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摘要:随着城市土地的紧张及进一步充分发挥土地的综合利用率,高层建筑正在日益成为城市建设的主体。文章对高层建筑施工技术的分析,探讨关键技术。
关键词:高层;建筑;施工;关键;技术
中图分类号:TU208文献标识码: A
引言
当前,随着超高层建筑的日益增加、工程规模日益扩大和结构日趋复杂,导致了施工难度不断增加,施工环节增多,同时也促进了超高层建筑的施工技术不断革新。
1.高层建筑的施工特点
鉴于高层建筑的自身特点,与普通建筑施工应用技术有所差异,其施工特点主要表现为以下几点:(1)高层建筑一般基础较深,这主要是由于建筑高,体量大,因此支撑高层建筑的地基必须达到足够的强度,所以多采用深基础,持力层嵌入微风化岩层。(2)高层建筑地下室深面积大。这主要是由于需要满足建筑功能方面的要求 ,也要解决在施工过程中的结构抗浮问题。(3)高层建筑功能复杂,子系统多安装工程工程量大, 要求精度高。(4) 高层建筑的结构形式多为混合型。具有施工简便 、工期短、结构性能好的特点。(5)高层建筑装饰工程富于变化,具有工程量大,技术含量高、的特点。同时,装饰工程的安全功能尤其重要,要求较高的抗风性和密闭性。
2. 高层建筑的施工技术探讨
2.1 逆作法
逆作法是近年来发展起来的一种新兴的施工工艺。逆作法是采用地下连续墙或排桩等作为基坑的支护体系,地下连续墙也可作为地下结构的外墙,采用地下结构的各层楼板结构作为支护体系的支撑,使地下结构从上至下的一种反向施工法。它具有缩短工期、降低造价、减小基坑变形、减小地下结构施工队周边环境的影响等优点。
逆作法以刚度极大的地下结构梁板作为永久支撑结构,与传统的支护体系相比,可将基坑变形降为最低。相对常规顺作法而言,逆作法可以地下连续墙作为基坑围护,该地墙又可直接作为地下室外墙,而将地下结构梁板作为永久支撑结构,又省去了庞大的支撑费用。另外,它还节省挖土栈桥、排架支撑、地下室外墙防水以及土方开挖后的回填费用,匡算可节省地下结构总造价的15%~20%。上海长峰商城、上海环球金融中心的裙房区基坑围护工程都采用逆作法施工。
2.2 钢结构施工技术
(1)钢柱的安装。高层钢结构的第一层.也就是底层的钢柱时用螺丝固定在柱基之上的。在临时将登高扶梯和挂篮固定好之后,再进行下一步的安装。安装时要注意对准中心轴线进行定位安装,固定地脚螺丝时要时刻注意校正垂直度。之后各上层钢柱都是安装在之前安装的钢柱顶部,吊装钢柱就位后.先进行初步的垂直度、水平、牛腿面标高的校核,再在临时固定下拧紧螺栓.随后继续校正垂直度.保证安装的准确性。
(2)钢梁的安装。一般情况下钢梁采用的是两点吊装法。平直钢梁的吊点位置要保证钢梁在吊装过程中的最大正弯矩和最大负弯矩最小。其它桁架和构件的吊点要根据实际情况进行测算.以保证吊装过程以及安装过程中的平稳性。如若吊装钢梁的质量较轻,可以采用多头吊索。这种吊索可以一次性吊起数根钢梁,大大的提高了安装的速率。吊装完成后,将钢梁用事先安装在其上的扶手绳与钢柱系牢,以保证施工的安全性。接着就可以进行螺栓的连接,连接过程中要保证连接板的平整。
2.3 混凝土泵送技術
超高层建筑的混凝土强度高,体量大,国内均为泵送混凝土。随着混凝土泵制造工艺的发展,泵的输送距离已经完全能满足“一泵到顶”的要求。为保证浇筑功效,不仅要求泵送混凝土具有恰当的配合比,还必须使用相当数量的混凝土泵机和布料机。配合比设计上需采用粉煤灰及矿渣微粉双掺技术,以减缓水泥水化过程中放热速度,同时提高混凝土的后期强度,增强抗裂性。超高层泵送混凝土技术的关键是使混凝土泵送到规定高度的同时保持泵送混凝土各项指标的匀质性。上海环球金融中心和南京紫峰大厦均实现了大体积超高泵送混凝土技术。
3. 高层建筑关键施工技术及其要求
3.1 基础施工技术
高层建筑的基础施工主要有土方开挖、基坑的支护、基础混凝土浇筑等工作。高层建筑中的基础是整个房屋结构的重要组成部分,其造价和工期分别约占建筑物土建总造价的20%―30%、总工期30%~ 40%左右。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》规定,基础埋置深度,天然地基时应为建筑高度的1/12;桩基时应为建筑高度的1/15,桩长不计在埋置深度以内。为此深基础工程已成为建造高层建筑的条件。
