建筑施工技术在高层建筑中的应用

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  【摘 要】 高层建筑体现了科技发展水平和社会需求的变化,高层建筑施工技术要求也越来越高。在高层建筑中采用了大量先进的科学的施工技术,不但可以促进高层建筑的功能化,还可以推进建筑业环保工作和建筑节能工作的发展,是当前建筑领域崭新的话题。本文主要阐述了有关清水混凝土技术、钢结构施工工艺以及基本土建工程在高层建筑中的应用问题,能够对今后同类工程的施工起到一定的指导作用。
  【关键词】 施工技术;高层建筑;清水混凝土;钢结构
  1.清水混凝土技术在高层建筑中的应用分析
  1.1清水混凝土定义及优点
  清水混凝土又称为装饰混凝土,其因最终装饰面极具装饰效果得名,施工中采取一次浇筑成型并不加任何外装饰,而是直接利用浇筑混凝土的自然表面效果作为饰面,其以表面平整光滑、色泽均匀、棱角分明以及无碰损和污染等优点而凸显自然和庄重。作为混凝土材料中最高级表达形式的清水混凝土以能显示其最本质的美感,体现其“素面朝天”的品位而彰显其朴实无华、自然沉稳的外观韵味,施工优势清水混凝土在施工的过程中由于省去了装饰环节与二次抹灰施工的工序要求,这就使得其在相同施工质量的前提下,具备着显著的经济性,且具备着优质高效的施工质量要求。在现阶段的工程项目中,采用清水混凝土进行施工一方面可以提高工程的施工进度,这对于节能建筑施工理念的引入和落实有着极为良好的作用,更加符合了节约型社会发展的要求,因此在目前的工程项目中,清水混凝土在施工的过程中受到人们的高度重视与青睐,尤其是在节能市场,更是备受关注。
  1.2高层建筑中清水混凝土技术的应用
  1.2.1测量放线。测量放线是清水混凝土每个施工项目开始的必须环节,它能够保证主体结构的外形尺寸符合设计要求,测量放线主要包括以下几点:一是施工竖向精度:首先应该埋设好水准点,它是竖向施工控制的依据。水准要设置在相对稳定的建筑结构上,水准点之间的距离应该保持在50~100m;另外,还应该布设好高程控制网,按照水准点的具体位置来建立高程控制网。二是平面轴线:精确控制平面轴线,能够保证设计轴线和细部线准确无误。需要依据轴线控制桩,将平面轴线投测到施工平面图上,每层平面轴线需要投测2条以上。三是标高引测:要求标高的基准点要准确,同一层不应少于3点,然后取3点的平均值作为平面施工标高的基准点;在基坑内设计标桩时,要标明绝对标高和相对标高。
  1.2.2钢筋施工。对于钢筋的加工尺寸一定要控制好,加工成型的钢筋和箍筋要顺直、平正且弯钩要准确。对于粗直径钢筋可采用机械连接和焊接,连接时要保证连接质量。对于绑扎的钢筋,多余的扎丝部分要弯折到构件的内侧。柱施工时,可采用定位套箍,并保证钢筋位置准确。套箍可按照柱的断面设计来制作,采用主筋ф16~ф18的斜撑来加固;剪力墙钢筋,需要用梯形定位套箍,固定好主筋,同时控制好排距。墙横向钢筋的排距和内外竖筋距离要严格控制,定位撑可采用竖向定位梯形撑,并将支撑埋进墙内,焊接可采用ф14~ф16的钢筋,其间距要符合要求。为保证钢筋稳固,可将平板垫块改成正四棱形;墙上垫块可为半圆形,并将钢筋卡在半圆内,然后扎牢。
  1.3水混凝土模板设计。模板设计是清水混凝土饰面施工成功的前提和保证,对其施工成效有着关键的影响。确保模板设计的正确性、科学性、周密性,可以使浇筑过程顺利进行,并能使浇筑质量得到保证。根据实际选择模板,为模板设计奠定基础。一般比较适宜飾面清水混凝土施工的有全钢大模板、不锈钢模板、木梁框胶合板、PVC板贴面模板和钢框胶合板大型模板等。
  1.4凝土施工。清水混凝土要求颜色均匀,所有材料要一致。水泥的选择要求厂家、标号和品种相同,并且要保证水泥的性能和强度符合标准;砂石的选择保证符合规定;外加剂在满足混凝土施工要求外,还要保证混凝土的外观质量;混凝土要按照设计要求进行试配,并进行取样检测,混凝土配制过程中应该对坍落度进行控制。在浇筑混凝土前需要对模板的内部进行清理,在干净以后用水进行湿润。混凝土浇筑和振捣工艺要标准,要先使用与混凝土材料相同的水泥砂浆来浇筑墙和柱的根部,对顶部进行浇筑时需要加入适当的干净石子,在保证材料均匀一致的同时,也保证了混凝土的整体强度。清水混凝土的早期养护需要由专人负责,混凝土要一直保持湿润状态。混凝土的养护时间要保证能够满足混凝土硬化要求和强度标准。
