大型高層住宅小區(qū)施工技術(shù)的研究

徐亞

金隅京華房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)合肥有限公司 安徽 合肥 230000

引言

高層建筑受限較多，設(shè)計(jì)本身難度就遠(yuǎn)超普通建筑，而在增加大型住宅屬性后，建筑施工就需要考慮更多的其他因素，如建筑安全性、人口容納量等。同時(shí)，建筑高度的增加也改變了部分技術(shù)的適用性，這導(dǎo)致施工人員施工經(jīng)驗(yàn)不適用概率增加。為減小施工壓力，本文結(jié)合某地區(qū)住宅建造實(shí)例，對(duì)施工進(jìn)行調(diào)整，希望其能夠快速應(yīng)用至高層建筑施工中。

1 工程概況

工程位置位某高新發(fā)展區(qū)內(nèi)，用地面積約9357.8m2，建筑面積達(dá)到41319m2。建筑核心為高層住宅區(qū)，涵蓋高層辦公樓、住宅樓、商超、車庫(kù)等。該建筑附帶有地下部分，從面積達(dá)到13,237m2，建筑類型為地下室、地下車庫(kù)等。建筑地上部分42層，高度為179.7m。地下建筑部分共三層，高度為12.9m。該工程重要等級(jí)被劃分為二級(jí)，建筑抗震等級(jí)為丙。該地段并非理想地段，導(dǎo)致人防護(hù)等級(jí)設(shè)置為乙類。

2 高層建筑施工技術(shù)難點(diǎn)

2.1 基坑支護(hù)難點(diǎn)

建筑高度增加后，基坑支護(hù)壓力也迅速增加。傳統(tǒng)深基坑支護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別環(huán)節(jié)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要針對(duì)低層建筑，對(duì)高層建筑的適用性較差，很難第一時(shí)間排除支護(hù)風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別多依賴數(shù)據(jù)分析，而對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)了解不足導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別期數(shù)據(jù)處理精度下降，陷入負(fù)循環(huán)[1]。而在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)精度下降導(dǎo)致部分區(qū)域評(píng)估結(jié)論失真，進(jìn)而致使工程中不穩(wěn)定因素增加。另外，目標(biāo)施工區(qū)域人口密度較大，還需要考慮該因素所造成的額外深基坑施工壓力。

2.2 施工難度增加

建筑高度增加也變相增加了部分技術(shù)的應(yīng)用成本，并增加施工的安全管理難度。如正常情況下，大多數(shù)建筑的材料都由運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸，多數(shù)作業(yè)平臺(tái)搭建需通過(guò)腳手架完成。而在高層建筑中，垂直運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)輸軌跡與運(yùn)輸量均受到明顯限制，施工材料、建筑廢料、施工機(jī)具的運(yùn)輸難以保障[2]。同時(shí)，作業(yè)平臺(tái)的搭建也受到限制，如材料選擇、搭建位置、負(fù)重量都需要進(jìn)行調(diào)整，而這需要使用人員一定時(shí)間的適應(yīng)。

3 大型高層住宅小區(qū)施工開(kāi)展策略

3.1 深基坑支護(hù)流程調(diào)整

要點(diǎn)一：調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)分析方法。首先，應(yīng)根據(jù)區(qū)域的具體情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析流程優(yōu)化，根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因素、風(fēng)險(xiǎn)損失、風(fēng)險(xiǎn)概率、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)等關(guān)鍵詞調(diào)整風(fēng)險(xiǎn)規(guī)劃圖，并根據(jù)各環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)分析特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，以保證施工環(huán)節(jié)的支護(hù)質(zhì)量[3]。如目標(biāo)施工區(qū)位于高新區(qū)邊緣，與市中心區(qū)較近，地下埋設(shè)物數(shù)量較多，需要提前做好保護(hù)準(zhǔn)備。理想情況下，需根據(jù)每層土體進(jìn)行分析，分階段調(diào)整挖掘速度，并實(shí)時(shí)將施工數(shù)據(jù)反饋給文物保護(hù)部門及施工單位。

要點(diǎn)二：支護(hù)邏輯調(diào)整。

該地區(qū)地理?xiàng)l件特殊，支護(hù)邏輯需要進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整。在支護(hù)方向上，可從以下幾個(gè)角度上進(jìn)行優(yōu)化：第一，臨時(shí)性。本質(zhì)上，支護(hù)作業(yè)為臨時(shí)工程，作業(yè)后期需要配合項(xiàng)目要求進(jìn)行調(diào)整。在施工中，施工單位首先應(yīng)盡可能保證工程項(xiàng)目的一體性，不可隨意降低支護(hù)投入資金。其次，在地下掩埋物的處理上，也需要提前進(jìn)行替代物的選擇，盡可能降低對(duì)區(qū)域地質(zhì)條件的影響[4]。第二，區(qū)域性特征。該區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，需盡可能針對(duì)地質(zhì)條件進(jìn)行區(qū)域分組，方便對(duì)施工性區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性支護(hù)。而面對(duì)珍貴出土物，該處理方式的操作優(yōu)勢(shì)也會(huì)更加明顯。

