高层建筑施工关键技术探析

胡雪杨

摘要：随着近年来我国高层建筑的飞速发展，我国现代建筑尤其高层建筑的现代施工技术的进步充分展现了我国建筑水平的提升，如何在已形成的成熟工艺上继续加以改进，是现阶段我国建筑行业从业人员所应思考的重要问题。

关键词：高层建筑 施工技术 特点

Abstract: in recent years, with the rapid development of high-rise buildings in our country, our country modern architecture of high-rise building especially modern construction technology progress fully showing the our country building, the level of ascent, how in the mature technology has already formed continue the improved, is the construction industry in our country from personnel should think about important issues.

Keywords: high building construction technical characteristics

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号

引言

高层建筑作为现代社会中的新型的建筑形式，其建筑施工水平综合反映了科技发展水平，是展示经济发展和社会进步成果的有力体现，也是综合实力的重要标志。随着我国社会生产生活的飞速发展，城市化进程的不断加速，大中型城市的人口已经出现爆发性增长的迹象，土地资源也日益紧缺，因此，适当合理地开展高层建筑的建设的是解决这一矛盾的有效手段。

一、高层建筑的发展及其施工特点

过去的五十年是高层建筑飞速发展的黄金时期，随着现代建筑施工技术的不断发展，高层建筑已经有了长足的进步，从起始的单一框架结构转变为复杂结构形式，从单一钢混结构转变为包括钢结构、钢混组合结构在内的多元化建筑形式，已经逐步向建筑的规模化与安全化，功能化与智能化的方向飞速发展。

而鉴于高层建筑的自身特点，与普通建筑施工应用技术有所差异，其施工特点主要表现为以下几点：(1)高层建筑一般基础较深，这主要是由于建筑高，体量大，因此支撑高层建筑的地基必须达到足够的强度，所以多采用深基础，持力层嵌入微风化巖层。(2)高层建筑地下室深面积大。这主要是由于需要满足建筑功能方面的要求 ，也要解决在施工过程中的结构抗浮问题。(3)高层建筑功能复杂，子系统多安装工程工程量大， 要求精度高。(4) 高层建筑的结构形式多为混合型。具有施工简便 、工期短、结构性能好的特点。(5)高层建筑装饰工程富于变化，具有工程量大，技术含量高、的特点。同时，装饰工程的安全功能尤其重要，要求较高的抗风性和密闭性。

二、高层建筑关键施工技术及其要求

2.1 基础施工技术

高层建筑的基础施工主要有土方开挖、基坑的支护、基础混凝土浇筑等工作。高层建筑中的基础是整个房屋结构的重要组成部分，其造价和工期分别约占建筑物土建总造价的20％—30％、总工期30％～ 40％左右。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》规定，基础埋置深度，天然地基时应为建筑高度的1／12；桩基时应为建筑高度的1／15，桩长不计在埋置深度以内。为此深基础工程已成为建造高层建筑的条件。

由于高层建筑在城市建筑密集区，施工场地狭窄。对邻近建筑及四周市政工程设施的安全和保护，对基坑工程的稳定和位移要求很严，而基坑工程在施工过程中大部分是临时工程。深基坑的开挖与支护，施工风险较大。它涉及到土力学强度与稳定问题、位移变形问题、土与支护结构相互作用问题以及环境岩土工程问题。这些问题随着岩土性质不同而差异很大。设计施工不当，极易发生基坑工程事故。基坑深度超过5 m以上的项目，其边坡支护和基坑开挖、地下降水等均应有专项施工方案，且该方案应请富有专业知识和施工经验的专家组进行可行性论证，由项目总监审核后才能实施。

高层建筑常用的基础形式有：十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础、桩基础和复合基础。为了保证基础的稳定性，防止基础滑移，高层建筑基础工程施工时，必须解决人工地基、降低地下水位、支护工程、基础混凝土浇筑以及防止基础施工影响邻近建筑和地下管道等问题。

2.2 混凝土工程施工技术

混凝土质量的主要指标之一是压强。混凝土抗压强度与混凝土用水及水泥 的强度成正比，当水灰比相等时，高标水比泥低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多，所以，凝土施工时切勿用错了水泥标号。另外，水灰比也与混凝土的强度成正比，水灰比大，混凝土强度就高，水灰比小，混凝土强度就低。因此，水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的，此时只能增大 混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。综上所述，响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比；要控制好混凝土质量最重要的是：控制好水泥和混凝 土的水灰比两个主要环节。在满足设计要求的质量指标前提下，尽量降低成本，这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性，这是客观的，但通过科学管理可以控制其达到最到最小值。因此，混凝土标准差能反映施工单位的时间管理水平，管理水平越高，标准差越小。可以说，混凝土的质量控制实质上是标准差的控制。

2.3 结构转换层施工技术

高层建筑从建筑的功能上一般上部要求小空间的轴线布置，而下班则需要大空间的轴线布置，而这一要求与结构力学、自然布置正好相反。由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部受力较小，正常布置时应当是下部刚度大，墙多、柱网密，到上面逐渐减少墙、柱，扩大轴线间距。为了满足建筑功能的要求，结构必须以与常规相反的方式布置。是上布置小空间，下部布置大空间；上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设置转换层。不管采用何种转换形式，带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。随着转换层位置上移，应设计带转换层的筒体结构。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度。

