楊　龍（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南　三門峽　472000）

淺談高層建筑工程施工技術(shù)分析

楊龍
（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南三門峽472000）

摘要：隨著我國建筑行業(yè)市場(chǎng)化程度不斷提高，建筑企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)越來越大，建筑企業(yè)必須做好工程建筑施工技術(shù)管理才能提高施工技術(shù)水平，提高工程建筑質(zhì)量。本文就高層建筑施工技術(shù)進(jìn)行分析，首先總結(jié)高層建筑施工的特點(diǎn)，分析我國高層建筑施工技術(shù)中外墻施工技術(shù)、厚板轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)、施工材料技術(shù)的發(fā)展，對(duì)混凝土工程施工技術(shù)、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)、施工后澆帶的施工技術(shù)、安全技術(shù)管理四項(xiàng)主要的高層建筑施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析。最后，提出加強(qiáng)施工技質(zhì)量控制的措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑；施工技術(shù)；技術(shù)發(fā)展

0　引言

在我國大力推進(jìn)城鎮(zhèn)化的背景下，我國城市人口快速增長(zhǎng)，城市土地資源問題也日益突出。同時(shí)，隨著我國區(qū)域性經(jīng)濟(jì)的拓展和深化，建筑行業(yè)不斷追求體型復(fù)雜化和功能多樣化。在此背景下，高層建筑市場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生。高層建筑也對(duì)施工技術(shù)提出了新的要求。

1　高層建筑工程施工特點(diǎn)

1.1工程量大

一是施工準(zhǔn)備工作量大，工程建筑的體積和面積超過普通建筑，高層建筑施工材料、配件、機(jī)具設(shè)備種類繁多、采購和運(yùn)輸量龐大。高層建筑施工涉及多個(gè)工種，需要大量不同專業(yè)的人力、物力及施工準(zhǔn)備工作才能保證工程施工順利進(jìn)行。

二是工程施工量大、工序多。高程建筑的土方、鋼筋、模板、砌筑、裝修、管線安裝的工作量都大大增加，工程施工需要十多個(gè)專業(yè)工種同時(shí)配合工作。

1.2施工工期長(zhǎng)且緊

高層建筑的工期通常超過2年，結(jié)構(gòu)工期超過5d/層。施工工期長(zhǎng)且緊張，通常為兩班或三班作業(yè)，冬季或雨季仍須施工[1]。高層建筑工期長(zhǎng)且緊的特點(diǎn)要求高層建筑施工需要具備特殊的施工技術(shù)措施，確保施工工序合理開展，才能在保證工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上縮短工程周期，減少工程建設(shè)成本。

1.3地基深

高層建筑的層高較大，需要加深地基深度才能保證建筑物的穩(wěn)定性。通常情況下，地基埋置深度為建筑物高度的1/12或更多，樁基深度應(yīng)不低于建筑物高度的1/15[2]。由于高層建筑通常需要建有一層地下室，因而地基深度通常在5m以上，超高層建筑的基地深入通常高于20m。

1.4高空作業(yè)和垂直作業(yè)量多

高層建筑的高度超為45m以上，超高層建筑高度超過100m，高層建筑自身高度大造成高空施工作業(yè)和垂直作業(yè)量大。高層建筑施工中需要處理大量建筑材料、設(shè)備和人員運(yùn)輸工作。另外，高空作業(yè)和垂直作業(yè)量多也要求施工單位應(yīng)做好高空安全保護(hù)工作、通訊工作以及其解決其它問題，防止物體和人員墜落造成打擊事故或人員傷亡。

1.5施工技術(shù)要求高

高層建筑施工技術(shù)主要以鋼筋混凝土和剛才為主要結(jié)構(gòu)材料以及其他相關(guān)的施工技術(shù)，其中現(xiàn)澆技術(shù)為鋼筋混凝土技術(shù)的主要組成部分，這要求施工單位要重點(diǎn)解決工業(yè)化模板、鋼筋連接、高性能混凝土等施工技術(shù)才能做好鋼筋混凝土施工[3]。另外，高層建筑對(duì)消防、防水、裝飾等施工工藝的要求較高，實(shí)現(xiàn)高層建筑平面類型的多樣化、立面造型的個(gè)性化以及高層建筑與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)已經(jīng)成為高層建筑施工的時(shí)代要求，這些要求也對(duì)高層施工技術(shù)提出了更高的要求。

