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摘 要:随着社会经济的发展,在建筑行业来说,“聚积效应”和“楼宇经济” 是推动超高层发展的根本动力。但,超高层建筑是一个技术和资金密集型的产业,建造过程中有客观因素的制约,同时存在一定的困难。本文笔者在超高层建筑施工特点认识的基础上,论述了超高层施工要点。
关键词:超高层建筑;施工;施工特点;技术 科技成果 推广应用
中图分类号: TU208.3文献标识码:A 文章编号:
引言
近年来,超高层建筑在亚洲迅猛地发展,我国的超高层建筑也宛如雨后春笋。究其原因有两个方面:一是城市的“聚积效应”促使了超高层的发展。二是“楼宇经济” 的兴起,也是超高层建筑发展的一个强劲动力。需求和效率是推动超高层发展的根本动力,超高层在我国速猛发展是有一定基础的,超高层势必是城市的发展方向之一,是经济效益的体现和延伸,我们在行业存在的众说纷纭的“歧义”中要更加理智地认识到这一点。但,超高层建筑是一个技术和资金密集型的产业,建造过程中有客观因素的制约,同时存在一定的困难。不可能永无止境地向上发展。
1 超高层建筑施工特点分析
超高层建设是个庞大的系统,其他方面的课题暂且不论,单就朝施工方面的特点来讲,主要特点有:(a) 规模大、工期长。不仅层数高,建筑面积也比较大,一般都在1O万m2 以上,有的甚至超过了百万平方米,1栋可以相当于好几栋小高层;(b) 成本高、资金投入多。投资一般都在亿元以上,十几亿元、上百亿元造价的超高层在我国已屡见不鲜;(C) 基础埋置深。按照建筑物地上、地下比例不小于10:1的规律,超高层建筑的地下室埋置深度一般都在20m以上,有的甚至超过30m,基础处理技术复杂,工作量大;(d) 作业空间小、施工用地紧张。超高层建筑一般是城市的标志性建筑,大都建在市中心,交通繁忙,周围已有建筑多,施工组织难度十分高,技术难度非常大;(e) 建筑标准高。所用建筑材料和设备品名多、标准高、来源广,业主和设计师为打造城市名片,往往不惜重金,采用世界上最新的科技成果、最高品质的设备和材料,这对总承包单位的科技水平和综合组织协调能力是一个非常严峻的考验;(f) 材料设备的运输量大。一般采用垂直电梯、爬升塔吊、混凝土输送泵、物料运输管道等多种垂直运输手段把几万吨、几十万吨的建筑材料从地面运输到空间,组合成一栋摩天大楼是非常不易的;(g) 工期长。一般都在2年以上,冬雨季施工无法避免,特别是随着施工高度的增加,作业环境不断恶化,大风、低温给施工带来的困难是需要认真应对的;(h) 结构超高、功能繁多、系统复杂。一栋超高层建成以后就是1个小社会,往往集办公、休闲娱乐、购物、酒店、观光等多项功能于一体,各种使用功能都有。
以上特点带来的最直接工况是施工时的管理体系复杂、技术要求高、综合协调难度大。要在有限的时间和空间里,保质保量的把各个系统的功能按设计要求完成,没有周密的计划、统筹全局的措施是不行的。所以超高层的施工组织要求特别严谨和周密,不仅要用到控制论的原理,对各个方面进行开环控制、闭环控制和复合控制而且要对许多施工设施进行具体设计和核算。
2 超高层施工要点分析
超高层建筑施工过程中的每一个环节、每一个工序,都和普通建筑既一样又不一样。一样在于同样的工序在操作面上的操作是一样的,不一样在于实现这个一样操作的过程和保障这个操作的支撑环节是不一样的,超高层的施工操作更高、更新、更难。
2.1 混凝土浇灌
以混凝土浇灌为例,在3m高度上进行和在300m高度上进行的操作是一样的,但耍把混凝土送到300m高空,混凝土输送的设备和技术就完全不一样。一般的天泵、地泵都无能为力,得用接力泵、增压泵;为保证在300m高空浇灌混凝土的安全操作,必须使用电动或液压整体爬升脚手架,或整体提升钢平台模板技术,因为传统的落地式脚手架不可能达到300米的高度。
即使在同样的高度,浇筑3Om3的混凝土与3000m3的工艺完全不一样,为保证混凝土的密实度,得解决浮浆问题,为克服因大体积而产生的温度应力,得在浇筑方案中考虑包括分仓、跳仓等施工工艺在内的一系列技术措施。
2.2 基坑开挖和支护
