高层建筑主体结构施工技术要点

刘锐

（上海建工七建集团有限公司，上海 200120）

0 引言

建筑业是国民经济的主要行业之一，为建筑市场和建筑业的发展提供了强大的资金支持和技术基础。自21 世纪起，我国经济快速发展，城市化快速发展，城市规模与数量急剧增长，有限的用地不能满足城市发展需求，城市建设也在持续向高空发展。为满足现代社会发展和土地资源紧缺的需要，建筑类型也渐渐变成了高层建筑[1]。目前，国内一线、二线城市的新建工程中，高层建筑所占比例不断上升。高层建筑项目的发展，带动了各种施工工艺的发展。不断改进和发展的高层建筑项目，对于施工材料、施工机械提出了更好的要求，因此，为了保证基坑施工的安全与稳定，基坑设计必须满足国家各项标准的要求。这是因为基坑的开挖包含了更多的科学区域，高层建筑项目的环境对工程的顺利进行也有很大的影响。随着我国高层建筑项目的发展和基坑建设实践次数的增多，我国基坑设计取得了许多成功的经验，为高层建筑项目的发展做出了贡献，但也经历了一些失败。在高层建筑中，主体结构的施工技术要比普通的建筑困难得多，有必要对其进行深入的研究。一定的经济损失和消极的社会后果要求我们在今后的工程实践中保持科学严谨的工程施工计划，不断创新，提高高层建筑项目的施工水平，为高层建筑项目施工提供依据和实践[2]。

1 高层建筑的主要特点

高层建筑的工程由于其施工技术的复杂性，在工程建设中往往会出现很多的施工程序以及隐蔽工程，施工周期往往比较长[3]。从前期的施工，到基坑的开挖、支护、下层结构，到吊装、支护、脚手架等的集中施工等，大约要2 年时间。施工中要考虑天气、温度、土壤、环境等多种因素的干扰，尤其是冬季施工中要注意保温，以延长混凝土使用寿命。

对基础的强度和深度有很高的要求：对于高层建筑，它的施工要求比较高。在工程建设中，为了有效地保障结构的稳定性和施工的安全性，对基础的厚度和强度有着特殊的要求[4]。并且，为确保建筑物的安全和正常使用，在建筑施工、使用和维护过程中，必须对其进行系统的监测。我国5m 以上的深基坑属于高度危险的工程，而在高层建筑中，往往会有超过此限度的基础。尤其是在相对较差的地质环境中，对高层建筑的安全影响较大。有些建筑的高度比较高，地基深达20m 以上，而高层建筑的种类繁多，为了保证结构的稳定性，往往采用箱形地基、筏式地基等，而在风化或未风化的岩石上，则采用条形桩基。在与高层建筑相连的低矮裙房施工中，一般采用跨梁或单桩基加拉梁。

对施工单位和工程技术人员的素质和专业技术水平的要求更高：高层建筑工程不同于普通工程，它在确定采用相应的施工技术后，还要考虑结构材料、结构类型、施工工艺等方面的技术指标，而施工工艺的优化是基本内容。不管是高层建筑，还是其他建筑物，都需要具备相应的资质和技术。高水平的施工队伍和技术过硬的技术人才是确保高层建筑主体结构及整体工程质量的重要保障。为了使高层建筑的实用性、观赏性和安全性得到充分的发挥，施工单位严格按照施工规程，设计图纸，来签订合格投标文件，严格遵守施工技术规程及管理制度，有效地保证了高层建筑的安全与稳定以及高层建筑的整体质量。在工程建设中，不仅要保证工程的质量，而且要保证工程的各个环节都能按照设计的要求来进行，从而使工程的整体质量得到有效的提升。相对于低矮的楼房，高层建筑常常要进行高空作业，在进行高空建筑时，人员、材料、设备的频繁上下运输，同时也要采取一系列的安全措施，以保证施工的安全性和人员的安全[5]。

2 高层建筑主体结构施工技术应用原则

实事求是：超高层建筑的主体结构施工技术与工程实践有着紧密的联系，必须坚持实事求是的原则，充分认识施工布置、定位条件和施工依据，并根据现场勘察、核对图纸，确定施工进度要求，制定施工进度计划安排，注重测量放线。在此过程中体现基本要求、工程概况、各方责任，考虑当地水文、地质地貌等因素，使主体结构施工技术得以有效应用。

安全第一：超高层建筑主体工程因其纵向运输距离长、节点多、吊装运输量大、材料种类繁多等问题，极具施工难度安全防护责任繁重，因此“安全第一”的理念贯穿于主体施工技术的各个环节。从设计到施工，都要注重安全第一，确保工程的顺利进行。

质量至上：伴随着人类社会的不断进步和国民经济的迅速发展，工程建设速度不断加快，结构形式和复杂度不断增加。保证工程施工技术的最终目标是保证工程质量达到设计规范，为了提高工程质量，必须采用合理的施工工艺，如在主体结构施工材料进场前需进行试验检测，必要时小范围施工监测建材质量，若符合主体结构施工要求，则可批准进入现场，否则要禁止使用，且要求建材采购人员承担责任，必须重视施工质量问题，保障有关技术得到合理应用[6]。

