高层建筑施工技术分析

宋刚

摘要： 本文就高层的建筑施工技术作了分析和阐述，分别讲述了深基坑施工，地上结构施工，绿色施工。仅供同行参考。

关键词：深基坑施工，地上结构施工，绿色施工

中图分类号：TU97 文献标识码：A

1 高层建筑发展的新趋势

随着我国建筑业的不断进步和发展，我国高层建筑施工呈现出新的特点，随着老城区的新规划，建设部门兴建高楼，致得城区内的建筑空间越来越小，高层建筑密度越来越大，致使土建施工人员及管理人员对施工过程中的环境保护、安全防护等问题也变得非常突出。主要表面为以下两点：

一是高层建筑由单纯追求高度方面的发展，到同时追求形体的特异和立面的丰富多彩，在结构功能得到提升、造型优美新颖的同时，也使上部结构的施工技术难度大大增加。如模板体系，施工机械设备等。

二是从高层建筑一次建成交付使用，到为了进一步提高投资效率，而采用分阶段建设交付使用。因此在建设过程中也必然面临部分施工、部分开业或者上部施工、下部开业的情况，这对施工过程中的人员安全、场地利用和确保购物环境舒适等绿色施工技术提出了新的挑战。

2 高层建筑施工技术

2.1 深基坑施工的控制技术

高层建筑深基坑的施工时，对周边环境或多或少存在一定的影响。

主要原因是深基坑土方开挖过程是土体卸载过程，会造成周边建筑、管线或地下结构产生一定量的沉降和偏移，因此，在深基坑施工过程中，对周边环境影响的控制是至关重要的。特别是紧邻“生命线”工程的高层建筑的施工，深基坑的施工过程中的变形控制的良好与否，事关“生命线”工程和超高层施工过程中的安全，需要特别关注。

实践证明，采用现代控制理论对深基坑施工过程进行控制，可以有效地解决这个难题。目前工程控制方法与系统主要有三大类：开环控制、闭环控制和自适应控制。其中开环控制属经典工程控制方法，非常成熟，但由于不存在反馈系统，开环控制不能根据施工过程情况调整控制措施，控制精度比较低。闭环控制属现代工程控制方法，由于包含反馈系统，能够根据结构状态监测结果不断调整控制措施，适合结构复杂的工程，控制精度比较高。自适应控制属最新的工程控制方法，理论研究和工程实践都取得一定成果，但总体上还处于探索阶段。在目前，闭环控制方法是深基坑施工过程控制中比较有效的方法。

基于上述分析和研究，特殊环境下深基坑施工的总体思路和方法是以现代工程控制理论为指导，以结构-岩土共同作用分析方法为手段，通过施工方案的优化达到施工过程环境受控的目的。

2.2 地上结构施工技术

2.2.1 斜爬模体系的设计和应用

在以往高层建筑建造过程中，电动脚手及模板系统得到了广泛的应用，这在高层建筑结构立面垂直时此类体系具有良好的适应性，但当结构立面为斜面或者曲面的时候，这类体系会遇到很大的困难。而在闹市区的高层建筑施工时，通常均面临场地狭小，距离地面交通较近的实际情况，因此必须采用安全可靠的脚手和模板体系，这样才能既可以保证工程顺利的进行，又可以兼顾周边闹市区的安全。针对这个问题，经过研究开发，我们创新性地提出了一种可分离的斜爬模体系，可以充分适应高层建筑各种特殊外立面的要求。

2.2.2 可收分整体提升钢平台技术

整体提升钢平台具有整体性好、安全性高、施工操作面大等优点，因此在高层建筑核芯筒施工中也得到了广泛的应用。但是如果核芯筒形状上下变化较大，则整体提升钢平台也就面临收分处理的困难。