同是挖土做地下室,挖深3m和30m就是2个完全不同的概念。挖3m基坑可以采用放坡顺作法,最多也就是做个基坑支护顺作法。可是挖3Om深就很难放坡了,在地质条件不好的情况下,基坑支护的方法也变得很困难。这时候逆作法就應运而生了,它改变了常规的由下而上施工的方法,采用由上而下施工。
逆作法的原理很简单,就是利用永久结构的挡土功能来解决施工过程中的支护问题,但逆作法的施工设计和组织却很复杂。逆作还是顺作,要根据具体情况具体分析,灵活掌握。
2.3 质量控制关键点
这里特别要强调的是:不同材质的结合面是我们超高层施工的质量预控关键点。钢结构和混凝土结构,是2种性质不同的施工领域。当钢结构安装到混凝土面上的时候,二者的结合质量就显得十分重要,稍有疏忽,就会造成整体质量的下降,一般钢结构安装前要做以下检查工作:建筑物的定位轴线、平面封闭角、混凝土结构层的标高。
即使就是混凝土结构本身,若强度等级不同,也存在着不同等级结合部的质量问题,要保证结合部的混凝土质量,必须采用相应的工艺措施。西南某超高层建筑的混凝土浇筑质量事故,就是由于在梁柱接头处不同标号的2种混凝土的结合面施工时,没按规范采用钢筋网片隔离,致使低标号的梁混凝土流淌到了高标号柱混凝土区域,造成节点域混凝土标号降低的突出事例。
3 超高层建筑施工新技术
超高层建筑有哪些新技术呢?根据有关文献统计,和高层建筑相比,超高层建筑施工在测量工程、模板工程、地基基础工程等11个主要分项工程中,约有200多项施工技术的创新。以下以建设部2O1O年颁布的《建筑业十项新技术》为例,作概要式的介绍(表1)。应用好了这些关键性的施工新技术,超高层建筑的主要施工难题都可以得到解决。
表1 解决超高层施工问题可采用的建筑新技术一览
结束语
超高层施工技术,如一朵鲜艳的奇葩,又似一座陡峭的悬崖,它让我们动心,又让我们倍感压力。在这里盲目乐观、大而化之和心存畏惧,不敢迎接挑战的态度都是不可取的。 “十年磨一剑,不敢试锋芒。再磨十年后,泰山不敢当” ,对于每一个从事建筑工程的单位来说,只要认真对待、努力学习、不断总结经验,就一定会从不懂到懂,不精到精,提升自己的超高层建筑技术水平,达到一个可以完成历史赋予我们机遇和挑战的高度。
参考文献
[1]范先钦.浅谈超高层施工技术管理[J]科技风,201l
关键词:超高层建筑;施工;施工特点;技术 科技成果 推广应用
中图分类号: TU208.3文献标识码:A 文章编号:
引言
近年来,超高层建筑在亚洲迅猛地发展,我国的超高层建筑也宛如雨后春笋。究其原因有两个方面:一是城市的“聚积效应”促使了超高层的发展。二是“楼宇经济” 的兴起,也是超高层建筑发展的一个强劲动力。需求和效率是推动超高层发展的根本动力,超高层在我国速猛发展是有一定基础的,超高层势必是城市的发展方向之一,是经济效益的体现和延伸,我们在行业存在的众说纷纭的“歧义”中要更加理智地认识到这一点。但,超高层建筑是一个技术和资金密集型的产业,建造过程中有客观因素的制约,同时存在一定的困难。不可能永无止境地向上发展。
1 超高层建筑施工特点分析
超高层建设是个庞大的系统,其他方面的课题暂且不论,单就朝施工方面的特点来讲,主要特点有:(a) 规模大、工期长。不仅层数高,建筑面积也比较大,一般都在1O万m2 以上,有的甚至超过了百万平方米,1栋可以相当于好几栋小高层;(b) 成本高、资金投入多。投资一般都在亿元以上,十几亿元、上百亿元造价的超高层在我国已屡见不鲜;(C) 基础埋置深。按照建筑物地上、地下比例不小于10:1的规律,超高层建筑的地下室埋置深度一般都在20m以上,有的甚至超过30m,基础处理技术复杂,工作量大;(d) 作业空间小、施工用地紧张。超高层建筑一般是城市的标志性建筑,大都建在市中心,交通繁忙,周围已有建筑多,施工组织难度十分高,技术难度非常大;(e) 建筑标准高。所用建筑材料和设备品名多、标准高、来源广,业主和设计师为打造城市名片,往往不惜重金,采用世界上最新的科技成果、最高品质的设备和材料,这对总承包单位的科技水平和综合组织协调能力是一个非常严峻的考验;(f) 材料设备的运输量大。一般采用垂直电梯、爬升塔吊、混凝土输送泵、物料运输管道等多种垂直运输手段把几万吨、几十万吨的建筑材料从地面运输到空间,组合成一栋摩天大楼是非常不易的;(g) 工期长。一般都在2年以上,冬雨季施工无法避免,特别是随着施工高度的增加,作业环境不断恶化,大风、低温给施工带来的困难是需要认真应对的;(h) 结构超高、功能繁多、系统复杂。一栋超高层建成以后就是1个小社会,往往集办公、休闲娱乐、购物、酒店、观光等多项功能于一体,各种使用功能都有。
