探讨高层建筑结构施工特点和施工技术

牛乾山

（青海明居建筑工程有限公司 青海海东 810500）

目前，我国的人口越来越多，住房问题也越来越严重，必须要建造更高的建筑，以便更好地解决我国的居民问题，改善人们的生活质量。然而，随着我国高层建筑的增多，使得我国的建筑规模越来越大，结构越来越复杂，这就使得我国的高层建筑在建造时越来越困难，施工环节也越来越多［1］。

1 高层建筑现状

我国各大城市，尤其是在省会及沿海地区，高层建筑迅猛发展。通常在市中心的房屋多为高层建筑，但近几年随着高层建筑结构施工的发展，高层建筑的技术发展已不能满足高层建筑的要求。

2 高层建筑在结构施工方面的特点

2.1 高层建筑需要很长的施工时间

一般情况下，一栋低矮的楼房建筑施工花上好几个月的时间就能完工。但是，因为高层建筑数量众多，技术水平比较高，会受季节因素的明显影响，所以平均施工期会比较长，会在2年以上［2］。为了缩短高层建筑的建筑周期，采用了各式的施工方法。由于不同的模板体系在不同的实践上难免会存在差别，因此，必须找出适合实际施工的模板，这样才能有效地缩短建筑周期。

2.2 高层建筑施工离不开各个方面的共同协作

要突出高层建筑的特征，即复杂性、数量和技术水平。同时，我国目前的高层建筑大都是同步筹备、设计、施工的，所以在实际工程中，单位众多，而要想确保施工的工作效率，就需要加强各部门的配合和协调。

2.3 建筑构件轴线的偏差

在高层建筑施工中，如果不严格规范轴线，将会使构件的轴线出现很大的偏差，从而影响到构件的受力。而一些轴的偏差则是在满足了某种品质要求后，会造成额外的扭矩。所以，在项目完成后，一定要及时进行验收，避免由于轴线偏差而影响到项目的安全性。

2.4 高技术与高作业

由于高层建筑的层数很多，因此，在建造时往往会出现一些复杂的情况，从而增加了高层建筑的施工难度。在进行高空作业的时候，一定要注意安全，尤其是建筑材料、设备、人员的运输，这些都是高空作业的关键。由于高层建筑的高度比较高，因此，需要进行很多的高技术与高作业。在高层建筑的常规建筑中，高空作业是其最显著的特征。高空作业包括了工人、材料、设备等的垂直输送，高空作业要合理安排，尤其要注意安全，避免坠落物坠落，有效地保障高空作业人员的生命安全［3］。在我国，对于低矮建筑与高层建筑材料的对比，两者之间存在着明显的差异。目前，我国大部分的低层建筑都是由钢筋混凝土等组成，并已有了一定的发展趋势。由于高层建筑面临的困难，大部分采用现浇钢筋混凝土。

2.5 地基处理技术复杂

高层建筑的建设要把握好整个结构的稳定性。所以，在高层建筑的施工中，要确保地基处理技术的实施。一般情况下，高层建筑的地基应达到建筑物的8.5%，而桩基的埋深比建筑物高6.7%以上。也就是说，高层建筑的稳定性需要有保障，所以地基处理技术是很复杂的，假如高层建筑是在软土地上，因为有很多的选择，在选择过程中会有一些差别，这就会导致工程成本的差别。

2.6 高层建筑结构的施工工程量大

高层建筑的施工是一项庞大而复杂的工程，其工程内容非常复杂，涉及的项目也很多，很容易出现多个项目混合进行的情况，所以，在进行大规模的高层建筑工程时，一定要提前进行规划，同时，还要对施工人员进行统筹，以解决各种问题。

3 高层建筑的组成结构及施工过程

3.1 高层建筑的组成结构概况

3.1.1 框架结构

在高层建筑中，首先要完成的是框架结构的建筑。它是建筑的基础，它的主体是梁以及各个部分的柱子，这些柱子彼此相连，形成一个框架，这在多层房屋的建造中是很普遍的。由于框架是整体结构的基础，因此，在实际工程中，必须加强框架的强度，以保证其不易发生变形，从而承担地基的压力。由于不同形状的高层建筑框架的设计也有很大的不同，而框架的抗震能力相对较差，因此，需要其他的框架来加强。