由于高层建筑在城市建筑密集区,施工场地狭窄。对邻近建筑及四周市政工程设施的安全和保护,对基坑工程的稳定和位移要求很严,而基坑工程在施工过程中大部分是临时工程。深基坑的开挖与支护,施工风险较大。它涉及到土力学强度与稳定问题、位移变形问题、土与支护结构相互作用问题以及环境岩土工程问题。这些问题随着岩土性质不同而差异很大。设计施工不当,极易发生基坑工程事故。基坑深度超过5 m以上的项目,其边坡支护和基坑开挖、地下降水等均应有专项施工方案,且该方案应请富有专业知识和施工经验的专家组进行可行性论证,由项目总监审核后才能实施。
高层建筑常用的基础形式有:十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础、桩基础和复合基础。为了保证基础的稳定性,防止基础滑移,高层建筑基础工程施工时,必须解决人工地基、降低地下水位、支护工程、基础混凝土浇筑以及防止基础施工影响邻近建筑和地下管道等问题。
3.2 混凝土工程施工技术
混凝土质量的主要指标之一是压强。混凝土抗压强度与混凝土用水及水泥 的强度成正比,当水灰比相等时,高标水比泥低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多,所以,凝土施工时切勿用错了水泥标号。另外,水灰比也与混凝土的强度成正比,水灰比大,混凝土强度就高,水灰比小,混凝土强度就低。因此,水灰比不变时,企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的,此时只能增大 混凝土和易性,增大混凝土的收缩和变形。综上所述,响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比;要控制好混凝土质量最重要的是:控制好水泥和混凝 土的水灰比两个主要环节。在满足设计要求的质量指标前提下,尽量降低成本,这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性,这是客观的,但通过科学管理可以控制其达到最到最小值。因此,混凝土标准差能反映施工单位的时间管理水平,管理水平越高,标准差越小。可以说,混凝土的质量控制实质上是标准差的控制。
3.3 结构转换层施工技术
高层建筑从建筑的功能上一般上部要求小空间的轴线布置,而下班则需要大空间的轴线布置,而这一要求与结构力学、自然布置正好相反。由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部受力较小,正常布置时应当是下部刚度大,墙多、柱网密,到上面逐渐减少墙、柱,扩大轴线间距。为了满足建筑功能的要求,结构必须以与常规相反的方式布置。是上布置小空间,下部布置大空间;上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置转换层。不管采用何种转换形式,带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。随着转换层位置上移,应设计带转换层的筒体结构。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度。
对这两类转换结构,转换层高度是影响其抗震性能的主要因素之一,转换层商度越高转换层上下层间位移角及内力突变越明显,设计时应限制转换层设置高度。转换层与其上层的侧向刚度比对结构抗震性能有一定影响。对转换层位置较低的带转换层的剪力墙结构,控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层问位移角及内力突变。对于带转换层的剪力墙结构或简体结构,可采取以下措施强化下部结构:加大简体及落地墙厚度,提高混凝土强度等级,必要时可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯间筒体,提高抗震能力;可采取以下措施弱化上部:不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。
结语
高层建筑的施工过程是一项复杂的系统性的工程,必须制定周密的施工计划和组织方案,确保施工质量才是施工的重点。通过系统安排、灵活协调、周密计划,施工期间不断调整与完善施工方案,保证施工质量、效率及安全。
参考文献:
[1]张学政. 浅析高层建筑施工技术关键技术[J]. 城市建筑,2013,04:102+104.
[2]龚克,陈冰,赵广阳. 浅析高层建筑施工技术应用[J]. 门窗,2013,11:120-121.