2　高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展

自我國改革開放以來，我國高層建筑行業(yè)快速發(fā)展，高程建筑施工技術(shù)也顯著提高。我國建筑從業(yè)人員再吸收國外先進(jìn)施工技術(shù)和施工理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國實(shí)際情況，形成我國自己的高層建筑工程施工技術(shù)和理論體系，并獲得自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，極大的豐富高層建筑工程施工技術(shù)體系。

2.1外墻施工技術(shù)的發(fā)展

通過基于建筑墻體全面澆筑結(jié)構(gòu)技術(shù)，建筑墻體澆筑技術(shù)已經(jīng)朝著大模塊時(shí)代發(fā)展，建筑施工質(zhì)量不斷提高。建筑墻體新施工方法通過對(duì)傳統(tǒng)施工方法的發(fā)展和創(chuàng)新，建筑墻體新施工方法可在提高工程質(zhì)量的同時(shí)提升建筑工程的整體性能，提高建筑工程的功能和使用價(jià)值。

2.2厚板轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)的發(fā)展

高層建筑的轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)具有很高的不確定性，它需要根據(jù)建筑功能選擇轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)和施工工藝。當(dāng)前我國高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層形式多以梁式、板式和桁式三種為主。三種設(shè)計(jì)形式的轉(zhuǎn)換層各有優(yōu)缺點(diǎn)，其中梁式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層憑借設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、施工方便等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于工民建結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工[4]。但是，高層建筑和普通工民建有很大的不同，厚板式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層更適合高層建筑的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)，因此厚板式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)方式被大量應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)，厚板式轉(zhuǎn)換層設(shè)計(jì)理念也得到快速發(fā)展。另外，隨著結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力技術(shù)理論的發(fā)展及完善，我國高層建筑的大跨度、高撓度和強(qiáng)剪切力等問題都得到了較為完善的解決，形成了較為成熟的設(shè)計(jì)和施工工藝。

2.3施工材料的發(fā)展

我國高層建筑施工技術(shù)的發(fā)展還表現(xiàn)在相關(guān)建筑材料的發(fā)展上。高層建筑的功能對(duì)防火、保溫等性能的要求極高，這要求高層建筑施工中必須嚴(yán)格按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范選擇建筑材料，加大建筑裝飾材料研發(fā)管理力度，重點(diǎn)做好新材料施工技術(shù)的研發(fā)和制造管理，保證高層建筑工程施工質(zhì)量及施工安全。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間發(fā)展，相關(guān)建筑材料的研發(fā)和制造都取得了突破性進(jìn)展。建筑材料直接關(guān)系高層建筑結(jié)構(gòu)的何在，如防火、保溫等性能很大程度上取決于建筑材料的性能。

3　高層建筑工程關(guān)鍵施工技術(shù)分析

3.1混凝土工程施工技術(shù)

抗壓強(qiáng)度是衡量混凝土工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，抗壓強(qiáng)度與混凝土用水及水泥強(qiáng)度呈正相關(guān)。當(dāng)水灰比相同，高標(biāo)號(hào)水泥的混凝土抗壓強(qiáng)度高于低標(biāo)號(hào)水泥。因此，施工單位要根據(jù)高層建筑對(duì)混凝土抗壓強(qiáng)度的要求正確選擇水泥。此外，水灰比與混凝土強(qiáng)度也呈正相關(guān)。當(dāng)水泥標(biāo)號(hào)相同時(shí)，水灰比越大，混凝土抗壓強(qiáng)度越高。在水灰比固定情況下，增加水泥用量無法提高混凝土強(qiáng)度。增加水泥用量只能增加混凝土的和易性、收縮性以及變形能力。因此，水泥強(qiáng)度和水灰比是影響混凝土抗壓強(qiáng)度的主要因素，做好選擇水泥和控制水灰比才能控制混凝土抗壓強(qiáng)度，提高混凝土抗壓強(qiáng)度[5]。從本質(zhì)上講，在符合設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)前提下降低成本，以上兩個(gè)環(huán)節(jié)的工作的目的為盡量降低混凝土的標(biāo)準(zhǔn)差?；炷翉?qiáng)度具有一定的離散性，雖然無法避免離散性的影響，但可以通過科學(xué)的管理方式降低離散型的影響。因而混凝土標(biāo)準(zhǔn)差可作為反映施工單位管理能力的指標(biāo)，混凝土標(biāo)準(zhǔn)差越小，表明施工單位的管理能力越好，管理水平越高。

3.2結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層施工技術(shù)