3 高层建筑主体结构的施工技术

3.1 主结构的测量技术

在高层建筑的主体结构中，测量技术是最基础的一项技术。将测量技术运用到建筑工程中，能确保对主体结构进行精确的测量，并能更精确地反映出其尺寸是否符合设计要求。①测量人员可以用激光经纬仪在楼层之间预留的方形孔洞中进行测量。②测量时，测量人员要加强自身的责任心，以保证测量结果的正确性。③测量时，测量人员要寻找控制点，不断地修正误差，保证误差在允许的规范范围之内。④选定主要建筑物的重要部位，并进行编号。每层工程完工后，测量人员要对其进行沉降观测，以确定其沉降值是否超过规范数值。

3.2 钢筋混凝土的建造工艺

在工程施工过程中，钢筋混凝土结构的高度只有达到行业标准，才能提高其稳定性。在钢结构施工使用中，必须严格控制施工质量和操作速度，以保证钢结构与其他构件的焊接质量[7]。对钢筋进行搭接，采用合理的搭接工艺，使接头长度符合规定，并做好搭接后的检验，及时发现问题并处理；加固墙体和立柱的钢筋，应提前放线，避免钢筋变形超出设计范围；钢筋要成对排列，要严格控制两列钢筋之间的间隔，并将垫片置于钢筋外侧，以确保钢筋的安全；在绑扎梁板和楼板上的钢筋时，应按图纸上的规定放置，避免对构件的受力造成不利的影响。

3.3 模板施工工艺

在模板施工工程中，要根据工程的需要，对模板的施工过程进行优化，明确模板的尺寸，并严格按照施工规范进行模板的制作。在浇注混凝土时，由于模板自身承受着一定的横向作用力，因此，模板必须具有足够的抗侧压力，才能保证以后的浇筑工作能够顺利进行。在模板工程的设计中，各施工单位应根据工程需要，制定相应的施工方案，并对现场情况进行调查，选择最优的施工方案，为提高模板工程的施工质量打下坚实的基础[8]。

3.4 混凝土结构施工工艺

在高层建筑工程施工中，混凝土施工工艺是非常重要的技术措施。混凝土的施工质量直接关系到工程完工后的工程质量[9]。在施工过程中，合理运用混凝土施工工艺是不可忽略的。在正式开工前，工作人员要根据现场的具体情况配置水、水泥、骨料、添加剂等，以确保所配制的混凝土能够满足工程需要。混凝土关键的施工技术包括：①对混合料进行分析，其配比要符合高层建筑的施工要求，并按实验室的配比来配制和使用。②在工程施工中，必须系统地全面分析混凝土浇筑施工工艺，并严格遵守施工规范。③通过对混凝土搅拌工艺的分析，确定水泥、砂石、粉煤灰的配比。④要做好混凝土的保养。在混凝土浇注完毕后，要对其进行养护，并采取科学的养护措施，提高其稳定性。在混凝土养护期间，应注意温度、湿度的控制。若在夏天进行混凝土浇筑，则应喷洒水分，以降低因日晒而产生的干燥开裂的可能性。在冬天进行时，必须用草垫或加入防冻剂来降低冻结性。在混凝土工程中，施工单位按比例进行混凝土准备。在输送混凝土时，应注意采用不影响混凝土性能的措施。在振捣混凝土时，应保证振捣的速度适度，避免出现漏振和偏振现象。在混凝土养护过程中，应考虑到施工环境的特点，选择合适的养护措施，以降低水化热反应对混凝土结构的影响，避免在混凝土中生成裂缝，使其各项性能达到高层建筑的要求[10]。

3.5 高层建筑基桩施工技术

3.5.1 注浆桩

桩基具有很强的竖向承载力，能有效地抵抗外部的荷载，并能将垂直载荷从高层建筑转移到地表，提高结构的安全和稳定性，避免出现倒塌等问题。在工程施工中，由于周围环境的差异，必须根据工程实际情况，选用适当的桩基施工工艺，以保证工程取得应有的效果。在高层建筑工程中，灌注桩是一种比较常见的方法，但在施工中应注意：①要在施工中设置钻孔，然后进行混凝土浇筑。同时，还应结合实际情况和工程设计的要求，采取相应的钻孔等措施，以提高施工效果。②在桩孔成型后，将预制好的钢筋笼放入，然后将混凝土浇注进去，待水泥凝固后，就可以进行灌注桩的施工。③在施工时要注意选择合适的钻孔方法。主要分为两类：一类是人工钻孔，一类是机械钻孔，主要依据工程实际情况来确定。比如，在土体为粘性土的情况下，在桩孔施工中应采用人工钻孔，这样可以更好地赶到施工效果。④机械钻孔技术是一种高精度、高效率的技术，它适合于粉土，而不是所有的土壤。在钻孔过程中，如果出现了地下水等问题，必须将地下水排出，以免影响到桩基的施工。⑤在采用沉管成孔时，应选用爆破、振动等施工工艺，并采取相应的消声措施，避免造成过大的噪声污染。灌注桩的优点是适用范围广，施工噪声小，承载能力强，施工费用低廉，可以为施工单位节约投资。但在工程建设中仍有不足之处。例如，由于工程技术复杂，又易受外部环境的影响，从而产生质量问题，特别是在大颗粒、小砂砾中，如果一个环节出了差错，就会对工程产生很大的影响[11]。

