关于高层建筑的设计与施工

蔡跃斌

摘 要：高层建筑随着社会的进步得到了快速的发展，高度不断增加，层数也不断增多。有关高层建筑的设计与施工也逐渐成为一个重点的研究方向。本文将从地基结构、主体和安全等方面研究高层建筑的一些特点和需要注意的地方。

关键词：高层建筑；深基础工程；主体结构；安全

近些年来，随着经济发展和社会进步，建筑的质量也逐步提高。为了对空间资源进行充分的利用，高层建筑的概念被提了出来。传统意义上的高层建筑定义为10层以上或总高度24m以上的建筑，然而现代意义上的高层建筑已经远远超过了这个范围，100m及以上的建筑屡见不鲜，最高纪录也不断被刷新。高层建筑不断发展，人们对与高层建筑的设计与施工的问题也逐渐重视起来。本文就将从几个方面谈谈现有高层建筑设计施工的一些特点。

1 高层建筑的地基工程

建筑地基是一个建筑的基石，对建筑的质量和稳定性具有很大的影响，高层建筑更是如此。要想设计一个好的高层建筑，就必须要解决以下几个问题：

（1）地基坑降水工程。降水问题是建筑施工开挖地基坑不可避免的一些问题。如果没有做好对降水问题的充分考虑，则雨水降水、地表水、地下水等等会进入地基坑内，造成地基浸水，会造成建筑稳定性降低、施工条件困难等一系列问题。更严重的是，如果基坑下本来就放有承压水层，那会对地基坑造成毁灭性的打击。因此，做好降水工作不可避免。

（2）地基坑支护工程。开挖地基坑对空间和周边环境的要求很多，在城市施工的过程中，由于周围环境和空间的限制往往达不到所需的要求。因此，在地下空间构筑能够承载水土压力的支护工程是必要的，同时也应保证工程的安全和经济合理。

（3）地基坑的施工顺序。按照不同情况的分类有顺序做法和逆序做法两种。顺序做法是指先完成地基坑周围的支护工程后，按由下及上的瞬间建造地下室结构，适用于1～3层的地下结构的施工。而另外一种逆顺序的做法也是先完成地基坑的四周支護，但是接下来会在中间树一根用于稳定的中间柱，然后再由上及下施工，适合于地下层数较多并对地基坑形状要求较高的情况，经济效果也很好。

（4）地基坑土方开挖。设计挖掘土方方案的时候，要结合上面提到的支护结构和施工顺序的具体情况综合考虑确定，一般有盆地式开挖、小岛式开挖、分段式开挖和分层式方式等可供选择。

（5）混凝土工程。高层建筑对大体积混凝土的需求量大，要求也高，施工难度也很大。这是因为在施工完成后，混凝土结构也会因为温度及其他原因收缩、变形，造成开裂等现象，影响高层建筑的使用。为了要预防这种情况，要从施工阶段就要注重材料的选择和保护，对建筑物在结构和温度适用性方面更是要严格的计算和设计，减少温度波动、提高收缩控制度，以达到避免开裂的目的。

2 高层建筑的主体工程

高层建筑纵跨度高，对材料和结构的要求比一般建筑物要高。材料上会以钢结构和混凝土结构综合搭配使用为主。结构上会有剪力墙、筒体和框架结构等。高层建筑在主体工程的施工过程中，需要有以下几个要注意的问题：

（1）垂直运输任务。由于材料和人工使用的量比较大，所以垂直运输任务的好坏将对施工的效率产生很大的影响。对于模版、钢筋这些普通材料的垂直或水平运输，一般采用塔式起重机去完成，要注意的就是要合理地安排使用时间，提高工程效率。混凝土的运输则是这个体系中最重要的部分，一般会以塔吊为基础，辅以井架、混凝土泵合作使用。混凝土泵由于其容量大、速度快和可持续使用的特点成为性价比最高的方式。其它的人力和小型设备将使用施工电梯来完成运输工作。

（2）高层建筑脚手架工程。高层建筑脚手架是在建筑外层时施工时材料的放置点和施工工人的落脚点，由于使用量巨大、技术难度高、再结合人身安全等因素，高层建筑脚手架成为整个工程最重要的部分之一，对它的结构、材料、承受力和安全性的设计都遵循着最严格的过程和要求。常用的脚手架有扣件式钢管脚手架、碗扣式钢管脚手架和附着式升降脚手架等等。

（3）高层建筑模板工程。模板是高层建筑里所需要设计和调整的重点部分之一，考虑到不同空间、不同的使用要求等，模板的形式也多种多样。一般来说，模板要充分考虑高层结构的特点、施工难度、工期和经济指标等等各种因素进行设计。在设计完成后，也要及时地对不同的定型和专用模板进行验收和检查，以确保安全性。一般所使用的模板有组合钢结构、滑模板、爬模板等，永久性模板也会经常使用。

3 高层建筑的测量工程

一个高层建筑正确合理的施工方法、到后期工程完成后合格性和标准性的验收是离不开高层建筑的测量工程的。高层建筑测量工程要测量的核心是控制垂直度，这是指以高层建筑的基础轴线为准，沿铅直角度向高层引测，从而在施工时保证楼层除以同一竖直面内，并控制施工误差处在科学合理的范围内。

高层建筑轴线竖直度的测量主要有外部控制法和内部控制法两种。外部控制法是指利用地球的经纬度在建筑物的外部去进行建筑物轴线的竖向测量。而内部控制法则是在建筑物内部通过预埋坐标的方式，采用吊线坠法或者激光铅锤仪工具进行控制的方法。

4 高层建筑的安全保证

高层建筑的施工过程中，安全性问题是极其重要而又突出的问题。必须制定充分的安全施工标准和突发状况应急机制，相关制度必须落实到位。对于如电梯井暴露、外层施工无安全护栏和安全网的隐患情况要坚决予以杜绝。员工需要养成安全意识，必须佩戴安全帽，有必要时佩戴安全带。除此以外，起重机等大型设备也要经过严格的安全检查，按照安全标准使用。管理人员应把安全监督机制落实到实处，保证合理安全的施工环境。做到以上这些，才能有效地保证高层建筑施工的安全性。

参考文献

[1]胡世琴.高层建筑施工过程混凝土工程质量控制研究[D].西安建筑科技大学，2007.

[2]王鹏飞.高层建筑施工技术要点分析[J].山西建筑，2012，21：109～110.