当前我国高层建筑工程施工技术综述

摘要：我国高层建筑工程层出不穷，各种建筑施工技术快速发展。本文综述了高层建筑施工技术和施工管理的有益经验。

关键词：高层建筑；施工技术；综述

随着我国高层建筑工程快速发展，建筑工程施工技术不断发展，出现了不少新技术、新工艺。因而，有必要系统的研究。

1深基坑支护

改革开放之初，在施工场地开阔的地区，深基坑采用大放坡开挖不失为一种经济安全的施工方法。随着基本建设的发展和施工现场的条件变化，护壁桩、内支撑、土钉墙和预应力锚杆应运而生。深层搅拌桩、止水帷幕、劈裂注浆、高压喷射注浆等止水措施得到长足发展，在城市中心区场地狭小、周边地下环境复杂时，还应用了地下连续墙和逆作法施工。

2基础工程

高层建筑对地基处理要求不仅须达到设计承载力，而且还要保证基础具有一定的埋置深度。桩基的选型应综合考虑地质条件、上部结构类型、荷载特征、施工条件与环境和检测条件等因素，做到因地制宜、就地取材、施工可行、保护环境和节约资源。应用较广泛的有灌注桩和预制桩两大类，其中人工挖孔桩施工质量控制较直观，但劳动强度大，工人工作环境艰苦，具有一定的危险性。为满足高层建筑的使用功能，高层建筑地下室的设备用房、地下停车场、人防设施等是重要的配套设施。

3钢筋的机械连接和焊接技术

钢筋连接是高层建筑施工中保证主体结构施工质量最为关键的工序之一。20世纪80年代初，钢筋连接主要为闪光对焊和电弧，在条件许可时，也通常采用绑扎搭接方式。后来为节约钢材、减少搭接长度，开始出现了电渣压力焊，气压焊。电渣压力焊对于大直径钢筋或进口钢材等可焊性不太理想的钢筋，合格率不易保证达到100%；气压焊工艺复杂，而且受天气和环境的影响较大，现已被逐步淘汰。20世纪90年代，机械连接技术得到飞快发展，先后出现了锥螺纹接头，冷挤压接头，直螺纹接头。随着国家行业标准的出台，机械连接技术日趋成熟，目前在钢筋加工过程中，通常采用闪光对焊，竖向钢筋小于Φ20的采用电渣压力焊，大于Φ20的通常采用直螺纹钢筋机械连接技术。

4模板工程

模板工程一般约占钢筋混凝土结构总造价的25%，但劳动量却占到35%，工期占到50%~60%，对加快施工速度、保证施工质量和降低施工成本具有较大的影响。高层建筑的模板利用率一般比多层建筑要高一些，特别是标准层，只需做局部修补，逐步更换，就能够做到重复周转利用。小钢模虽然可周转使用次数多，但劳动强度大，高处作业安全性要求高，“以钢代木”的产业政策已逐步淡出了施工现场。木模的灵活性更适用于施工现场的需求，特别是随着我国胶合板工业的迅速发展，使用多层木胶合板作模板面板日益增多，其优点是自重轻，投资少，可减少模板拼缝，效率高，混凝土成型质量好。后来又出现了竹胶合板，由于受资源限制、质地坚硬、不利于定钉等原因，未能得到更普遍的推广。

为满足高层建筑特定的建筑要求，如圆形柱、曲面阳台、弧形墙等构件，采用定形钢模板，局部加工定做了玻璃钢模板，塑料模壳等，电梯井道内应用了组合式铰接筒模，大跨度或预应力结构还采用了早拆体系技术，以减少模板的投入量。模板支撑系统的施工技术也日趋成熟，转换层的厚板、深梁采用组合钢管柱、型钢桁架梁和格构柱，并采取了分层卸荷、逐层传递等措施。

5混凝土施工技术

（1）生产。20世纪90年代以前一般为现场搅拌混凝土，采用的是半自动配料机，目前，大中城市都已逐步限制或禁止现场搅拌混凝土，推广便于质量控制、性能稳定的预拌混凝土，现场的文明施工条件得到改善。（2）运输。泵送混凝土的设备和施工工艺已非常成熟，过去那种车轮滚滚、人海战术、快速井架等劳动强度大的混凝土运输方式已成为历史。（3）大体积混凝土施工。在高层建筑的地下室底板、结构转换层等部位，对控制温度和收缩裂缝有较高的要求，采取优化配合比、加强施工中的温度控制、改善约束条件、削弱温度应力、提高混凝土的极限拉伸强度等措施已形成共识。（4）高性能混凝土。基于耐久性要求的防水混凝土、纤维混凝土、高强混凝土、补偿收缩混凝土在高层建筑中已逐步得到推广应用，高空免振捣钢管混凝土对混凝土的坍落度、和易性、扩展度和流速等工作性能指标提出了更高的要求。