以上特点带来的最直接工况是施工时的管理体系复杂、技术要求高、综合协调难度大。要在有限的时间和空间里,保质保量的把各个系统的功能按设计要求完成,没有周密的计划、统筹全局的措施是不行的。所以超高层的施工组织要求特别严谨和周密,不仅要用到控制论的原理,对各个方面进行开环控制、闭环控制和复合控制而且要对许多施工设施进行具体设计和核算。
2 超高层施工要点分析
超高层建筑施工过程中的每一个环节、每一个工序,都和普通建筑既一样又不一样。一样在于同样的工序在操作面上的操作是一样的,不一样在于实现这个一样操作的过程和保障这个操作的支撑环节是不一样的,超高层的施工操作更高、更新、更难。
2.1 混凝土浇灌
以混凝土浇灌为例,在3m高度上进行和在300m高度上进行的操作是一样的,但耍把混凝土送到300m高空,混凝土输送的设备和技术就完全不一样。一般的天泵、地泵都无能为力,得用接力泵、增压泵;为保证在300m高空浇灌混凝土的安全操作,必须使用电动或液压整体爬升脚手架,或整体提升钢平台模板技术,因为传统的落地式脚手架不可能达到300米的高度。
即使在同样的高度,浇筑3Om3的混凝土与3000m3的工艺完全不一样,为保证混凝土的密实度,得解决浮浆问题,为克服因大体积而产生的温度应力,得在浇筑方案中考虑包括分仓、跳仓等施工工艺在内的一系列技术措施。
2.2 基坑开挖和支护
同是挖土做地下室,挖深3m和30m就是2个完全不同的概念。挖3m基坑可以采用放坡顺作法,最多也就是做个基坑支护顺作法。可是挖3Om深就很难放坡了,在地质条件不好的情况下,基坑支护的方法也变得很困难。这时候逆作法就應运而生了,它改变了常规的由下而上施工的方法,采用由上而下施工。
逆作法的原理很简单,就是利用永久结构的挡土功能来解决施工过程中的支护问题,但逆作法的施工设计和组织却很复杂。逆作还是顺作,要根据具体情况具体分析,灵活掌握。
2.3 质量控制关键点
这里特别要强调的是:不同材质的结合面是我们超高层施工的质量预控关键点。钢结构和混凝土结构,是2种性质不同的施工领域。当钢结构安装到混凝土面上的时候,二者的结合质量就显得十分重要,稍有疏忽,就会造成整体质量的下降,一般钢结构安装前要做以下检查工作:建筑物的定位轴线、平面封闭角、混凝土结构层的标高。
即使就是混凝土结构本身,若强度等级不同,也存在着不同等级结合部的质量问题,要保证结合部的混凝土质量,必须采用相应的工艺措施。西南某超高层建筑的混凝土浇筑质量事故,就是由于在梁柱接头处不同标号的2种混凝土的结合面施工时,没按规范采用钢筋网片隔离,致使低标号的梁混凝土流淌到了高标号柱混凝土区域,造成节点域混凝土标号降低的突出事例。
3 超高层建筑施工新技术
超高层建筑有哪些新技术呢?根据有关文献统计,和高层建筑相比,超高层建筑施工在测量工程、模板工程、地基基础工程等11个主要分项工程中,约有200多项施工技术的创新。以下以建设部2O1O年颁布的《建筑业十项新技术》为例,作概要式的介绍(表1)。应用好了这些关键性的施工新技术,超高层建筑的主要施工难题都可以得到解决。
表1 解决超高层施工问题可采用的建筑新技术一览
结束语
超高层施工技术,如一朵鲜艳的奇葩,又似一座陡峭的悬崖,它让我们动心,又让我们倍感压力。在这里盲目乐观、大而化之和心存畏惧,不敢迎接挑战的态度都是不可取的。 “十年磨一剑,不敢试锋芒。再磨十年后,泰山不敢当” ,对于每一个从事建筑工程的单位来说,只要认真对待、努力学习、不断总结经验,就一定会从不懂到懂,不精到精,提升自己的超高层建筑技术水平,达到一个可以完成历史赋予我们机遇和挑战的高度。
参考文献
[1]范先钦.浅谈超高层施工技术管理[J]科技风,201l