高层建筑结构施工技术探讨

摘要:高层建筑的施工技术复杂,在整个施工过程中占有重要的地位,综合解析了国内与国外高层建筑施工技术方面的相关方法,并对这些方法进行了解析。

关键词:高层建筑；施工技术；施工措施

随着城市化进程的发展，高层建筑在城市建设中发挥着越来越重要的作用。由于高层建筑结构复杂，工程量大，涉及工序多，给建筑施工带来相当大的难度，在建筑施工过程中探讨合理的施工管理方法对提高建筑质量缩短建设工期以及控制施工成本都有至关重要作用。

一、高层建筑结构特点

高层建筑由于层数多，体量大，建筑地基必须达到足够的强度才能承受上部结构的荷载，因此高层建筑基础多为深基础，持力层一般应嵌入微风化岩层。高层建筑要满足人防面积、停车位数量等建筑功能方面的要求，同时还要解决施工过程中的结构抗浮等问题，这就要求采用深基坑建造多层地下室，深基坑的建设必然涉及基坑围护、防水等较为复杂的具有不确定性问题的影响。高层建筑功能复杂，子系统多，安装工程量大，要求精度高。新技术、新材料、新工艺大量采用，对施工管理和工种工序的协调要求较高。

二、高层建筑施工中的问题及原因

2.1技术质量方面。现代建筑科技含量高，涉及专业多，安装的质量技术要求越来越高。每一个专业既有自己的特定位置空间、技术要求，同时又必须满足其他专业施工的时间顺序和空间位置的合理需求。如果在技术上未能充分全面考虑，特别是一些交叉部位的细节考虑不周，则极易产生问题。现代建筑的个性化导致每一栋建筑都是一件特有的产品，每一条管线、设备都有特定的要求，这在客观上增加了技术工作难度，增加了各专业之间出现矛盾和问题的可能性。同时由于新技术、新产品的不断出现和应用，施工人员不能及时掌握，也会带来意想不到的问题。

2.2管理方面。在现行管理体制下，施工单位分包现象普遍存在，分包单位在工作范围的界定上很难做到明确具体。主观上各单位在利益的驱使下，总希望相关单位承担更多的工作。往往造成工序上的遗漏，人为带来一些问题，增加了协调管理的复杂性。此外，施工组织管理不健全，施工人员、管理人员的水平素质参差不齐，会给施工中各专业的协调工作带来困难与不便，也是产生问题的重要原因。

三、高层建筑的施工注意事项

1、高层建筑混凝土的强度控制

高层建筑由于混凝土用量大,施工周期长,气候及工作条件的影响因素多,有时会发生混凝土强度离散性大,甚至不合格,控制好混凝土强度,应做好以下工作。

(1)配合比的选定

工程开工前,一般均要按设计要求配制不同强度等级的混凝土,并到法定试验机构做级配试验,待级配报告出来后,根据级配做配合比试验(实验室配比),在实际施工时照此执行。但问题就在于级配与现场施工过程中是否相符,故尚需进行试验试配调整和现场砂石实际含水率调整方能确定砂的配合比。有资料统计显示,若因砂的含水率增多,砂率下降2% ~3%,混凝土强度将下降15% ~20%,而水泥数量的影响为5% ~20%,石子及砂土的级配影响为5% ~20%;水灰比影响为多增%l ,强度降低5%~10%,故应该采取相应措施进行控制,严格执行初步配合比计算和基准配合比的试配调整与确定。

(2)严格养护制度

高层建筑多采用泵送混凝土。泵送混凝土不仅能缩短施工周期,而且能改善混凝土的施工性能。但在某些工程上的使用表明,在配比、原材料、振捣控制严格的情况下,仍出现混凝土强度不足。

