高層建筑工程施工技術(shù)探析

馬立春

摘要：隨著科技發(fā)展和城市化進(jìn)程，社會(huì)對(duì)高層建筑的需求越來(lái)越大。目前，高層建筑的建筑形式、建造速度和建設(shè)數(shù)量都有了很大的發(fā)展。高層建筑的設(shè)計(jì)過(guò)程和施工技術(shù)難度都比一般建筑要復(fù)雜，因而在實(shí)施過(guò)程中要采取特殊的施工技術(shù)。同時(shí)，高層建筑施工水平也是現(xiàn)代科技發(fā)展的反映，可以體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度并展現(xiàn)社會(huì)進(jìn)步的成果。高層建筑已經(jīng)是解決人口增長(zhǎng)和土地資源緊缺問(wèn)題的重要手段，因而它需要進(jìn)一步的大范圍發(fā)展，我們也要格外關(guān)注高層建筑施工技術(shù)的研究。

關(guān)鍵詞：高層建筑；工程施工技術(shù)；科技發(fā)展

高層建筑的施工建設(shè)需要大量的人力物力投入，其施工建設(shè)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)、包含眾多工序流程及各環(huán)節(jié)的交叉作業(yè)，建筑的體積結(jié)構(gòu)自重大、具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，因此也導(dǎo)致了其施工設(shè)計(jì)的復(fù)雜與施工建設(shè)工期的漫長(zhǎng)。由于與一般多層建筑存在較大的區(qū)別，因此高層建筑施工中的結(jié)構(gòu)安全訴求較強(qiáng)，這又進(jìn)一步導(dǎo)致了高層建筑結(jié)構(gòu)工藝的復(fù)雜與施工質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)要求[1]?；谝陨细邔咏ㄖ┕そㄔO(shè)中存在的特點(diǎn)，筆者展開(kāi)了對(duì)高層建筑工程施工技術(shù)的策略探討，并提出了來(lái)源于實(shí)踐的合理化建議。

一、高層建筑施工特點(diǎn)

（一）工程量較大

高層建筑的體積大，因而工程量較大，需要較多的施工人員和大型的施工設(shè)備。工程設(shè)計(jì)的難度也較大，需要更長(zhǎng)的時(shí)間去完善從保證高層建筑的質(zhì)量安全，有時(shí)需要在工程中邊設(shè)計(jì)邊施工，這無(wú)疑給工程組織和管理帶來(lái)了更大的難度，因而整體工程量較大。

（二）埋置深度大

高層建筑的主要問(wèn)題之一是穩(wěn)定性，特別在風(fēng)速較大的地區(qū)，為了保證高層建筑上部結(jié)構(gòu)和整體的穩(wěn)定性，需要保證一定的埋置深度，地基埋置深度一般要大于建筑高度的十二分之一，對(duì)于樁基要大于建筑高度的十五分之一，并至少有一層地下室。

（三）施工工期長(zhǎng)

高層建筑的施工周期長(zhǎng)是由工程量大決定的，一般施工工期至少有幾個(gè)月，甚至需要幾年。為了保證高層建筑工程的綜合效益，一般需要盡量低縮短工期，但必須在確保工程安全的前提下進(jìn)行優(yōu)化，最有效的措施是合理安排施工工序，特別在交叉施工的地方[2]。

（四）高空作業(yè)多

高層建筑工程的最顯著特點(diǎn)是高空作業(yè)多，施工中用到的材料和設(shè)備都需要高空的垂直運(yùn)輸，運(yùn)輸距離隨著樓層的增加而不斷增長(zhǎng)。在進(jìn)行高空作業(yè)時(shí)，要各位注意安全問(wèn)題，充分考慮防火、通信問(wèn)題，同時(shí)還要注意高空墜物現(xiàn)象的發(fā)生。

二、高層建筑施工技術(shù)分析

（一）結(jié)構(gòu)層施工技術(shù)

