高層建筑施工工藝探討

摘要：相對普通底層建筑而言，高層建筑在施工技術(shù)和質(zhì)量方面有著更高的要求，施工工藝的選擇將直接影響到整個工程的施工質(zhì)量。文章將就高層建筑的施工工藝進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：高層建筑；施工工藝；工藝要點

中圖分類號：TU974文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8937（2012）08-0132-02

隨著城市化進(jìn)程的進(jìn)一步發(fā)展，城市建設(shè)用地越來越緊張，這就使得城市高層建筑越來越普及，同時，現(xiàn)代建筑理念也以“高”為美，以“高度”不僅成為了城市的標(biāo)志，也成為了現(xiàn)代人對居住的一種追求，更成為許多企業(yè)選擇辦公場所的標(biāo)準(zhǔn)。這也就意味著在現(xiàn)代社會，高層建筑無處不在，但同時也意味著人們對高層建筑的質(zhì)量和實用性有了更多的要求。正是如此，對高層建筑的施工工藝的探索，是當(dāng)前建筑行業(yè)所共同面臨的話題。文章將就高層建筑的施工工藝要點進(jìn)行相關(guān)的探討。

1高層建筑的施工特點

高層建筑的施工特點主要包括以下幾個方面。

1.1工程量大、工序多、配合復(fù)雜

一般而言，高層建筑的施工工程量大，諸如土方、混凝土、模板、鋼筋、砌筑、設(shè)備管線等環(huán)節(jié)多，數(shù)量大，以一座20層的住宅樓為例，混凝土量常約達(dá)5 000 m³、鋼筋750 t、鋼模板400 t、土方1.2萬m³、墻體2 000 m²。

1.2施工準(zhǔn)備工作量大

由于高層建筑體積、面積大，因此在施工中會需要大量材料、構(gòu)配件和機(jī)具設(shè)備等，而且品種繁多，采購量和運輸量很大。在具體的施工中，還需用大量的專業(yè)工種、勞動力，要對人力、物力以及施工技術(shù)進(jìn)行充分的準(zhǔn)備，以保證工程順利進(jìn)行。

1.3施工周期長、工期緊

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，高層建筑單棟工期一般要經(jīng)歷2～4 a；結(jié)構(gòu)工期一般為5～l0 d一層，短則3 d一層，而且通常是兩班或三班作業(yè)，工期不僅長，而且緊，而且還需要經(jīng)歷冬、雨期施工，所以，為保證質(zhì)量，需要準(zhǔn)備特殊的施工技術(shù)措施，同時合理安排工序。

1.4基礎(chǔ)深、基坑支護(hù)和地基處理復(fù)雜

通常來說，高層建筑基礎(chǔ)較深，同時會有l(wèi)～4層地下室，這就決定了在施工中，基坑支護(hù)、土方開挖、地基處理以及深層降水等環(huán)節(jié)，在技術(shù)上會存在很多困難，其會直接影響工期和造價。

1.5結(jié)構(gòu)裝修、防水質(zhì)量要求高，技術(shù)復(fù)雜

現(xiàn)代建筑對結(jié)構(gòu)的耐久性，以及城市美化有較高的要求，因此會對高層建筑主體結(jié)構(gòu)和建筑物立面裝飾標(biāo)準(zhǔn)，有更高的要求；，同時，對基礎(chǔ)和地下室墻面、廚房、衛(wèi)生間的管道和防水等各方面，也會相應(yīng)的提出更高的要求，也就需要在土建、水、電、通、暖、燃?xì)狻⑾赖牟馁|(zhì)和施工質(zhì)量等，提出更高要求。

1.6平行流水、立體交叉作業(yè)多，機(jī)械化程度高

由于高層建筑標(biāo)準(zhǔn)層較多，而在施工中我們又想擴(kuò)大施工面，以便能夠加快工程進(jìn)度，因此，都會選擇多專業(yè)工種、多工序平行流水立體交叉作業(yè)的方式。而為了提高工作效率，一般都會采用機(jī)械化施工，這就會比普通建筑施工配合復(fù)雜很多，就需要施工管理部門結(jié)合自身的實際情況，解決多工種、多工序的立體交叉配合及縱橫向各方面的問題。

2高層建筑施工工藝方法綜述

鋼筋混凝土的成型方法，影響著建筑體系的選用，反過來建筑結(jié)構(gòu)體系也影響著施工方法和施工機(jī)具設(shè)備的選擇，影響著施工組織和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，不同的建筑體系其施工方法也有所不同。下面就高層建筑基本結(jié)構(gòu)體系所常用的施工方法，作簡要綜述。

2.1框架結(jié)構(gòu)體系施工方法

①現(xiàn)澆框架法。柱、梁、板全部在現(xiàn)場澆筑，采用散裝散拆式定型組合模板支模、綁鋼筋澆筑；亦可柱子采用組裝成整體式的柱模，梁、板采用臺模、早拆式體系模板等工具式模板澆筑。