3.1.2 剪力墙结构

剪刀墙结构是由钢筋混凝土材料与建筑内外壁共同构成的。在施工中，采用大型模具等相关技术将建筑平面分割成许多开放空间，从而极大地降低了建筑的横向和纵向荷载，达到了高强度的效果［4］。

3.1.3 框架和剪力墙组合而形成的构造

对于15层以上的高层建筑，应采用框架和剪力墙相结合的结构系统来加固建筑，并增强抗震能力，这种施工结构能很好地将平面布局进行合理的分布，并具有非常牢固的基础结构。

3.1.4 筒体结构

建筑的侧向承重是由圆柱形的筒体结构来实现的，它将圆柱与建筑物的地基连接起来，从而形成了一个封闭的柱子。其结构形式为悬置式，便于在高层建筑中减少侧向力引起的弯矩。

3.2 高层建筑物的施工过程

3.2.1 高层建筑物基本框架结构的施工

高层建筑基本框架结构的施工对工程的安全和质量起着关键作用。基本结构分为两种，一种方法是先在地基上浇筑，这样可以很大程度上解决高强度混凝土的制作与浇筑问题；另外一种方法是将结构的横梁与楼板安装在预设的地方，将房屋的横梁进行装配，然后浇筑混凝土，将大楼的地板吊起，这样的施工工艺便于各模板之间的合理结合。

3.2.2 高层建筑大模板的施工

在进行大型模板工程的高层建筑中，大多数的建筑都已达到16层以上。在剪刀墙的平面上，采用大量的大模板并在外墙上砌砖，而内墙则采用钢筋混凝土，这样就可以保证建筑的坚固。

3.2.3 筒体结构的施工

由于筒体的结构设计工程相对较大，分析了筒体的基本特性，使其在进行建筑施工时会出现大量的筒体结构，造成了很大的困难。采用相应的技术设备将筒体竖直输送到地面上，由于季节和环境的原因，这个过程耗时较长，技术人员利用拉模的施工方式，将各个筒体从下面一层一层地输送到梁、柱等框架结构上。

4 高层建筑的施工技术

4.1 高层建筑的梁式转换层施工技术

梁式转换层施工技术采用将上部剪力墙置于下侧转换梁框架支梁上，并用支承框架，在工程中，将此称为梁式框支剪力墙。梁式转换层的受力形式为“墙—梁—柱”，其传递的力量直观、清晰，不仅便于工程计算分析，而且其施工方法也十分简洁。梁式转换层具有特殊的优点，但在大跨度框架支剪力墙结构中，由于它的梁式转换层具有很大的优越性，在实际应用中，它的构造形式是多种多样的，其基本原则是采用下部转换梁支撑上部结构。一般情况下，在高层建筑的转换层设计中，由于底层的空间较大，过渡层的高度变化也很大，所以必须对下部结构进行横向刚度与承载力的统一，以保证过渡层的承载力能够较好地满足高层建筑的抗风、抗震设计。在过渡阶段，抗震层的设计除考虑风荷载、竖向荷载、横向地震等因素外，还应考虑竖向地震作用［5］。在不完整的剪力墙设计中，若不能满足以上结构及维持条件，则需先完成结构设计规范，并根据其对应的受力系数确定传递梁的剪切比例。

4.2 高层建筑的钢结构施工技术

在钢结构的高层建筑中，一般按其自身的特性来进行施工。在焊接、安装、拆除等方面，对钢结构的要求非常高。而在高层建筑中，其外框基本上采用了全钢结构，采用钢梁倾斜支撑与芯柱的连接来保证结构的稳定，同时也保证了地面的平面刚性。此外，在钢结构施工技术中，起重机的吊装能力直接关系到其施工的质量和效率，因此，在进行钢构的过程中，不仅要严格掌握钢架的测量、吊装、焊接技术，同时，还必须对其辅助设施进行严格的控制。在钢结构中，焊接技术也很重要，因为其技术内容复杂、质量要求高、施工工作量大，所以，在施工中必须采用适当的焊接工艺，以确保工程质量。在实际工程中，一般采取直立焊、CO2气体保护焊，特别要注意焊枪的施焊角、焊丝伸出长度、焊缝层之间的清除，形成一整套焊接工艺。