关键词:高层;建筑;施工;关键;技术
中图分类号:TU208文献标识码: A
引言
当前,随着超高层建筑的日益增加、工程规模日益扩大和结构日趋复杂,导致了施工难度不断增加,施工环节增多,同时也促进了超高层建筑的施工技术不断革新。
1.高层建筑的施工特点
鉴于高层建筑的自身特点,与普通建筑施工应用技术有所差异,其施工特点主要表现为以下几点:(1)高层建筑一般基础较深,这主要是由于建筑高,体量大,因此支撑高层建筑的地基必须达到足够的强度,所以多采用深基础,持力层嵌入微风化岩层。(2)高层建筑地下室深面积大。这主要是由于需要满足建筑功能方面的要求 ,也要解决在施工过程中的结构抗浮问题。(3)高层建筑功能复杂,子系统多安装工程工程量大, 要求精度高。(4) 高层建筑的结构形式多为混合型。具有施工简便 、工期短、结构性能好的特点。(5)高层建筑装饰工程富于变化,具有工程量大,技术含量高、的特点。同时,装饰工程的安全功能尤其重要,要求较高的抗风性和密闭性。
2. 高层建筑的施工技术探讨
2.1 逆作法
逆作法是近年来发展起来的一种新兴的施工工艺。逆作法是采用地下连续墙或排桩等作为基坑的支护体系,地下连续墙也可作为地下结构的外墙,采用地下结构的各层楼板结构作为支护体系的支撑,使地下结构从上至下的一种反向施工法。它具有缩短工期、降低造价、减小基坑变形、减小地下结构施工队周边环境的影响等优点。
逆作法以刚度极大的地下结构梁板作为永久支撑结构,与传统的支护体系相比,可将基坑变形降为最低。相对常规顺作法而言,逆作法可以地下连续墙作为基坑围护,该地墙又可直接作为地下室外墙,而将地下结构梁板作为永久支撑结构,又省去了庞大的支撑费用。另外,它还节省挖土栈桥、排架支撑、地下室外墙防水以及土方开挖后的回填费用,匡算可节省地下结构总造价的15%~20%。上海长峰商城、上海环球金融中心的裙房区基坑围护工程都采用逆作法施工。
2.2 钢结构施工技术
(1)钢柱的安装。高层钢结构的第一层.也就是底层的钢柱时用螺丝固定在柱基之上的。在临时将登高扶梯和挂篮固定好之后,再进行下一步的安装。安装时要注意对准中心轴线进行定位安装,固定地脚螺丝时要时刻注意校正垂直度。之后各上层钢柱都是安装在之前安装的钢柱顶部,吊装钢柱就位后.先进行初步的垂直度、水平、牛腿面标高的校核,再在临时固定下拧紧螺栓.随后继续校正垂直度.保证安装的准确性。
(2)钢梁的安装。一般情况下钢梁采用的是两点吊装法。平直钢梁的吊点位置要保证钢梁在吊装过程中的最大正弯矩和最大负弯矩最小。其它桁架和构件的吊点要根据实际情况进行测算.以保证吊装过程以及安装过程中的平稳性。如若吊装钢梁的质量较轻,可以采用多头吊索。这种吊索可以一次性吊起数根钢梁,大大的提高了安装的速率。吊装完成后,将钢梁用事先安装在其上的扶手绳与钢柱系牢,以保证施工的安全性。接着就可以进行螺栓的连接,连接过程中要保证连接板的平整。
2.3 混凝土泵送技術
超高层建筑的混凝土强度高,体量大,国内均为泵送混凝土。随着混凝土泵制造工艺的发展,泵的输送距离已经完全能满足“一泵到顶”的要求。为保证浇筑功效,不仅要求泵送混凝土具有恰当的配合比,还必须使用相当数量的混凝土泵机和布料机。配合比设计上需采用粉煤灰及矿渣微粉双掺技术,以减缓水泥水化过程中放热速度,同时提高混凝土的后期强度,增强抗裂性。超高层泵送混凝土技术的关键是使混凝土泵送到规定高度的同时保持泵送混凝土各项指标的匀质性。上海环球金融中心和南京紫峰大厦均实现了大体积超高泵送混凝土技术。
3. 高层建筑关键施工技术及其要求
3.1 基础施工技术
高层建筑的基础施工主要有土方开挖、基坑的支护、基础混凝土浇筑等工作。高层建筑中的基础是整个房屋结构的重要组成部分,其造价和工期分别约占建筑物土建总造价的20%―30%、总工期30%~ 40%左右。根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》规定,基础埋置深度,天然地基时应为建筑高度的1/12;桩基时应为建筑高度的1/15,桩长不计在埋置深度以内。为此深基础工程已成为建造高层建筑的条件。