  2.钢结构施工技术在高层建筑中的应用
  2.1钢结构施工技术的优势。钢结构的使用虽然在我国起步晚,但发展迅速。尤其是在高层建筑中的应用,推动了我国的建筑行业的发展速度。钢结构的优势有:自重轻,便于运输和安装,可跨越度大,用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅重量的1/2;抗展性好:钢材的塑性和韧性好,即钢结构不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏,且对动力荷载的适应性较强;设计风格灵活、丰富,在梁高相同的情况下,钢结构的开间可比混凝土结构的开间大50%;钢结构多采用螺栓连接,结构轻,施工简便,施工安装周期短;可以有效保护环境,即钢结构产生的噪音小、粉尘少,对土地资源破坏小,产生的固体垃圾量小,废钢资源回收价值高;综合造价低:钢结构工业化制作程度高,便于机械制造,集约化生产,精度高,安装方便,质量易于保证。
  2.2钢结构的安装
  2.2.1立面施工组织。在高层建筑施工中,由于工程的层数多、工作面小,模板施工周期性强,因此需要组织流水作业。也就是需要将建筑整体,从高度方向以钢柱的分段为参照,将建筑划分多个节。这样的分段,每个节具有单体的特征,各项结构也符合总体设计的要求。对于分段的钢柱的吊装,在施工操作中,单节框架本身的刚度必须保证,由于内爬式塔式起重机需要在施工中,有个爬升过程的操作,这就必须保证自升式塔式起重机的框架牢固、平衡和稳定。立面施工流水划分需要满足的条件:一是塔式起重机的起重量、起重半径与起吊高度等先关的起重性能和吊装要求,需要超过该流水段内需要吊起的最重物件的限额。二是高层钢结构吊装需划分吊装作业区域,吊装按划分的区域,平行顺序同时进行。由于是流水作业,这样就需要塔式起重机爬升高度,这个高度需要不影响下一节流水段起吊构件。三是钢柱是决定高层建筑层高和总高度的主要竖向构件,在加工制造中必须满足现行规范的标准。每一节内柱长度,需要满足构件制造厂说明的制作条件,每一节内柱的运输和堆放条件,也需要在流水段中在条件上保证。   2.2.2标准节框架施工与特殊节框架施工。在总体上,将超高层钢结构框架,以三四层为一节划分为节框架。在分成的诸节框架中,多数节框架的结构类型基本上是相同的,我们将这类节框架称为“标准节框架”。超高层钢结构框架施工的精确性,就需要标准节框架施工的保证。在特殊节框架的施工。它们往往以组合体的形式出现,体积大、重量重;组合体的连接形式复杂、多样,连接要求高;在整个建筑中,它往往起到关键点和特定性作用。不同的建筑中特殊钢结构一般不会相同或相似,因此其安装不可能有一个统一的或相对固定的安装模式与工艺。这就体现了它在超高层钢结构安装施工中的难度。对于钢柱的安装方法。在加工制造中,钢柱是竖向构件,决定高层建筑的总的高度,因此在规范上需要满足现行标准。注意焊缝在钢柱在翻样下料制作过程中出现的收缩变形,注意竖向荷载压缩引起的下料变形。这样在钢柱翻样下料长度的设计上不能相等,至少要存在几毫米的差距。同时,还要注意在上下两节钢柱上,即使截面完全相等,也是不能调换的,为保证安装的正确性,最好在施工的过程中对每节钢柱编上号来加以区别,确保安装的准确无误。