6型钢混凝土组合结构施工技术

近年来，随着高层建筑的不断发展，普通的钢筋混凝土结构已不能满足结构安全和使用功能的要求，而钢结构又在耐火性、维护、造价等方面存在缺陷，因此，越来越多的高层结构采用了型钢混凝土组合结构。由于在钢筋混凝土中增加了型钢，型钢以其固有的特点，提高了结构的强度和延性，型钢、钢筋、混凝土三位一体的型钢混凝土结构具备了比传统钢筋混凝土结构承载力大、刚度大、抗震性能好的优点，与钢结构相比，具有防火性能好、结构局部和整体稳定性好、节省钢材的优点。目前，国内高层建筑工程都是有针对性地在需要发挥型钢混凝土特点的部位采用型钢，如在框架－剪力墙结构、筒体结构、框支剪力墙结构中的框支层中采用型钢混凝土框架柱；在跨度较大的框架结构中采用型钢混凝土梁；根据受力要求，在一般剪力墙和筒体中采用型钢混凝土结构。

7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。

8脚手架工程

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。

9施工测量

高层建筑施工测量的主要任务有抄平放线、轴线投测、平面控制、层高传递和变形观测等工作。传统的吊线坠、内吊外挂、水准仪抄平、经纬仪投测、钢卷尺引测已不能满足施工现场环境因素、气候变化、施工进度及高层建筑复杂平面的测量精度要求。随着计算机技术、测量软件的开发，测量设备的不断更新，精密水准仪、电子经纬仪、激光铅垂仪、光电测距仪、全站仪等的应用，高层建筑施工测量的速度、精度、空间定位能力等都得到了提高。现代高层建筑的立面造型丰富多彩不论建筑立面造型如何扭曲、旋转、舒展、飘逸，测量工程师都能将弧形曲面上的控制点在三维空间上准确地给予定位。

10外墙装饰

高层建筑裙楼是人流最集中的部位，用户常依靠不同的装饰风格来表现其功能和标志特征，因此该部位外墙的装饰是最多样化和个性化的。高层住宅楼的阳台、遮阳板、雨篷、挑板等构件是造就立面丰富多彩有序变幻的要素，其外墙装饰一般常以涂饰和饰面砖为主。而不易清洗、容易积灰的水刷石、斩假石和干粘石已极少应用在高层建筑外墙的大面装饰上。为了预防外墙涂饰面出现龟裂和渗漏现象，在不同材料交界处都要铺钉钢丝网。

11玻璃幕墙

我国幕墙的品种已从简单的明框玻璃幕墙，发展到了隐框、半隐框及全玻璃幕墙，还配套有各种金属板、石材及人造板材幕墙；幕墙的结构也已从简单的框架式发展成了现在的单元式、点支式、双层通风式、遮阳板式、膜结构式等，而更为先进的生态幕墙、光电幕墙、智能幕墙也正在发展中。目前，隐框玻璃幕墙仍是幕墙发展的主流。单元式幕墙由于可从楼层下方向上方安装，能够与土建配合同步施工，缩短了工程周期，能很好地解决防漏水问题，在大城市中将会有新的发展。单层铝板幕墙逐渐取代了铝塑板。点驳接式幕墙在高层建筑中一般用于建筑物的大堂及入口天棚。智能幕墙、气循环幕墙又称双层幕墙，两层玻璃幕墙中间有20～50mm的空间，利用空间“烟囱”效应，气流在两个玻璃幕墙中间由下向上循环，带走外面一层玻璃幕墙吸收的太阳照射的热量。光电幕墙是把光电板安装在幕墙上，利用光电板工作来供给室内用电，因光电在幕墙上的应用技术尚不成熟，性价比不太高，目前采用的较少，但是随着节能要求的提高，它将是幕墙发展的一个方向。

12建筑节能

随着可持续发展思想的深入，“节能优先”已经成为高层建筑设计、施工的重要理念之一，采用建筑节能技术降低建筑能量损耗是我国能源战略的一个重要领域。

结语

本文归纳了高层建筑施工领域的进展情况，总结了施工技术和施工管理方面的有益经验。

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