由于高层建筑在城市建筑密集区,施工场地狭窄。对邻近建筑及四周市政工程设施的安全和保护,对基坑工程的稳定和位移要求很严,而基坑工程在施工过程中大部分是临时工程。深基坑的开挖与支护,施工风险较大。它涉及到土力学强度与稳定问题、位移变形问题、土与支护结构相互作用问题以及环境岩土工程问题。这些问题随着岩土性质不同而差异很大。设计施工不当,极易发生基坑工程事故。基坑深度超过5 m以上的项目,其边坡支护和基坑开挖、地下降水等均应有专项施工方案,且该方案应请富有专业知识和施工经验的专家组进行可行性论证,由项目总监审核后才能实施。
高层建筑常用的基础形式有:十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础、桩基础和复合基础。为了保证基础的稳定性,防止基础滑移,高层建筑基础工程施工时,必须解决人工地基、降低地下水位、支护工程、基础混凝土浇筑以及防止基础施工影响邻近建筑和地下管道等问题。
3.2 混凝土工程施工技术
混凝土质量的主要指标之一是压强。混凝土抗压强度与混凝土用水及水泥 的强度成正比,当水灰比相等时,高标水比泥低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多,所以,凝土施工时切勿用错了水泥标号。另外,水灰比也与混凝土的强度成正比,水灰比大,混凝土强度就高,水灰比小,混凝土强度就低。因此,水灰比不变时,企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的,此时只能增大 混凝土和易性,增大混凝土的收缩和变形。综上所述,响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比;要控制好混凝土质量最重要的是:控制好水泥和混凝 土的水灰比两个主要环节。在满足设计要求的质量指标前提下,尽量降低成本,这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性,这是客观的,但通过科学管理可以控制其达到最到最小值。因此,混凝土标准差能反映施工单位的时间管理水平,管理水平越高,标准差越小。可以说,混凝土的质量控制实质上是标准差的控制。
3.3 结构转换层施工技术
高层建筑从建筑的功能上一般上部要求小空间的轴线布置,而下班则需要大空间的轴线布置,而这一要求与结构力学、自然布置正好相反。由于高层建筑结构下部楼层受力很大,上部受力较小,正常布置时应当是下部刚度大,墙多、柱网密,到上面逐渐减少墙、柱,扩大轴线间距。为了满足建筑功能的要求,结构必须以与常规相反的方式布置。是上布置小空间,下部布置大空间;上部布置刚度大的剪力墙,下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置,就必须在结构转换的楼层设置转换层。不管采用何种转换形式,带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。随着转换层位置上移,应设计带转换层的筒体结构。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度。
对这两类转换结构,转换层高度是影响其抗震性能的主要因素之一,转换层商度越高转换层上下层间位移角及内力突变越明显,设计时应限制转换层设置高度。转换层与其上层的侧向刚度比对结构抗震性能有一定影响。对转换层位置较低的带转换层的剪力墙结构,控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层问位移角及内力突变。对于带转换层的剪力墙结构或简体结构,可采取以下措施强化下部结构:加大简体及落地墙厚度,提高混凝土强度等级,必要时可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯间筒体,提高抗震能力;可采取以下措施弱化上部:不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。
结语
高层建筑的施工过程是一项复杂的系统性的工程,必须制定周密的施工计划和组织方案,确保施工质量才是施工的重点。通过系统安排、灵活协调、周密计划,施工期间不断调整与完善施工方案,保证施工质量、效率及安全。
参考文献:
[1]张学政. 浅析高层建筑施工技术关键技术[J]. 城市建筑,2013,04:102+104.
[2]龚克,陈冰,赵广阳. 浅析高层建筑施工技术应用[J]. 门窗,2013,11:120-121.