基于高層建筑的功能，高層建筑的上部和下部分別要求小空間的軸線和大空間的軸線布置，這種要求與機(jī)構(gòu)力學(xué)布置要求相反。但是，高層建筑結(jié)構(gòu)的下部結(jié)構(gòu)層受力程度高于上部結(jié)構(gòu)層，高層建筑的下層結(jié)構(gòu)布置應(yīng)該為剛度大、墻多、柱網(wǎng)密集，而上部結(jié)構(gòu)層受力小則應(yīng)逐漸減少墻和柱的數(shù)量，擴(kuò)大軸線間距。另外，為了滿足高層建筑功能的需求，高層建筑的結(jié)構(gòu)應(yīng)該和常規(guī)布置相反。因此，為實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，需要在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換樓層設(shè)置轉(zhuǎn)換層。當(dāng)前工程應(yīng)用的主要轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式以帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)為主，如若結(jié)構(gòu)層位置上移時(shí)，需要設(shè)計(jì)帶轉(zhuǎn)換層的筒體結(jié)構(gòu)。帶轉(zhuǎn)換層筒體結(jié)構(gòu)起主要影響作用為轉(zhuǎn)換層上部外筒的剛度和高度、內(nèi)筒的剛度。帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)和帶轉(zhuǎn)換層筒體結(jié)構(gòu)有相同的，兩種轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的抗震性主要受轉(zhuǎn)換層的高度影響，轉(zhuǎn)換層高度越高，轉(zhuǎn)換層上下間位移角和內(nèi)力突變?cè)矫黠@，因而轉(zhuǎn)換層高度不能過高。另外，轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)抗震性能與轉(zhuǎn)換層的上層側(cè)向剛度比有關(guān)。對(duì)帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)而言，通過控制側(cè)向剛度比可以得到控制轉(zhuǎn)換層附近的間層位移角和內(nèi)力突變的作用。因此，對(duì)于帶轉(zhuǎn)換層的剪力墻結(jié)構(gòu)或者筒體結(jié)構(gòu)，可以通過加大同體或者落地墻的厚度、提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到強(qiáng)化下部結(jié)構(gòu)的目的[6]。必要情況下，可與房屋周圍增設(shè)部分剪力墻、樓梯間筒體提高轉(zhuǎn)換層的抗震能力。弱化上部可通過不落地剪力墻開動(dòng)、減少墻厚度等方式達(dá)到目的。

3.3施工后澆帶的施工技術(shù)

高層建筑的功能和造型要求高層主樓與低層裙房應(yīng)該相連，裙房包裹主樓大部。而傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)則要求高層主樓與裙房向分離，這要求高層建筑需要建設(shè)變形縫。但是建設(shè)變形縫后會(huì)出現(xiàn)雙梁、雙柱和雙墻問題，限制高層建筑的平面布局，因此需要通過施工后澆帶技術(shù)避免設(shè)變形縫對(duì)平面布局的限制。高層建筑主樓基礎(chǔ)施工時(shí)同時(shí)進(jìn)行低層裙房基礎(chǔ)施工，有利于回填土地后平整場(chǎng)地，方便進(jìn)行高層建筑上部結(jié)構(gòu)施工。對(duì)上部結(jié)構(gòu)而言，必須根據(jù)施工圖預(yù)留施工后進(jìn)行澆帶。高程建筑主樓和裙房連接的基礎(chǔ)梁需要預(yù)留出施工后澆帶，待主樓和裙房主體部分完工后再澆筑，連接底梁兩側(cè)、上部梁和板。這種做法消除高層與底層的差異帶來的問題，對(duì)于施工后澆收縮帶，應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)結(jié)束2月后再澆筑。施工澆帶的最佳位置為受力較小部位，如梁的變形縫反彎點(diǎn)的彎矩和剪力都較小，可作為澆帶點(diǎn)。在施工澆帶出，需要保證鋼筋不會(huì)斷。根據(jù)梁和板的跨度進(jìn)行澆帶，跨度較大應(yīng)該根據(jù)規(guī)定斷開鋼筋，補(bǔ)齊混凝土后焊接好鋼筋。后澆帶的寬度應(yīng)該考慮便于施工操作，再以結(jié)構(gòu)要求設(shè)置合理寬度，寬度應(yīng)控制在700-1000mm范圍內(nèi)。

