浅谈超高层建筑主要施工技术应用

●刘卉颖 苏义坤

浅谈超高层建筑主要施工技术应用

●刘卉颖 苏义坤

随着城市化进程的加快，城市人口的不断增加，城市的土地资源日益紧缺，城市中出现超高层是必然趋势，超高层建筑的质量是衡量城市现代化的重要标准，在很大程度上反映着一个城市的经济水平，反映一个国家的工业水平。文章介绍了超高层建筑的定义、发展概况，并以重庆市环球金融中心为例介绍了现代施工技术在超高层建筑中的应用。

超高层建筑 施工技术 现代化 应用

概述

超高层建筑是建筑技术发展及人民生活需求水平提高的必然产物，是城市商业发展情况、工业技术情况和城市化标准的重要体现。我国虽然地域广阔但是人口众多、人均占有土地量相对较少，所以土地资源显得十分宝贵。修建高层建筑甚至超高层建筑是保证我国城市化、现代化以及城市建筑技术提高的重要体现，也是城市发展的必然趋势，是时代的产物。在超高层建筑的修建中，我国已有一些可观的成果：上海金茂大厦、广州中信大厦、深圳地王大厦、青岛中银和上海环球金融中心皆是我国现代超高层建筑的代表之作。

一、超高层建筑的研究基础

1.超高层建筑的定义。不同国家对超高层建筑的认识各不相同。1972年8月美国宾夕法尼亚州伯利恒市召开的国际高层会议上首次提出超高层的分类与性质。即40层以上，高度100米以上的建筑物为超高层建筑。我国目前对超高层建筑的定义尚无统一的确定，但在一般来讲，均是从建筑的总高度或总层数来定义超高层建筑，特殊情况下也从建筑不规则情况来定义超高层建筑。

2.超高层建筑国内外建设现状。以高层建筑来看，国外的建筑发展相对较早。现代高层建筑从1883年建成的芝加哥家庭保险大楼开始即有了一个良好的开端，该大楼是世界上第1栋按照现代钢框架结构原理建造的高层建筑，是建筑业从单一结构迈向多元化结构的重要一步，标志着高层建筑行业的新开端。20世纪以后，超高层建筑开始逐渐显现出来，从1913年建成的当时最具震撼性的超高层建筑，高243.8米的纽约伍尔沃思大楼，到1931年修建的高381米的享誉世界最高建筑的纽约帝国大厦；从1972年建成的高417米的纽约世界贸易中心大厦，到1973年建成的当时近20年的世界最高建筑芝加哥西尔斯大厦。这些建筑无不标志着超高层建筑飞快的发展。于2008年建成的，近年来享誉世界第一高迪拜塔，高度超过800米，更是超高层建筑发展的进一步见证。我国的超高层建筑起步虽晚，但发展速度相对较快。

我国的高层建筑要从1976年的广州白云宾馆说起，该建筑是我国第1座高度超过100米的建筑。自此之后我国的高层建筑技术飞速发展，从1985年修建的高150米的深圳国贸大厦到1990年建成的200米高的北京京广中心，我国高层建筑技术从单一走向复杂，从前线走向深远。1996年建成的高384米的深圳地王大厦，1998年建成的高420米上海金茂大厦。使我国超高层建筑发展上升到一个新的台阶，上海环球金融中心以及广州新电视塔的建设更是将我国超高层建筑的建设推向一个新的高峰。

3.超高层建筑施工技术的研究现状。由于超高层建筑的迅速发展，超高层建筑施工技术即变成国内外学者研究的重点。张希黔、王伯成①从建筑的房屋高度以及不规则程度两方面分析了我国超高层建筑。具体列举并介绍了世界前十的超高层建筑。杨宇、张耿明②从超高层建筑施工技术实际应用的角度介绍了型钢混凝土组合结构在超高层建筑施工中的应用。顾国明③高层与超高层的滑模法施工技术，分析了两种技术的异同点，有助于超高层施工技术的应用和发展。万荣涛④从超高层钢结构施工的技术准备开始叙述，详细地阐述了超高层建筑钢结构各项技术的安装方法、施工方案等，为超高层建筑钢结构施工研究提供依据。潘志平⑤从超高层建筑发展的基本特征开始分析，为提高我国超高层建筑的水平提供依据。崔永刚⑥通过对超高层建筑的发展历史轨迹进行分析，全面地阐述了超高层建筑的施工技术要点。