要點(diǎn)三：常見(jiàn)支護(hù)問(wèn)題分析與排除。

大型深基坑作業(yè)中，機(jī)械設(shè)備運(yùn)行所出現(xiàn)的碾壓、振動(dòng)都會(huì)一定程度改變施工區(qū)域的土壤應(yīng)力狀態(tài)，這一特點(diǎn)與施工深度的增加而愈加明顯。當(dāng)超過(guò)一定閾值后，支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會(huì)受到影響而被破壞。

在面對(duì)具體的支護(hù)問(wèn)題時(shí)，不同解決方式的解決效果也有較大差異。高層建筑由于影響因素較多，更不能通過(guò)單一方式來(lái)實(shí)現(xiàn)支護(hù)問(wèn)題的解決[5]。針對(duì)該問(wèn)題，則可以嘗試?yán)媚：u(píng)價(jià)法對(duì)問(wèn)題解決方案進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)中可通過(guò)專家指導(dǎo)、加權(quán)平均等方式，平衡各因素，對(duì)問(wèn)題解決的影響，確定方案最優(yōu)解。

要點(diǎn)四：最終支護(hù)方案確認(rèn)。

經(jīng)過(guò)多些因素考慮后，最終支護(hù)方案確認(rèn)為土釘墻支護(hù)。該支護(hù)方式利用土釘進(jìn)行加固，加固中還可以利用混凝土與鋼絲網(wǎng)進(jìn)行輔助。在成本控制上，由于項(xiàng)目占地面積較大，該方式有效降低了成本管理壓力。在項(xiàng)目特殊目標(biāo)區(qū)的施工中，該支護(hù)模式也可以配合裝網(wǎng)支護(hù)，完成其他的特殊支護(hù)需求[6]。另外，該建筑為大型高層建筑，也可以通過(guò)頂部拉錨的方式強(qiáng)化支撐，具體操作要點(diǎn)如下：①準(zhǔn)備期。進(jìn)行注漿材料、土釘、噴射混凝土的材料準(zhǔn)備，其中混凝土強(qiáng)度為c20，厚度大于80mm，注漿材料硬度等級(jí)M10。②邊坡開(kāi)挖。開(kāi)挖前期需要對(duì)工程意外情況進(jìn)行關(guān)注，及時(shí)解決。待邊坡成形后，需迅速利用噴射混凝土進(jìn)行加固，并選擇規(guī)格為寬15cm、厚度2cm的瀝青板快速圍擋。受天氣影響，該地區(qū)降水較多，需提前做好防水，以免影響工程開(kāi)展。③鉆孔與灌注?；炷羾娚渫瓿珊?，需展開(kāi)10～12d的養(yǎng)護(hù)工作，而該建筑為大型高層住宅建筑，可適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間至14～15d，確認(rèn)強(qiáng)度，達(dá)到要求后才可進(jìn)行施工。土釘規(guī)格為Φ100mm，深度為10m。

3.2 裝配式施工技術(shù)利用

裝配式施工的利用可以有效降低施工難度。但在具體施工中依然存在不少施工難點(diǎn)，本文也根據(jù)施工難點(diǎn)提供了相應(yīng)的處理方式，具體情況如下。

難點(diǎn)一：預(yù)制件運(yùn)輸、管理難度大。

高層建筑預(yù)制件種類極多，數(shù)量也越遠(yuǎn)大于同類型建筑。以項(xiàng)目16樓為例，該樓共使用預(yù)制件4327個(gè)，類別超過(guò)六類。部分預(yù)制件結(jié)構(gòu)較為脆弱，運(yùn)輸中極易損壞。部分預(yù)制件相似度較高，使用中出現(xiàn)錯(cuò)誤使用的情況比比皆是。同時(shí)預(yù)支件結(jié)構(gòu)特殊，調(diào)運(yùn)過(guò)程中損壞率也難以保證。

處理策略：①部分預(yù)支件可使用高強(qiáng)度材料進(jìn)行制作，降低高價(jià)值預(yù)制件的運(yùn)輸難度。運(yùn)輸過(guò)程中還可以根據(jù)構(gòu)件特征調(diào)整受力分布，通過(guò)加固的方式保證預(yù)制件運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)碰撞損壞問(wèn)題[7]。部分情況下，可利用特定運(yùn)輸架來(lái)進(jìn)行輔助運(yùn)輸。運(yùn)輸中要盡可能做到輕啟動(dòng)、緩制動(dòng)，避免出現(xiàn)撞擊造成預(yù)支件破碎。而在堆放過(guò)程中，需要提前計(jì)算堆放處混凝土強(qiáng)度，避免預(yù)制件過(guò)量堆放造成塌陷。堆放中盡量做到集體堆放，過(guò)度分散堆放會(huì)影響施工效率。部分預(yù)支件堆放可利用專用堆放架進(jìn)行處理，在保證堆放效率的同時(shí)，也可以保證構(gòu)件的完整度[8]。②吊裝處理。吊裝前，可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)預(yù)制件進(jìn)行編號(hào)處理，降低錯(cuò)誤吊裝概率。吊裝過(guò)程中需要根據(jù)調(diào)件的結(jié)構(gòu)特征更換吊裝扁擔(dān)，如預(yù)制件重量較大時(shí)，需要增加吊裝品的強(qiáng)度；當(dāng)預(yù)制件結(jié)構(gòu)較為脆弱時(shí)，需要對(duì)吊裝扁擔(dān)進(jìn)行加固，以免吊裝出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、移位。部分情況下可在吊籃中事先放入枕木、棉紗，提前做好緩沖。吊裝中需保證吊裝路徑通暢，不可以與其他材料吊運(yùn)路徑產(chǎn)生沖突。③可定制特殊預(yù)制件。部分預(yù)制件安裝、運(yùn)輸成本極高，施工單位可根據(jù)施工需求，直接聯(lián)系預(yù)支件生產(chǎn)方進(jìn)行預(yù)支件定制[9]。

