高层建筑施工技术研究

摘要：高层建筑承担着多种实用功能，是人们工作与生活的重要场所，在高层建筑的建设工程施工过程中，采用先进的施工技术，提高高层建筑的工程之质量，延长高层建筑的使用寿命，保障高层建筑的使用安全，对我国的社会主义现代化建设有着重要的意义。本文就此阐述高层建筑施工技术。

关键词：高层建筑；施工技术；特征；转换层；混凝土工程

中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：

引言

近年来，在经济不断发展的基础上带动了建筑行业的日益发展，由于在高层建筑中的结构比较复杂，所以对于施工要求非常严格，国家也开始注重高层建筑的发展，给建筑单位提出了更加严格的生产要求，不断提升施工工艺和技术的要求。高层建筑中由于层数多、结构复杂、施工难度大，就要对施工质量提出更高的要求，才能够满足施工要求，才能使建筑事业健康、持续、高效地发展。

一、高层建筑施工的特点

1、地基深度深

因为高层建筑的高度增高，为了保证整体建筑的稳定性，需要加深地基深度，一般来说地基埋置深度应在建筑物高度的1/12以上，桩基不宜小于建筑物高度的1/15，还至少要有一层地下室，埋深一般要在5m以上，超高层建筑的基础埋深要在20m以上。因为较深的地基深度，地基问题处理复杂困难，在软土地基，基础设计方案就有多种选择，对工期和造价的影响比较大。因此，对深基础开挖技术的研究解决便是高层建筑施工的一大重点。

2、施工技术高

我国的高层建筑是以钢筋混凝土为主，还在发展钢混和钢结构。钢筋混凝土一般以现浇为主，因此，需要注重研究钢筋连接、建筑制品、工业化模板、高性能混凝土等施工技术。同时，我国高层建筑的防水、消防、装饰、设备等要求也很高，在立面造型、平面布局、使用功能方面有较高的要求，消防设施的要求比较高，地下室、厨房、屋面、卫生间的防水也比多层建筑要求高。这些都给施工提出了更高的技术要求。

3、高空作业多

高层建筑的自身高度比较大，导致垂直运输的工作量较大，因此，在高空作业中要处理大量的制品、材料、器具和人员的垂直运输。在施工过程中，要做好高空作业的用水、用电、安全保护、防水、通讯等问题的工作，防止物体坠落发生事故。

4、工程工期长

高层建设施工周期比较长，在冬季、雨季施工不可避免，一般高层建筑的施工周期高达2年左右。在施工过程中，一般通过缩短装饰和结构施工工期来缩短施工周期。因为现浇混凝土是高层建筑施工的主导工序，因此，可通过合理选择模板体系缩短施工周期，降低成本。

5、工程量大

我国高层建筑工程量比较大，工程项目较多，对一些大型的高层建筑，经常是边设计边施工，工程涉及很多单位和部门。这些导致了高层建筑施工管理、组织和协调的难度加大，因此，要精心施工，加强施工的集中管理。

二、高层建筑工程施工技术现状

随着高层建筑越来越多，高层建筑的发展也特别迅速，但是在高层建筑高速发展的同时，也很大的增加了现场的施工难度，对施工工艺的要求也越来越高，并且工期较长，对施工的结构设计、施工工序等方面要求更加严格。目前，国家也十分重视高层建筑的发展，颁布了很多关于高层建筑的规范。尤其是安全方面，不管是在施工过程中，还是在使用过程中的安全，都给予了足够的重视。国家也有专门部门对现场进行管理、监督。从招投标开始到施工合同的签订，监理的管理制度都进行了规范管理。特别针对高层、超高层建筑，加强对工程施工技术的监督、对施工安全的监控，并对高层建筑工程施工技术进行科学地、全方面地考核，保证施工质量和安全。

三、高层建筑施工技术

1、地基和测量技术

(1)我国各地地质环境不同，高层建筑的基础要因地而异，采取不同措施。当地基土质比较复杂，持力层较深，地下室埋置深度不大时，需要采用桩基础。预制桩的质量好，鉴别承载力的方法较为明确，使用的预应力空心管桩也有较大的承载力，在高地下水位地区可使用预制桩，但预制桩造价比较高，耗钢量比较大，截桩困难，施工噪音大，因此，可采用现浇桩对地基进行施工，现浇桩的造价较低，适应性强，噪音小，可作为发展的重点。当基础埋置较深时，施工技术较为困难，难以保证施工安全，应采用沉箱法或沉井法施工。