3.5.2 预制构件

预制桩主要由水泥桩、钢管桩组成，用于各种人工填土、淤泥等，对预制的直径有一定的要求，一般要在150~300mm，以保证在一定的深度范围内。在打桩机和其他机械设备到位后，要先将吊索吊起，然后再进行吊装。在施工中要严格规范施工程序，首先要对桩头进行双向调整，然后反复锤击，通常2~3 次，待检测桩达到较好的垂直度后，再进行入桩，并对其进行详细的钻孔。预制桩是一种特殊的施工方法。比如，低配筋率，小直径，承载力大，结构简单，环境友好。另一方面，预制桩受挤土效应的影响，会造成桩基开裂、缩颈等问题。另外，目前的混凝土桩基以预制混凝土为主，一般有方桩和管桩两种。在运用管桩技术时，可采用沉桩、静压等多种施工方法，如在工程中发生挤土的情况，必须采取相应的措施，保证工程质量符合要求[12]。

4 提高高层建筑主体结构施工技术的保障措施

4.1 加强施工技术管理

与其他建筑相比，高层建筑的施工工艺和材料挑选都要严格得多。特别是垂直角度和标高，对于这些环节的精度都是极高的，因此，必须要严格控制，确保工程的质量。所以，在实际施工中，要加强技术管理，不能有丝毫的松懈。①施工材料的技术管理，原材料的使用会对工程的整体质量产生很大的影响，而原材料的问题也会对工程的质量产生很大的影响，这就需要相关的管理人员和技术人员加强沟通，确保工程的原材料质量。②高层住宅建筑关键部位的施工技术改造工作，在高层建筑中，其施工建设的关键环节具有很强的代表性。首先，对高层建筑而言，在实施过程中，必须重视基础施工技术的运用和工程实施的具体成效。另外，作为承重墙和剪力墙的施工也是整个工程的关键，在实际的管理工作中，管理者必须引起足够的重视。③对立交角、标高等关键施工技术规范的管理，必须严格执行工程建设的技术规范。从工程施工人员的实践出发，必须要对工程施工技术规范的含义有一个全面的认识，并在工作中严格遵守相关技术规范，以保证工程项目的最终成果符合工程设计的需要。④必须严格控制垂直度，防止各种技术问题影响到建筑的质量，从而导致目的大幅降低。垂直度对整个住宅工程的影响很大，只要竖向倾斜，就会影响整体的稳定和安全。同时，在实际工程中，如果发生偏移，不但增加了工程的难度，还会导致结构的承载力达不到标准，对工程的影响和损失程度是不可估量的。

4.2 提高施工技术人员能力

在实施全过程中，管理者自身的能力素质与技术水平的提高，对整个工程的实施起着至关重要的作用。建筑工程技术人员在工作中发挥自己的作用，提高自己的能力是十分必要的。它既能充分反映工程建设管理队伍自身的能力，又能更好地保证施工技术管理工作的质量。因此，作为工程项目的组织者和管理者，必须充分认识到施工技术人员在整个工程的实施中所起的重要作用，并积极地进行教育、培训，以提高他们的理论和技术水平。只有对先进的施工技术有了全面而深入的了解，才能在工程实施的各个环节中取得更好的实际成效，从而推动整个工程的管理与现代科技相结合，充分发挥其管理的作用。

4.3 健全完善技术管理体系

制度的制订不但要求十分严格，而且在实施过程中，还需要有关主管部门根据实际情况，找出其中的问题和缺陷，从而改进和提高系统的运行质量。先进的技术应用，以及管理体制的制定，都要更加的完善。只有确保整个系统与技术管理工作流程相适应，系统才能真正起到制约或促进作用。要达到加强和提高施工技术管理的质量，必须建立健全的技术管理体系，并通过制度的力量来推动建设项目的各个阶段的工作。当技术人员各司其职的时候，就可以有条不紊地进行技术问题的挖掘和处理。将问题彻底地解决，从而达到项目的高质量发展的目的。

4.4 做好成本及周期控制

工程造价管理工作的总体水平，既能从某种意义上反映工程施工的质量，又是工程施工中必须注意的一部分。在控制工程造价时，工程技术的运用是一个非常关键的环节，因此，工程造价管理部门必须从工程技术的控制与运用两方面着手，注重工程造价的有效性和科学性，从而为达到更好的成本控制效果提供帮助。施工工艺管理中，控制工程造价也将成为关键。特别是在不断增长的人力、物力等费用不断增加的情况下，科学地控制整个工程项目的造价，成为各个施工单位的可持续发展之路。同时，只有在节能和效率的基础上，将资源浪费降到最小的地步，才能实现更高的价值，才能让所有的建筑公司，都能快速的发展起来。