二、可用于超高层建筑建设的施工技术

超高层建筑的建筑技术与普通的建筑技术不同，超高层建筑技术要求更复杂，必须有良好的安全性，保证超高层建筑的坚固。我国现在使用的超高层施工技术有：钢结构测量控制技术、钢—混凝土组合施工技术、混凝土泵送技术、整体滑模法、整体爬模法、逆作法等。

1.测量控制技术。由于超高层建筑的特殊要求所以测量控制技术具有一定的难度，第一，超高层建筑的测量控制技术要具有相对较高的精度。第二，由于超高层建筑形势复杂、高度较高，一次性投递测量高度不能保证其精确性，所以层高间传递显得尤为重要。第三，有些超高层建筑由于地理位置的因素影响，施工期较长，如何控制温度对测量精度的影响也是一个难点。现在超高层建筑主要采用现代的一整套的激光铅直仪来进行测量控制，以保证测量控制高于一般建筑工程，以便满足超高层建筑的高精度要求，保证超高层建筑的外部形态。

2.型钢混凝土组合施工技术。由于超高层建筑要求较高的承载力、较高的抗震性以及耐久性，所以运用型钢混凝土技术在超高层建筑中，用于减小构件截面，减轻自重，提高构建整体强度与刚度。型钢混凝土组合施工技术是钢—混凝土组合结构施工的一种，除此之外还有钢管混凝土等多种形式。随着超高层建筑技术的发展，这种方法会得到广泛的使用。

3.整体滑模法与整体爬模法的运用。超高层建筑的特点就是施工难度大、超高层施工对各阶段的工程质量都有很高的要求，为了保证安全的同时达到降低成本、缩短工期的目的，整体爬模法与整体化魔法的运用已经在超高层建筑中得到了广泛的使用及认可。随着施工技术的不断发展，超高层建筑施工的整体性得以保存，运用整体滑模法和爬摸法，施工时作业面得以扩宽，在减少外部附着的同时减少了高空交叉作业，在提高效率的同时保障了高空作业的安全性。

4.泵送混凝土技术。泵送混凝土技术已经在我国建筑施工中得到广泛的使用，不仅在桥梁、地铁、轨道中得以使用，更是超高层建筑中不可缺少的施工技术。由于超高层建筑施工时难度较高，解决重量大、压力大的问题就显得尤为重要。常规的混凝土施工技术需要大量的机器和水泥，很难满足现代超高层建筑的施工要求。随着现代施工技术的发展，泵送混凝土技术的出现，使混凝土运送效率大大提升，在提高工作效率的同时节省了人、材、机的费用，使施工更高效节能，保证了超高层建筑施工的顺利进行。

5.钢结构施工技术。超高层建筑的钢结构施工是超高层建筑施工的重点，钢结构主体的安全性决定了整个超高层建筑的安全性能。钢结构的施工速度较快、施工强度较高。钢结构主要包括重型钢结构、轻型钢结构、钢和混凝土的混合结构等。钢结构的工程量大、安装标准较高、对塔吊的功能、爬升高度等都有较高的要求。超高层建筑施工要注意垂直运输机械的使用，要注意保证现场施工的管理，加强混凝土捣鼓，注意安全施工等。以保证超高层钢结构施工的安全。

以上介绍超高层建筑中广泛应用的五种施工技术。在超高层建筑的设计施工中，首先应考虑到工程质量，而施工技术是保障工程质量的根本。当今社会，随着科学技术的发展，人民需求不断增加，超高层建筑越来越多，人们对其外形及使用功能的要求也越高，这都对超高层施工技术的提高有了新的要求。在我国科学技术发展的前提下，应该多研究开发新的超高层施工技术并应用到实际工程中，以保证超高层建筑的质量、保障人民的财产安全、提高建设项目的经济效益。

三、超高层施工技术实例

由于当今社会的发展，人口增长迅速，人均占有土地量的减少，我国超高层建筑还有很大的发展空间。超高层建筑作为城市化现代化的标志对经济发展有着重要的作用。我国超高层建筑的现代施工技术，虽然起步较晚，但是发展迅速，下面以重庆环球金融中心为例具体介绍超高层建筑施工技术。