(2)在工程开工前应制定好施测方案，并确定测量仪器，建立施工控制网，及时将控制轴线投影到建筑层面上，根据控制轴线做柱列线等放样。高层建筑施工测量要根据实际情况采取适当的方法，并且一定要经过复核和校对，确保测量的正确性。

2、高层建筑结构转换层施工技术

一般情况下,高层建筑结构下部的楼层承受较大的压力,而上部楼层承受的压力一般较小。因此,在进行正常的布置时,下部的刚度比较大、柱网比较密、墙的数量也较多,而到上部以后,墙、柱的数量逐渐减小,而且相邻轴线之间的距离也逐渐加大。在实践中,为了满足高层建筑功能的要求,往往会采取相反的方式进行必要的布置。上部空间小、下部空间大,上部以剪力墙为主,而下部则刚度较小的框架结构为主。要实现这一目的,在建筑施工过程中,绝大多数都是通过设置结构转换成来实现的,其中,带转换层的剪力墙的结构是高层建筑结构的主要形式。事实上,转换层的高度对于高层建筑物的抗震性能具有重要的影响,如果建筑物的转换层的高度比较高,则上下层之间内力突变就会比较明显,因此,在设计高层建筑结构时,应该尽量限制转换层的高度。而对于转换层较低的剪力墙结构,可以采取加大高层建筑简体及落地强的厚度、提高钢筋混凝土的强度等方式来提高高层建筑物的抗震性能。

3、脚手架施工技术

脚手架在建筑施工过程中是保证作业安全必不可少的施工工具。它的主要使用功能有：保证上架人员安全地进行施工作业，防止人员和物料从架上坠落，防护作业人员不受外来作用的伤害，兼作上下楼层的辅助交通通道。落地式脚手架的最大搭设高度一般都不得超过50 m，要满足高层、超高层建筑的施工要求，须从建筑物向外挑出型钢架，实现脚手架的分段搭设。型钢梁的形式主要有：用工字钢或槽钢作为挑梁、以型钢为托梁；用钢丝绳为吊杆组成上挂式支承架、以型钢为托梁；用钢管或角钢为斜撑组成下撑式或三角形桁架结构的支撑架。目前常用工字钢作悬挑梁，再用钢丝绳吊杆作为安全储备，验算时要求型钢和钢丝绳各自按照静定结构验算，都要保证安全可靠。当搭设高度超过40 m时，还要防止风涡流作用，应采用钢丝绳反拉和连墙措施，预防上升风涡流作用力对架体的破坏。

4、垂直运输

高层建筑施工期间垂直运输的特点是行程高、运输量大、运流密集、组织指挥工作繁重、劳动安全防护问题突出。因此，合理选择、配备垂直运输机械是保证高层建筑施工顺利进行，并取得良好经济效益的必要条件之一。常用的运输机械有：塔式起重机、井架式起重机、垂直运输塔架、混凝土输送泵、混凝土布料杆、施工电梯等。20世纪90年代前，常选用塔式起重机＋施工电梯＋井架式起重机的配备模式，随着预拌混凝土的推广应用和混凝土泵送技术的发展，目前我国高层建筑施工垂直运输的配备主要为塔式起重机＋施工电梯＋混凝土输送泵的模式。其特点是可一次性连续完成混凝土的垂直和水平运输，通常还配备布料杆，将混凝土定点、定位、定量地输送到位，同时还应根据工程的特点，选择上回转自升塔式起重机或内爬塔式起重机。

5、高层建筑的混凝土施工技术

因为高层建筑施工周期较长，混凝土易因工作和气候条件的影响产生质量问题，有时会发生混凝土强度离散性太大等问题，因此需要在施工过程中控制好混凝土的强度。

(1)在混凝土工程开工前，应根据设计的要求做配合比实验和级配试验，在实验过程中要采取相应的措施对混凝土严格控制，配置不同强度等级的混凝土，进行强度试验，在试验结果出来后，要对混凝土的配合比进行调节，使之达到高层建筑的施工标准。

(2)测定混凝土的坍落度、温度等符合规定要求后，可进行混凝土的浇筑。一般情况下，浇筑按混凝土的斜面分层、自然流淌坡度、一次到顶、连续逐层推移的方法进行，要保证厚度符合设计要求。同时，要保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，保证混凝土初凝前被上层混凝土覆盖，避免出现施工冷缝问题。

(3)高层建筑多采用泵送混凝土，缩短施工周期，改善混凝土施工性能。但采用这种形式时，要严格控制浇筑和振捣，同时要严格执行养护制度。要按照混凝土和不同水泥品种的要求确定养护时间进行养护，同时要根据气候条件按施工方案采取控温措施。