4.3 高层建筑的混凝土施工技术

混凝土施工技术是高层建筑中的一个重要环节，但由于高层建筑工期较长，施工期间气候条件等因素都会对其造成一定的影响，因此必须进行强度调整。在施工之前，应按高层建筑的结构要求，并对其进行强度测试。在高层建筑施工中，施工单位往往忽略了施工进度，在混凝土浇筑过程中，由于没有完善的养护措施和具体的方案，很容易出现混凝土结构问题。施工中，要调节的是沙石、水泥的混合比例，在调试时，要根据现场情况进行调整，施工中，应考虑人员、设备、时间、昼夜、范围等各种因素。同时，应重视对不同类型水泥的保护，并在修补期间加强对混凝土的控制。另外，在施工过程中，既要注意混凝土的质量，又要注意混凝土施工技术的实施。为了防止结构部分因受力而产生的应力集中，在施工时设置永久补偿焊缝，同时监测钢筋结构的布局［6］。比如，当采用混凝土砌块等轻型墙体时，应增加间距不超过3m 的结构柱子，并增加高、中墙部分的混凝土腰围，这样才能达到更高的插入高度。近几年，我国的混凝土技术发展很快，可以为高层建筑提供大量的混凝土构件。采用粉煤灰与化学添加剂相结合的混凝土技术，既能满足高层建筑的抽水要求，又能提高其输送效率。

4.4 地基基础的施工技术

由于我国地域辽阔，地质条件多样，因此，针对不同地区的高层建筑，有必要采取相应的措施，而不是进行现场勘察和施工，要根据当地的具体情况，进行合理的设计。在深埋地基的时候，结合当地地质资料，如果地质条件复杂，需要考虑运用地基基础的施工技术，确保地基稳定。对于材料的问题也要加以考虑，我国的钢铁产业发展水平低，产量少，所以材料稀缺。在实际工程中，由于采用了钢桩地基，可以选用更适宜于地基基础的施工技术，由于其施工噪音小、质量好等特点，因此，地基基础的施工技术发展迅速。

4.5 预制模板技术

利用预制模板技术进行高层建筑施工，可以有效地减少施工工期，采用预制模板技术可以有效地改善高层建筑的施工效率、竖向速度，从而提高其工作效率、保证工程的高效性，并能有效地缩短工程工期，从而保障高层建筑的顺利完工［7］。

4.6 建筑通风与给排水施工技术

由于高层建筑的高度较高，给排水工程往往会出现一些问题，所以，在施工过程中，要注意对其进行合理的运用与优化，对其上、下水道的结构进行优化，并根据不同的供水要求，提出相应的设计方案。为了确保正常的排水，应采用较大的抽水装置，并合理确定排水量，以减少后期的维修。此外，对于系统运行中的漏水问题，也要进行细致的分析，制定相应的解决办法。而在高层建筑中，因人口密集，所以对其进行通风设计十分必要。由于目前高层建筑普遍使用中央空调，因此，在实际的通风系统设计中，应综合考虑人们的居住需求，保证其质量。

4.7 施工后浇带施工技术

现代高层建筑在功能和形态上都需要将高层建筑与下裙楼相连。但是，在传统的高层建筑里，它们不需要分离。但在施工后，因双梁焊缝等原因，会对分层产生直接的影响，所以在不限制层间布置变形的情况下，采用浇带施工技术是十分必要的。首先，在以上的设计中，必须严格按照施工计划进行，在浇筑带的过程中，上部主体结构及裙部的浇筑应留出足够的空间作为浇筑带的基础，在浇筑完毕后，将楼板梁与其他部位相连，这样可以有效地解决高层和高层之间的矛盾。另外，在浇筑时，为了确保钢筋的无懈可击，浇筑后的条宽要控制在合理的范围之内，并按施工需要调整适当的宽度。因此，在高层建筑工程中，浇带施工技术是非常关键的，只有对技术有了充分的认识，才能确保施工工程的顺利进行［8-9］。

5 结语

现如今，高层建筑和超高层建筑越来越多地成为我国城镇建筑建筑的首选项目，它在解决居民住房问题中起着举足轻重的作用。因此，要想在今后取得更大的发展，必须从根本上解决存在的问题，从实际出发，加强对地基的控制与管理，运用有关的技术和技术手段，有效地建造高质量的高层建筑，促进我国的经济发展。