高層建筑層數(shù)多、體積大的特點(diǎn)決定其結(jié)構(gòu)類(lèi)型必然較為復(fù)雜且形式多樣，因此導(dǎo)致了施工建設(shè)難度的增加，要求較高水平的施工工藝才能確保高層建筑的穩(wěn)固屹立。從功能角度來(lái)看，高層建筑的上部結(jié)構(gòu)一般要求進(jìn)行小空間的軸線(xiàn)布置，而在其下部的結(jié)構(gòu)中則需要進(jìn)行大空間范圍的軸線(xiàn)布置?；谝陨蠘?biāo)準(zhǔn)要求，我們不難看出高層建筑的這一結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)恰好與合理結(jié)構(gòu)及布局自然的一般建筑結(jié)構(gòu)需求背道而馳。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于高層建筑的下部樓層結(jié)構(gòu)需要承受很大的樓體壓力，而隨著樓層的增加，越接近建筑結(jié)構(gòu)的上部其承受的樓體壓力就越小。在一般建筑結(jié)構(gòu)的布置中正常的標(biāo)準(zhǔn)為下部結(jié)構(gòu)的剛度建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較大、墻體較多、柱網(wǎng)布設(shè)較密，而在上部建筑結(jié)構(gòu)中墻體、柱體的結(jié)構(gòu)數(shù)量則進(jìn)一步降低，同時(shí)，軸線(xiàn)間的距離也進(jìn)一步擴(kuò)大。而這一正常的建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)規(guī)律卻不適應(yīng)于高層建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此為了切實(shí)滿(mǎn)足高層建筑的結(jié)構(gòu)功能需求，在結(jié)構(gòu)施工建設(shè)中我們必須反其道而行之，在上部結(jié)構(gòu)中以小空間布置，在下部結(jié)構(gòu)空間中則用大空間布置[3]。為了滿(mǎn)足這一結(jié)構(gòu)目標(biāo)我們必須采用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換施工技術(shù)對(duì)高層樓層的設(shè)置進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換層施工建設(shè)。該類(lèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層可廣泛的用于高層建筑的結(jié)構(gòu)剪力墻及框架剪力墻等結(jié)構(gòu)體系中，實(shí)現(xiàn)較好的結(jié)構(gòu)功能建設(shè)。當(dāng)然不論采用何類(lèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換技術(shù)，在高層結(jié)構(gòu)施工建設(shè)中，剪力墻轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)無(wú)疑都是目前各項(xiàng)功能指標(biāo)完備、適用廣泛的結(jié)構(gòu)施工技術(shù)之一。同時(shí)，隨著結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層位置的升高，具有轉(zhuǎn)換層特點(diǎn)的簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)也成為當(dāng)前的主力施工技術(shù)之一。為了明確影響抗震性能的主要因素，我們可通過(guò)對(duì)以上兩種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的上層與下層間角度位移及內(nèi)應(yīng)力變化指標(biāo)情況分析，從而得出科學(xué)的控制結(jié)論。即高層的抗震等級(jí)在剪力墻轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)技術(shù)中與高層建筑轉(zhuǎn)換層的高度設(shè)置、其轉(zhuǎn)換層的上下層結(jié)構(gòu)的等效剛度比例關(guān)系、轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)層與其上層的側(cè)向結(jié)構(gòu)剛度比存在著緊密的影響效應(yīng)關(guān)系。而在簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工及時(shí)技術(shù)中其抗震效應(yīng)則與轉(zhuǎn)換層上層的外筒剛度、設(shè)置高度及內(nèi)筒剛度有緊密的關(guān)系。綜上所述我們不難看出，在兩類(lèi)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)中，轉(zhuǎn)換層的高度是決定其抗震影響效能的最主要因素之一，轉(zhuǎn)換層的高度越高，其上下層之間的位移角度、內(nèi)應(yīng)力突變現(xiàn)象就越明顯，因此在施工設(shè)計(jì)中我們應(yīng)科學(xué)的限制其轉(zhuǎn)換層施工設(shè)置高度。

（二）建筑電氣工程施工技術(shù)