针对这个问题，我们研究开发了可收分的整体提升钢平台体系。

其构成和工作原理如下：在建筑结构核芯筒剪力墙上设置格构柱，用钢梁和钢板搭设平台，将内外脚手悬挂于钢平台下，再采用提升设备将整个钢平台随楼层施工进行提升。如施工中要经历拆除部分内脚手和拆除部分钢梁的过程时，则在剪力墙增设悬锚脚手或钢桁架进行过渡，并随楼层上升逐层补缺，以满足施工操作。

2.2.3 超高空的钢结构塔桅安装技术

高层建筑由于建筑造型或功能的需要，通常在结构顶部设置钢结构塔桅。目前顶部塔桅的施工方法主要有三种，一是采用塔吊散装，二是采用整体提升，三是采用直升飞机吊装。第一二种方法依赖于顶部的施工作业面和结构形式，第三种则风险很大。因此在顶部施工作业面有限，且塔桅高度高、重量重的情况下，其施工必然面临很大的困难，采用攀升吊技术就能很好的解决这上困难。

2.3 绿色施工技术

在施工场地狭小的闹市区，进行高层建筑的建造，带来了许多以安全防护为重点的环境保护新问题和超常规垂直运输、交通组织以及营造购物环境舒适度等一系列绿色施工技术难题。

2.3.1 安全防护技术

高层建筑续建工程中，如果建筑部分已投入商业运营，通常商场内购物、休闲、餐饮、娱乐设施齐全，顾客会络绎不绝，且由于地处闹市区，周边道路也通常是交通要道，人流、车流量极高，所以，安全防护的重点是防止发生超高层施工过程中的高空坠落对地面物品、人流和车流产生危害。针对此项问题，具体技术方案是：通过安全防护分析，确定需要实施防护的区域、需求和防护内容；确立不同阶段施工防护的特点和重点；考虑施工防护体系对行人、顾客和交通的影响，同时综合防护体系本身的强度要求、防火要求、维护方式、综合利用等因素。

2.3.2 环境保护技术

建筑施工尤其是高层建筑的续建施工会对周围环境产生噪声、光的污染。因此，防止施工过程中的声、光对环境的影响、强化废弃物的合理处置是高层建筑续建施工中又一大难题。针对这种特殊条件下施工的噪音、光、施工污水、生活污水等污染源，其解决方案还是采用专门的措施，防止施工对环境的影响。如对混凝土浇捣等可能产生较大噪音的施工项目，通过设置隔离棚，将泵车产生的噪音隔离；在临近居民区的地方设置施工层隔音壁，来隔离噪音；设立特殊的施工污水汇集系统，将施工污水集中处理后排放；采用“立体场布”的思路，将场地设置在已建好的建筑结构上，设置空中材料周转场地，建立立体的材料堆放、接力运输的体系。为适应“立体场布”的需求，在垂直运输机械布置上，我们采取“高空接力安装技术”、特殊基础加固技术、电梯接力和超长扶墙等专门措施，解决续建工程带来的特殊难题。

2.3.3 混凝土回收利用技术

由于在混凝土输送方面经常会遇到“如何穿越人行道和在营业中的楼层布置混凝土泵送以及结束时泵管中余下混凝土的处理”等问题，对此，我们设计了门架式泵管支架和配套的回收利用截止阀，解决了特殊的泵管布置和管中余料的回收问题。在地面上，通过交通组织，使人行道的一部分临时改成非机动车道，而将非机动车道利用来布置泵车，地面泵管利用门架式泵管架跨越人行道，这样可避免对交通产生影响；另外通过专门泵管支架系统的保护，可解决复杂路径泵管的布设问题。

3 结语

随着高层建筑的发展，不同的建筑施工也会遇到越来越多的技术难题，这都需要广大工程技术人员携起手来，坚持技术创新，共同攻克难关，再攀新的高峰。

参考文献：

[1]杜凯;高层建筑的施工技术[J],中国新技术新产品2010,(4)

[2]杜荣军;混凝土工程模板与支架技术[M].北京:机械工业出版社。2004