1.超高层测量。高程主要采用全站仪测天顶距法进行传递，采用激光铅直仪进行轴线控制网的竖向传递。当施工至10层、26层、41层、55层、70层时用GPS全球卫星定位仪检测控制点的准确度。

2.塔楼底板大体积混凝土施工。主塔楼地下室底板第一施工区面积2191平方米，浇筑混凝土梁约2000立方米。混凝土浇筑进行90天强度试配的同时要求进行28天强度试验，通过对比选择保证能够同时满足两个设计强度性能的配合比，浇筑时现场配备2台HBT80C输送泵同时浇筑该区底板，一台备用汽车泵，经计算，塔楼底板大体积混凝土养护通过在底板面覆盖两层塑料薄膜和三层阻燃麻袋来控制混凝土的内外温差可满足要求。并采用一线通过对混凝土进行测温监控。

3.核心筒爬模施工。主塔楼核心筒剪力墙结构采用整体爬模技术施工，由塔楼筏板面开始，以加快工程的施工进度，塔楼外框架楼层结构采用分片爬架施工，由二层结构开始，外框柱及梁板模板选用优质胶合板模板，液压自爬模是以液压为动力，通过油缸双向作用，使导轨与架体实现相互爬升，整个爬升过程均不需要任何其他吊升设备，大大减轻了主塔楼塔吊的垂直运输负担。

4.混凝土超高泵送。经计算，泵送到320.3米高度的混凝土出口压力大约需要大于20MPa，塔楼施工至20层以上时拟选用三台中联重科的HBT90.40.572RS超高压混凝土泵，其中一台备用，该机理论出口压力达40MPa，可以满足该项目混凝土泵送施工并投入2台HG80E苏布料机完成操作层的布料要求。

5.钢结构施工。塑钢柱内钢管-1层至9层采用1层一段进行分节，10层至29层采用2层一段进行分节，30至42层采用3层一段的方式进行分节，最大构建长度10.2米，重量9.9吨，钢管柱吊装利用四点吊装，吊装过程中应注意钢管柱的下端与地面的距离，防止擦伤构件。加强层桁架采取地面拼装，整体吊装的方式进行安装。钢板剪力墙焊接顺序为横向焊缝焊接完成后焊接竖向焊接缝将其连成整体，钢管柱采用对接焊缝进行焊接连接。

型钢混凝土柱采用木模施工，施工时在柱内钢管上焊接四个螺帽，M14对拉螺杆加固，螺栓间距600，竖楞采用10*10木方，外围用钢管固定。

通过实例可看出超高层建筑施工是一项系统的、复杂的高要求的工程，对于超高层施工建设必须有周密的施工计划和施工组织方案。为确保工程施工质量必须考虑到施工现场条件、施工人员安全管理、各施工阶段的安排管理、工程特点等。在深入分析工程施工本身要求的同时通过周密的计划完成既定的工程施工方案，满足工程施工要求，保证超高层建筑的质量及人民财产的安全。

四、结论

随着建筑行业的发展和人民生活水平的提高，人们已逐渐不能满足现有的建筑形式，超高层建筑的出现已成为解决人口与土地问题的重要方法。我国现在的超高层建筑水平已出现了新的突破，达到了较高水平。但是由于我国经济发展的不均衡，造成超高层建筑发展的不均衡状况，超高层建筑施工技术在大城市的使用远大于小城市。所以，我国超高层建筑在以后的发展道路中还应不断完善中小城市的超高层建筑施工技术，从而提高我国超高层建筑施工水平，推进建筑行业的发展。

注释：

①张希黔,王伯成.超高层建筑及其现代施工技术的应用[J].施工技术,2007,36(3):5-11

②杨宇,张耿明.高层建筑型钢混凝土组合结构施工技术[J].科学之友,2011（7）1-2

③顾国明.超高层建筑滑模法与爬模法施工技术[J].施工技术,2009 （11）72-76

④万荣涛.浅谈超高层建筑钢结构施工技术[J].浙江建筑,2009,26(3): 33-38

⑤潘志平.超高层建筑工程施工技术[J].企业技术开发,2013,32(6): 102-103

⑥崔永刚.超高层建筑施工技术要钱分析[J].交流平台,2010（11）72-73

（作者单位：东北林业大学土木工程学院 黑龙江哈尔滨 150040）

（责编：若佳）

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