(3)加强混凝土强度评定

一个验收批的混凝土应由强度等级相同、龄期相同以及生产工艺条件和配比基本相同的混凝土组成。试块的制作应在浇筑地点随机抽取,不能弄虚作假,保证试块的真实性。

2、高层建筑裂缝的控制

(1)设计措施

a.“放”的措施。设置永久性伸缩缝;外墙面适当位置留分隔缝等。

b.“抗”的措施。避免结构断面突变带来的应力集中,重视对构造钢筋的配置;对采用混凝土小型空心砌块等轻质墙体,增设间距不大于3 m的构造柱,每层墙高的中部增设厚度120 mm与墙等宽的混凝土腰梁;砌体无约束端增设构造柱;预留的门窗洞口采用钢筋混凝土框加强;两种不同基体交接处,用钢丝网(每边搭接不小于150mm)进行处理;特别注意梁底的砌筑要求;屋面保温层与隔气层的合理设置等。

c.“放”、“抗”相结合的措施。合理设置后浇带,采取相应补偿收缩混凝土技术,混凝土中多掺纤维素类等。

(2)施工措施

“放”、 “抗”相结合的措施。在混凝土裂缝预防中,对新浇混凝土的早期养护尤为重要。为使早期尽可能减少收缩,要控制好构件的湿润养护,避免表面水分蒸发过快,产生较大收缩的同时,受到内部约束而易开裂。大体积混凝土,应着重在控制砂的温升,延缓砂的降温速率,减少砂的收缩,提高砼的极限拉伸值,改善约束和完善构造设计等方面采取措施。如选用中低水化热的水泥,充分利用砼的后期强度,掺加减水剂粉煤灰等,选择良好级配的粗细骨料,控制砼的出机温度和浇筑温度,埋设散热孔、通水排热,避免水化热高峰的集中出现;同时在养护过程中对表面、中间、底部温度进行跟踪监测。对混凝土浇筑后的内部最高温度与气温温差宜控制在25℃以内,否则因温差过大产生混凝土裂缝。

(3)高层建筑的施工测量控制

由于高层建筑的层数多,高度高,对施工测量精度要求较高,故在工程开工前应制定好施测方案,确定好测量仪器,根据施工方案建立好施工控制网;将高层建筑控制轴线及时投影到建筑面层上,然后根据控制轴线作柱列线等细部放样,以备绑扎钢筋,立模板和浇筑砼之用;高层建筑施工测量一般采用外控法和内控法相结合,当采用外控法投测轴线时,应每隔数层用内控法测一次,以提高精度,减少竖向偏差的积累;当用内控法时,一般用激光铅垂仪法,必须在首层面层上作好平面控制,并选择四个较合适的位置作控制点或用中心“十”字控制,在浇筑上升的各层楼面时,必须在相应的位置预留200 mm×200 mm与首层层面控制点相对应的小方孔,保证能使激光束垂直向上穿过预留孔。高层建筑施工测量要根据实际情况采用切实可行的方法进行,但必须经过校对和复核,以确保准确无误。

四、国内高层建筑的施工技术

1. 高层建筑的建筑体系

高层建筑的建筑体系涉及结构材料、结构类型和施工工艺的选择问题,既取决于不同建筑产品的功能要求和建筑层数的高低,也决定于物质技术基础和施工条件。

2. 高层建筑的施工机具

高层建筑施工机具的选择必须满足工期,机械费用低和综合经济效益好要求,合理进行起重运输体系的组合。高层建筑要着重解决好垂直运输和吊装的施工机械。塔式起重机既能垂直运输,又能水平运输,工作范围大,是高层建筑的关键施工设备。最近国内一些厂家与国外合作,生产一些新的机型,并已开始国产化。目前采用的有钢管扣件脚手、门型脚手架、桥式脚手架、悬挑架和各种吊篮等。

3. 高层建筑深基础施工

同一般多层建筑比较,高层建筑的装修标准较高,设备复杂。高层建筑的外墙饰面较多层建筑更要求与基层结合牢固,耐久性好,立面丰富多采,施工操作方便,宜着重发展以下一些做法:混凝土外墙无论预制或现浇都宜发展各种装饰混凝土,使装修与结构合一,不再抹灰,并以各种有机或无机的高分子涂料饰面。

4. 高层建筑的施工组织管理

高层建筑由于层数多、结构工程量大、地下工程和装修设备较复杂,在施工组织管理上必须遵循保证重点,统筹安排,按期按质交付使用,合理安排施工顺序,尽量采用流水作业法及网络计划技术组织施工,提高机械化施工水平,采用先进科学技术,合理安排施工现场。通过合理的施工组织,解决好各施工阶段的问题,达到保证质量与工期,降低成本和提高效益。