  2.2.3超高层钢结构的测量与校正。超高层钢结构校正、验收的基本顺序超高层钢结构建筑的校正是按流水段进行的,而流水段又是按柱子的分段划分的。一般一个流水段(或称一节柱)为3层,高12m左右。校正是在一个流水段安装完成后进行的。而下一个流水段的开吊,又必须以前一个流水段校正结束为前提。这里指的校正结束,必须包括资料完整,现场监理复测认可。底层钢柱的标高调整。第一节钢柱是安装在混凝土基础上的,钢柱安装前先在每根地脚螺栓上拧上螺母,螺母的面标高应为钢柱底板的底标高,然后将钢柱或钢柱底板安装就位,再复测底板或钢柱的平整度与垂直度,如有误差,可用扳手微调底板下的螺母,直到符合要求为止。然后拧上底板面上的螺母,钢柱临时固定完成。另一种方法是设置标高垫块调整的方法。柱顶的标高调整。每安装一节钢柱后,应对柱顶做一次标高实测,根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差值小于等于5mm,只记录不调整,超过5mm需进行调整。调整的方法:如果标高高了,必须在后节柱上截去相应的误差长度;如果标高低了,须采用填塞相应厚度的钢板,钢板必须与原钢柱同种材质。垂直度校正采用以下两种方法:用激光经纬仪校正;用高精度的经纬仪校正。
  2.2.4钢结构防火技术。根据设计要求,本工程钢柱采用厚涂型钢结构防火涂料,楼层板采用超薄型钢结构防火涂料,分别为CK60-l厚涂型和CK60-4超薄薄型钢结构防火涂料。钢梁采用超薄型钢结构防火涂料,为ZB60-4防火涂料。一是钢结构防火涂料涂装顺序。钢结构表面清理—防火涂料涂装—涂层之间表面修整处理—防火涂料面层涂装、表面整理—检查验收。涂层厚度总要求:总厚度不小于设计要求。二是室内超薄型钢结构防火涂料。表面处理,用手工清除表面灰尘及脏物。防火涂料涂装之前应充分搅拌均匀,如太稠可略加(不大于5)稀释剂稀释,以便于施工。涂装最佳环境及间隔:温度0~35℃,相对湿度不大于85%,间隔6~8h,但必须确认涂层干燥。防火涂料应分批涂装,根据环境温度不同调节每道涂装干膜厚度。三是室内厚涂型钢结构防火涂料。表面打底:在施工该涂料时,必须先打底,打底厚度为1~2mm,打底层基本均匀即可。底料配置:CK60-1涂料∶水∶专用粘结剂按3∶2∶1进行配制,用水量略作调节,以适应涂抹。防火涂料系粉状混合剂,配料必须在现场配制,其稠度以适于现场施工为宜,涂料搅拌至黏稠状,每批配好的涂料应尽快用完。
  3.土建工程的施工技术在高层建筑中的应用
  3.1泵送混凝土技术。高层建筑土建施工具有施工规模较大、原材料用量大、参与单位较多、设计复杂等特点,特别是大量商品混凝土的供应和浇灌,一直是制约施工进度的关键环节。泵送混凝土施工技术是利用混凝土泵,通过专用管道将商品混凝土输送至指定的浇筑位置,一次性完成混凝土的空间输运和浇筑。泵送混凝土技术具有输送量大、效率高、劳动强度较低、施工文明等特点。在高层建筑施工中得到广泛的应用。例如位于某处的商住一体综合性建筑,地上二层、地上为50层主楼,混凝土设计强度为C30~60,混凝土向下输送为10m,向上最大输送高度为162m,此工程每层混凝土用量约为1500m3,每天用量约为300m3。由于本工程的泵送混凝土最高达162m,若采用塔吊施工显然不能满足工程需要,采用拉力泵送技术,投入大,施工组织难,操作协调不易,因此只能采用一次泵送技术来进行施工。泵送混凝土施工技术要求混凝土具有可泵性、流动性和粘聚性,通过输运设备不断的搅动,确保混凝土不离析、不泌水,确保混凝土的施工性能,摩擦力小;常选用性能稳定的硅酸盐水泥。
  3.2混凝土施工技术。以一幢地下2层、地下21层的高层办公大楼为例,办公楼主体混凝土为框架—剪力墙结构,总建筑面积40976m2。基础底板混凝土设计强度等级为C40,抗渗标号等级为P6,板厚1.8m,底板平面尺寸为70m×44m,总体积约5800m3,由于基础底板大而厚,且要求连续浇筑到顶,最大一次浇筑混凝土2400m3,因此可按大体积混凝土施工工艺组织施工。高层建筑对基础施工的要求高,尤其是基础地基的施工,要求施工整体性高,且一次连续浇筑完毕,这需要大量、连续的混凝土供应,这就很容易导致混凝土裂缝的产生。因此,在实际混凝土设计试验中,应强化并控制混凝土内外温差产生温度变形应力的幅度,并不断提高混凝土结构的抗裂、防渗和抗侵蚀性能,優化大体积混凝土施工技术。
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