3.4安全技術(shù)管理

任何建筑工程施工必須做好施工技術(shù)管理工作，才能保證建筑工程順利進(jìn)行。高層建筑工程安全技術(shù)管理工作需要堅(jiān)持以預(yù)防為主，加強(qiáng)施工前準(zhǔn)備工作以及施工過程中的監(jiān)督與管理工作，做好施工前調(diào)查研究工作，堅(jiān)持循序漸進(jìn)原則，有步驟、分階段的開展。施工前調(diào)查研究工作的重點(diǎn)應(yīng)該包括勘察施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌，做好記錄。根據(jù)調(diào)查結(jié)果分析施工現(xiàn)場(chǎng)可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，將風(fēng)險(xiǎn)記錄在案。最后根據(jù)設(shè)計(jì)文件編制安全技術(shù)措施，設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)安全警示工作。施工前還需要做好施工安全宣傳教育工作，對(duì)施工人員進(jìn)行安全技術(shù)培訓(xùn)，考核施工人員的安全培訓(xùn)效果做好安全技術(shù)交底工作。在施工中，安全技術(shù)管理應(yīng)嚴(yán)格按照既定安全技術(shù)進(jìn)行，充分了解、掌握涉及文件的要求以及安全技術(shù)措施的內(nèi)容。做好安全防護(hù)及應(yīng)力支持系統(tǒng)的驗(yàn)收工作，重點(diǎn)做好腳手架、支撐、支架的驗(yàn)收工作。

4　加強(qiáng)施工技質(zhì)量控制

4.1實(shí)行逐級(jí)技術(shù)交底制度

工程開工前，工程師以施工組織設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，向所有施工人員進(jìn)行技術(shù)措施交底，分項(xiàng)施工前，所有施工人員需重復(fù)工程項(xiàng)目技術(shù)措施，各個(gè)班組組長(zhǎng)每天要求施工人員進(jìn)行施工要求、作業(yè)環(huán)境技術(shù)交底，實(shí)現(xiàn)編制者和施工者之間的消息暢通，避免消息斷層。依據(jù)PDCA循環(huán)過程的要求，開展技術(shù)質(zhì)量管理活動(dòng)。具體為發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-制定措施-執(zhí)行措施-觀察效果-總結(jié)經(jīng)驗(yàn)-解決遺留問題的步驟進(jìn)行。根據(jù)容易出現(xiàn)施工質(zhì)量問題的分項(xiàng)工程，制定施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，提出施工技術(shù)要求，加強(qiáng)施工材料、操作工藝控制。

4.2實(shí)行技術(shù)復(fù)核

技術(shù)復(fù)核是施工技術(shù)管理制度的重要內(nèi)容，也是做好施工技術(shù)質(zhì)量控制的關(guān)鍵。技術(shù)復(fù)核的目的審核技術(shù)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)施工技術(shù)中存在的問題，并及時(shí)解決問題。根據(jù)施工技術(shù)現(xiàn)狀，技術(shù)復(fù)核工作應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面的工作[7]。一是地基基礎(chǔ)，包括土質(zhì)、標(biāo)高、軸線、預(yù)留孔、預(yù)埋件位置等。二是建筑物定位，包括水準(zhǔn)樁、標(biāo)高、標(biāo)準(zhǔn)軸線樁、龍門樁軸線等。三是模板，包括模板的尺寸、標(biāo)高、預(yù)留孔、牢固程度、內(nèi)部清理情況等。四是混凝土，包括混凝土的混合比例、骨料成分、水泥強(qiáng)度、水泥品種等。五是鋼筋，包括鋼筋的品種、規(guī)格、數(shù)量、連接情況。六是預(yù)制構(gòu)件，包括預(yù)制構(gòu)件的位置、標(biāo)高、抗裂度等。七是磚砌體，包括皮數(shù)桿、砂漿配合比、組砌方式、預(yù)留洞口位置等。

5　結(jié)語

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，高層建筑市場(chǎng)規(guī)模也會(huì)不斷擴(kuò)大。而且高層建筑結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)要求也高于普通建筑的結(jié)構(gòu)和施工要求，施工單位的技術(shù)管理控制工作也需要相應(yīng)的提高。因此，施工單位必須做好高層建筑施工技術(shù)管理和控制工作，在高程建筑施工實(shí)踐活動(dòng)中不斷總結(jié)施工技術(shù)、完善施工技術(shù)、加強(qiáng)技術(shù)管理控制，保證施工質(zhì)量和施工水平，提高工程建筑的質(zhì)量，使高層建筑帶來更多的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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