難點(diǎn)二：施工周期長(zhǎng)。

裝配式建筑可以有效降低施工周期，但在高層建筑上表現(xiàn)也存在起重設(shè)備要求更高、一些安裝方面難度增加等問(wèn)題。比如在高層裝配中，需要控制建筑的裝配誤差，而該工序的操作時(shí)間會(huì)與建筑高度成正比。另外，高空裝配作業(yè)極為復(fù)雜，多線程調(diào)運(yùn)難度迅速提升，對(duì)吊具操作人員、裝配人員素質(zhì)形成巨大考驗(yàn)。

解決策略：穿插式施工。該施工方式可以有效縮短施工周期，并降低部分操作技術(shù)在時(shí)間管理的壓力。但長(zhǎng)沙市施工也要求項(xiàng)目單位需要重新對(duì)預(yù)支架堆放處進(jìn)行調(diào)整，在最小成本下滿足多線操作的基本需求，具體情況如下。

以某樓型為例，預(yù)制凹窗構(gòu)件數(shù)目為14個(gè)，引力疊合板數(shù)量為14個(gè)，陽(yáng)臺(tái)數(shù)量為6個(gè)，樓梯數(shù)量為2個(gè)。按照預(yù)先設(shè)計(jì)，該樓層分為三個(gè)施工區(qū)，D分別為A、B、C區(qū)三個(gè)區(qū)域，區(qū)域內(nèi)預(yù)制件安裝按照垂直向水平進(jìn)行，具體順序?yàn)橥勾啊B合板→陽(yáng)臺(tái)→樓梯。經(jīng)分析后，但樓層構(gòu)件安裝好時(shí)約750min，即13h。按照設(shè)計(jì)圖紙?jiān)谀繕?biāo)安裝位置進(jìn)行吊裝，若出現(xiàn)水平吊裝誤差，需及時(shí)修正調(diào)整位置。環(huán)境干擾對(duì)吊裝流暢度有明顯影響，操作時(shí)應(yīng)避免在強(qiáng)風(fēng)（風(fēng)級(jí)超過(guò)5）天氣下操作。在高層施工中，需要提前進(jìn)行試吊，如超過(guò)20層后，需每5層進(jìn)行重新試吊，并對(duì)吊籃受力結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，確保穩(wěn)定性。吊運(yùn)中應(yīng)盡量避開(kāi)工程預(yù)留鋼筋，以免與吊裝結(jié)構(gòu)纏繞，影響吊運(yùn)。在復(fù)雜裝配區(qū)，施工人員可借助激光進(jìn)行位置調(diào)整。部分情況下可利用BIM技術(shù)來(lái)輔助進(jìn)行裝配。

優(yōu)化連接方式。連接材料選擇上，混凝土等級(jí)通常選擇為C30，鋼筋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度保持在360N/mm2即可，屈服強(qiáng)度控制在400MPa以上。在該項(xiàng)目施工中，樓板層預(yù)制層厚60mm，線膠層厚度80mm，并額外布置80mm現(xiàn)澆縫；樓梯連接上，利用固定鉸支座與滑動(dòng)鉸支座結(jié)合的方式保證樓梯強(qiáng)度?？紤]有抗震需求，額外在樓梯結(jié)構(gòu)上設(shè)置定位孔，避免脫落。在預(yù)制底墻、側(cè)面、頂面的安裝中，需保證凹凸深度誤差小于6mm。外墻安裝中則可以利用軸線進(jìn)行安裝矯正，避免位置偏離。安裝后則需要額外臨時(shí)固定，保證組裝強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

大型高層住宅區(qū)施工難度較大，施工單位應(yīng)根據(jù)具體施工需求調(diào)整施工工藝，并降低施工技術(shù)應(yīng)用成本。同時(shí)，施工中也要注意操作安全情況，盡可能降低各技術(shù)應(yīng)用沖突。必要情況下，可以適當(dāng)借鑒其他高層建筑的建造經(jīng)驗(yàn)，但也要做好經(jīng)驗(yàn)的“適應(yīng)化”，考慮高密度住宅實(shí)際應(yīng)用需求，保證該類施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可行性。