可采用鋼沉井或鋼沉箱法施工，確保深基礎(chǔ)施工質(zhì)量及安全。

2.2.2泵送砼

泵送砼技術(shù)作為高層建筑、特別是超高層建筑施工技術(shù)的重要組成部分。砼一次性連續(xù)施工方量巨大，一次性澆筑量達(dá)萬(wàn)方、甚至十萬(wàn)方。同時(shí)，對(duì)砼強(qiáng)度等級(jí)要求更高，對(duì)砼的配比提出了非常高的要求。根據(jù)高層建筑、特別是超高層建筑砼施工實(shí)際情況，高層建筑砼主要采用摻加化學(xué)外加劑與粉煤灰的雙摻技術(shù)，確保泵送混凝土技術(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范的要求。同時(shí)，對(duì)砼泵車泵送性能提出了更高的要求。

2.2.3預(yù)制模板

根據(jù)高層建筑層高的主要一致性，結(jié)構(gòu)施工重復(fù)性高以及豎向結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)點(diǎn)，常用滑模法與爬模法來(lái)進(jìn)行地面以上樓層的快速施工，這樣可以有效控制層層施工工期，并極大的提高了高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性能。在實(shí)踐生產(chǎn)過(guò)程中，將滑模法與爬模法兩者有機(jī)聯(lián)合起來(lái)，各取所長(zhǎng)，極大的提高施工的實(shí)效性。同時(shí)，兩種施工技術(shù)又具有一定的相同點(diǎn)，一是兩者施工后的結(jié)構(gòu)整體性都好，機(jī)械化程度都高；二是兩者施工特性決定著較高的組織管理水平；三是兩者對(duì)于異型不規(guī)則變化的結(jié)構(gòu)物外觀形狀方面具有一定的限制；最后是兩者對(duì)施工工期與施工成本的控制都具有及其有效的效果。

圖2 高層建筑爬模施工圖

2.2.4鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

在高層建筑尤其是超高層建筑施工當(dāng)中，由于我國(guó)鋼鐵產(chǎn)能過(guò)剩突出，加之鋼結(jié)構(gòu)施工具有工業(yè)化強(qiáng)度高及施工速度迅速的特點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)得以在高層建筑及超高層建筑廣泛應(yīng)用。其中包括高層超高層重型鋼結(jié)構(gòu)、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)、鋼和混凝土組合結(jié)構(gòu)以及鋼疊合等等。盡管因?yàn)殇摕醾鬟f非?？?，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)將受到毀滅性的傷害。但是，隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)防火研究已經(jīng)找到一種有效方法防止鋼結(jié)構(gòu)因溫度原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)力學(xué)性能消失情況。

3 結(jié)語(yǔ)

伴隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化步伐的進(jìn)一步加快，高層建筑、甚至超高層建筑也從大城市、特大城市移師小城鎮(zhèn)，并成幾何倍的增長(zhǎng)，這就給現(xiàn)狀高層建筑行業(yè)帶來(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)，在這一機(jī)遇期內(nèi)也是對(duì)高層建筑施工技術(shù)莫大的考驗(yàn)，如何讓技術(shù)更好的服務(wù)于小城鎮(zhèn)如雨后春筍般的成長(zhǎng)起來(lái)的高層建筑施工，成為每一名高層建筑施工技術(shù)管理人員應(yīng)該思考的問(wèn)題。本文結(jié)合筆者實(shí)踐，對(duì)高程建筑施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，以期給同行帶來(lái)拋磚引玉的效果，以此促進(jìn)我國(guó)高層建筑施工技術(shù)水平不斷提升。

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