对这两类转换结构，转换层高度是影响其抗震性能的主要因素之一，转换层商度越高转换层上下层间位移角及内力突变越明显，设计时应限制转换层设置高度。转换层与其上层的侧向刚度比对结构抗震性能有一定影响。对转换层位置较低的带转换层的剪力墙结构，控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层问位移角及内力突变。对于带转换层的剪力墙结构或简体结构，可采取以下措施强化下部结构：加大简体及落地墙厚度，提高混凝土强度等级，必要时可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯间筒体，提高抗震能力；可采取以下措施弱化上部：不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。

三、现代施工技术在高层建筑中的应用

3.1预制模板

在高层建筑的标准层建设中，结构施工的重复性高。同时，高层建筑采用的竖向结构是控制构筑物工期进度与结构质量的重点内容。综上，在施工采用的滑模法能有效保障主体结构的整体性，减少高空交叉作业，有助于控制施工工期，保障作业安全，综合效益显著；爬模法主要适用于高层建筑剪力墙结构和钢筋筒壁结构，通过在沿构筑物底部构件的周边组装滑升模板，分层浇筑，并以液压提升设备使其滑升至需要浇筑的高度。通过滑模法与其他施工技术的有机组合，可有效地简化施工过程，创造更好的综合经济效益。滑模法与爬模法具有以下相同点 ：( 1 )机械化程度高，节约模板和劳动力，结构整体性好；( 2 )只需将预制的模板进行组装，可有效缩短工期；( 3 )组织管理要求高，结构物立面造型存在限制。随着建筑施工劳动成本的上涨，工期要求的提高，高层建筑施工在工程施工进度与工程成本控制上都面临着更为迫切的需求。因此，在不影响施工质量及施工安全的前提下，应用预制模板法可有效地缩短工期，降低工程成本。

3.2 逆向施工

逆向施工的施工内容主要包括在建筑物内部浇筑中间支承桩柱，并沿地下室轴线修筑地下连续墙等支护结构，同时向上逐层建设地上结构。与传统的顺作施工相比，高层建筑应用逆向施工技术具有以下优点：

( 1 )相较于临时支撑，以逐层浇筑的地下室结构、中间支承柱作为支护结构的内部支撑刚度较大，可有效减少基坑变形，能明显减弱对于相邻地下管线 、道路及构筑物的沉降影响。

( 2 )逆向施工时浇筑的地下连续墙在满足构筑物、管线布置的前提下，可紧靠或规划红线构筑地下连续墙并将其作为地下室永久性外墙，进而达到扩展建筑面积的目的。

( 3 )逆向施工可缩短带多层地下室的高层建筑的总工期，不存在结构的地下地上的施工工期差别，可保障地上结构与地下结构的同时施工。

3.3高层建筑的泵送技术

一般来讲，高层建筑施工大都采用泵送混凝土技术。由于高层建筑工程所需的混凝土的总量大、强度高。因此，为确保浇筑施工的工期，不仅需要配备相当数量的土泵机和布料机，同时对混凝土的配比也有相当高的要求。目前，国内的高泵程混凝土采用的掺粉煤灰和化学外加剂的双渗技术，保证了高层建筑对混凝土配合比设计的要求以及泵送设备等相关设备的要求，混凝土的泵送高度也随 之升高，现在所采用的泵送到顶技术可将混凝土直接泵送到预设浇筑高度，使高层建筑的施工效率得到大幅提升。

四、高层建筑施工技术的优化

一般而言，随着高层建筑工程规模日益扩大、建筑结构日趋复杂，高层建筑施工技术也随施工难度与环节的变化不断革新，应根据实际施工中的技术路线进行优化，本人認为主要应包括以下几点 ：(1)高层建筑物具有垂直发展的特性，针对其高空作业环境差、作业面狭窄、施工进度紧等特征，以高效的垂直运输体系为支撑，应广泛的采用建筑科技的新技术，以提高机械化设备尤其是垂直运输体系的施工效率；(2) 结合高层建筑作业环境和特征，以建筑安全和稳定性为核心，着力于优化基础和结构施工工艺，为缩短工程总工期创造条件；(3) 结合超高层建筑逐层施工的作业面特点，强化总承包管理，重点提升施工作业空间和时间的利用效率，实现建筑施工空间的立体流水作业，使工程工序紧密衔接，削弱作业面狭窄对建设工期产生的负面影响。

参考文献

1、崔晓强．超高层建筑钢结构施工的关键技术和措施[J]．建筑机械化.2009．

2、陈辉．浅析超高层建筑桩基的设计与施工要点[J]．建筑施工.201 0 ．

3、高层建筑施工技术[M].北京：机械工业出版社，2005.8.

4、JGJ3—2002 高层建筑混凝土结构技术规程 [S]．