6、高层建筑的钢结构施工技术

一般来说，在进行高层建筑的钢结构施工时，是根据建筑自身的特点进行安装施工的。因为钢结构的吊装、安装、焊接、拆除和测控都有严格的要求，对于较高的高层建筑，要以全钢结构为外框框架，通过核心墙、斜撑和钢梁的连接保持建筑结构的问题，并通过混凝土的浇筑和楼面钢板的铺设加固整体的建筑结构。高层建筑的核心墙内一般都有钢结构柱，高度要达到一定的比例，数量应在24 根以上，以保证整体结构的稳定。钢结构的吊装决定了整体工程的施工质量和施工速度，因此可以通过分区吊装和一机多吊提高工作效率。要注重钢结构的焊接技术，因为高层建筑的钢结构焊接技术内容相对复杂，质量要求比较高，施工任务较重，在施工过程中要使用良好的焊接工艺保证工程的质量，一般情况下，工程采用二氧化碳气体保护焊，使用斜立焊、立焊的方法进行焊接，在焊接的过程中要注意焊缝层间的清理、焊丝的伸出长度等问题，要形成完整的焊接操作方法，确保工程钢结构的焊接工作。

7、高层建筑的裂缝控制技术

(1)设计措施：a.避免结构断面突变带来应力集中，要重注对构造钢筋的配置；砌体无约束端应增设构造柱；对轻质墙体，应增设间距小于3m 的构造柱，在墙高的中部增设和墙同宽的混凝土腰梁；屋面隔气层和保温层要合理设置；预留的门窗洞口要采用钢筋混凝土框加强；注意梁底的砌筑要求。b.外墙面的要留分隔缝的适当位置，要设置永久性的伸缩缝。

(2)对新浇混凝土的早期养护在混凝土裂缝预防中非常重要，在早期为减少收缩，要避免表面水平蒸发过快，控制好构件的湿润养护。对于大体积的混凝土，应注意控制砼的温升，尽可能的延长砼的降温速率，提高砼的极限拉伸值，减少砼的收缩，在完善构造设计和改善约束方面采取适当措施。比如，可以利用砼的后期强度，选用中低水化热的水泥，添加粉煤灰、减水剂等，通过选用较好级配的粗细骨料，控制砼的浇筑温度和初级温度，通水排热，避免集中出现水化热高峰的现象。

四、高层建筑施工技术的发展

高层建筑关键的施工技术随着我国高层建筑物的普及和发展,高层建筑技术也呈现出了新的发展趋势。

1、外墙施工技术的发展

目前,我国的高层建筑结构墙体实行的全面浇筑结构,高层建筑墙体的规模化浇筑已经逐渐得到普及,为了提高高层建筑墙体的性能和工程施工的质量,外墙施工的技术研发投入不断加大,也取得了一定的成果,这对于提高整个工程的施工质量和实用价值具有重要的作用。

2、厚板转换施工技术的发展

高层建筑结构中,不同的建筑物转换层的高度有所不同,这主要与建筑物本身的施工工艺、设计目的有关。常用的转换层结构主要有板式、梁式以及桁架式等三种形式,其中,厚板式转换结构在高层建筑中正在得到广泛的应用和普及,尤其是随着结构预应力技术研究理论的发展,该项技术在解决高层建筑物跨度大、挠度大等方面的问题起到了重要的作用。

3、新材料施工技术的发展

当前,建筑行业发展迅速,建筑行业的快速发展对相关的建筑材料也提出了更高的要求。建筑材料与整个建筑的质量、性能以及负荷能力等密切相关。近年来,为了提高高层建筑物的工程质量,我国对新材料的研发取得了一定的进展,这对于确保高层建筑工程施工的安全性起到了积极的作用。

结束语

总而言之，高层建筑对各项施工技术都提出了较高的要求，我们要想将高层建筑工程做好，就要重点做好以下几项工作: 首先，要对高层建筑施工的特征有一个清晰地认识；其次，要对高层建筑施工的现状有一个准确地把握；最后，要对高层建筑施工技术要点有一个科学地分析。同时也要采取合理科学的施工质量的管理与控制，在施工中要时刻注意影响施工质量的各个隐患,对施工中的各个细节进行统一管理和控制，确保工程施工的质量，让人们住上放心的高层建筑。

参考文献：

[1]诸建新．试论高层建筑施工技术的质量控制[J]. 科技向导. 2012(14)

[2]曹占西．高层建筑工程施工技术要点[J]. 科技向导. 2012(30)

[3]李雪华．浅析当前高层建筑施工技术要点及质量控制[J]. 工程技术. 2012（06）

[4]续宪宏．高层建筑设计与施工特点探析[J]. 科技成果纵横. 2011（14）