建筑電氣工程施工中主要涵蓋了變配電系統(tǒng)、照明電路系統(tǒng)、自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、安全防范體系、電路布線(xiàn)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、高層建筑防雷接地系統(tǒng)等眾多施工環(huán)節(jié)?；诟邔咏ㄖ碾姎庠O(shè)備構(gòu)建現(xiàn)狀我們不難發(fā)現(xiàn)，其具有耗電設(shè)備種類(lèi)繁多、電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鋪設(shè)線(xiàn)路工藝復(fù)雜、方式多樣、對(duì)供電可靠性及安全性需求較高、電能消耗量大、自動(dòng)化集成控制程度高等特點(diǎn)。因此針對(duì)各個(gè)電氣工程施工環(huán)節(jié)選用科學(xué)的施工技術(shù)、合理的施工思路充分適應(yīng)高層建筑的施工建設(shè)特點(diǎn)是十分必要的。在照明系統(tǒng)的構(gòu)建中，我們應(yīng)本著事前控制的原則，在土建施工中便考慮周全，對(duì)樓道內(nèi)、走廊中及車(chē)庫(kù)、電梯等場(chǎng)所的照明系統(tǒng)以及安全應(yīng)急照明、高層室外環(huán)境的照明、疏散指示照明等環(huán)節(jié)施工進(jìn)行預(yù)留到位處理?；诟邔咏ㄔO(shè)高度較高及居民住宅分布密集的特點(diǎn)，在防雷接地的設(shè)施建設(shè)中我們應(yīng)采取高度重視的態(tài)度，科學(xué)的按照防雷類(lèi)別進(jìn)行細(xì)化施工，并利用建筑樁基、地梁及柱內(nèi)的主鋼筋作為防雷接地的引下線(xiàn)，同時(shí)確保其建設(shè)數(shù)量的達(dá)標(biāo)，做到就地取材、因地制宜[4]。

（三）給、排水工程施工技術(shù)

高層建筑給排水系統(tǒng)的施工是關(guān)系到整個(gè)高層建筑能否持續(xù)、健康、高效服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一旦高層在投入使用后發(fā)生供水系統(tǒng)斷水或排水系統(tǒng)堵塞現(xiàn)象，那么將會(huì)使用戶(hù)日常所需的水源連續(xù)供給受到嚴(yán)重的影響并導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失。因此在該施工環(huán)節(jié)我們應(yīng)本著安全、可靠、高效、連續(xù)、暢通的水源供給原則，對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行科學(xué)布置設(shè)計(jì)與高水平的建設(shè)施工。在高層建筑室內(nèi)的給水管道施工設(shè)計(jì)中應(yīng)確保其不穿越重要的變配電房間、高層集中通訊控制機(jī)房及大型的網(wǎng)絡(luò)樞紐控制間等，不應(yīng)為了施工便利就將其布線(xiàn)從生產(chǎn)設(shè)備的上方通過(guò)。另外高層建筑內(nèi)部生活給水及排水管的埋地鋪設(shè)環(huán)節(jié)也應(yīng)做到科學(xué)有序，不能將兩管道進(jìn)行就近交叉鋪設(shè)，其平行距離應(yīng)在半米以上，給水管在上、排水管在下，且交叉距離不應(yīng)小于0.15 米。當(dāng)進(jìn)行給水管道的隱藏敷設(shè)時(shí)，不應(yīng)將其直接設(shè)置在建筑的結(jié)構(gòu)層中，而是應(yīng)通過(guò)穿越地下室及高層建筑外墻的方式進(jìn)行暗敷，且對(duì)于穿越屋面的管道部分應(yīng)通過(guò)選擇防水套管設(shè)置的方式為其進(jìn)行必要的防水保護(hù)[5]。

結(jié)論

綜上所述，高層建筑施工過(guò)程的工程量大、埋置深度大、施工周期長(zhǎng)、高空作業(yè)多，因而在施工過(guò)程中要更加強(qiáng)各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，在基礎(chǔ)施工技術(shù)、混凝土工程施工技術(shù)、轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)、后澆帶施工技術(shù)、電氣工程施工技術(shù)和給排水工程施工技術(shù)等方面進(jìn)行完善，進(jìn)一步提高高層建筑的施工質(zhì)量，進(jìn)而保證高層建筑可以在設(shè)計(jì)年限內(nèi)的安全，全面推動(dòng)建筑業(yè)向高層發(fā)展的速度。

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