②預(yù)制裝配框架法。柱、梁、板、樓梯段在工廠或現(xiàn)場附近預(yù)制，運到現(xiàn)場，用塔吊進(jìn)行吊裝就位。柱與柱的接頭有榫接、插入式、漿錨式等，要能傳遞軸力、剪力和彎矩；柱與梁的接頭有明牛腿式、暗牛腿式、齒槽式、整澆式等，可做成剛接（承受剪力和彎矩）或鉸接（只承受豎向剪力）。柱梁接頭鋼筋采取焊接，并有防焊接應(yīng)力過大和焊接變形措施。本法工業(yè)化程度高，現(xiàn)場工作量小，效率高，施工速度快；但結(jié)構(gòu)抗震性較差；構(gòu)件的種類、型號、規(guī)格、尺寸繁多，焊接量大，吊裝組織配合工作復(fù)雜，1976年唐山地震后，應(yīng)用漸少。

③現(xiàn)澆柱、預(yù)制梁板框架法。在框架結(jié)構(gòu)中，將支模簡易的框架柱采用現(xiàn)澆工藝，而將較復(fù)雜的水平梁、板采取在工廠或現(xiàn)場預(yù)制，用塔吊吊裝就位，形成了現(xiàn)澆柱、預(yù)制梁、板框架。本法結(jié)構(gòu)整體性較全預(yù)制裝配的好，吊裝工作量減少。適合于符合標(biāo)準(zhǔn)化系列參數(shù)，且當(dāng)?shù)赜猩唐妨骸鍢?gòu)件供應(yīng)的高層建筑，層高可達(dá)20層。

④升板法。對高層無梁樓蓋，可在施工現(xiàn)場就地重疊生產(chǎn)各層樓板，柱子采用預(yù)制或現(xiàn)澆，然后利用安裝在柱頭上的提升設(shè)備，將各層樓板由下而上逐層提升到設(shè)計位置。也可在準(zhǔn)備升板的樓板上，將外墻和豎向構(gòu)件安裝上，然后整層一起提升，稱為升層法。本法可節(jié)約95％的模板，減少高空作業(yè)，減輕勞動強(qiáng)度，不需要大型起重設(shè)備，節(jié)約施工場地，可在狹窄場地施工，能有效縮短工期；但由于有大量預(yù)埋件和提升環(huán)，柱子剛度需加強(qiáng)，鋼材用量比現(xiàn)澆法略多，還要特別注意整體穩(wěn)定性和施工程序。適宜用于18層以下的高層倉庫、商場建筑。

⑤整體預(yù)應(yīng)力板柱框架法。采用預(yù)應(yīng)力方法將預(yù)制的柱子和樓板構(gòu)件拼接起來，并與剪力墻結(jié)合，現(xiàn)澆連接成為整體空間結(jié)構(gòu)體系，國內(nèi)已應(yīng)用于開間15 m旅館建筑。

2.2剪力墻結(jié)構(gòu)體系施工方法

剪力墻結(jié)構(gòu)有現(xiàn)場澆筑，裝配式大板和砌塊等型式，施工方法也有所不同。

2.2.1現(xiàn)場澆筑方法

①工具式組合鋼模板法。采用組合式鋼模板散裝散拆，或組裝成大塊整體安裝模板澆筑。本法為常規(guī)施工方法，通過精心施工，質(zhì)量可以保證，但支模費工費時，工效較低。

②大模板法。內(nèi)承重墻均用整間的大模板支模現(xiàn)澆；外圍護(hù)墻用現(xiàn)澆，或預(yù)制（稱內(nèi)澆外掛），或砌筑三種做法。樓板可根據(jù)不同情況，采用預(yù)制、現(xiàn)澆或預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合的方法。本法大模板裝、拆快，施工快速，墻面平整，質(zhì)量好，可減少現(xiàn)場裝修工作量，在高層建筑中應(yīng)用較普遍。

③爬模法。大模板自爬，借助自身的提升工具逐層上爬，不需要塔式起重機(jī)提升，每澆筑一層墻體隨后澆一層樓板。上海已用于48層高層建筑。

④隧道模法。承重墻體和樓板，采用隧道式模板同時澆筑，做到一次支模一次澆筑成型。本法結(jié)構(gòu)整體性好，墻面和頂面平整。采用這種方法已建成70層的高層建筑。

⑤滑升模板法。滑升模板（簡稱滑模）是在建筑物的基礎(chǔ)上按照平面圖，沿結(jié)構(gòu)周邊一次組裝一段高度的模板，隨著模板內(nèi)不斷澆筑混凝土和綁扎鋼筋，不斷用小型液壓千斤頂提升模板來完成整個高層建筑物的澆筑和成型。這種方法亦適用于高層剪力墻結(jié)構(gòu)建筑，如高層住宅、高層賓館。

2.2.2裝配式方法

①裝配式大板法。內(nèi)外承重墻均采用預(yù)制大板，樓板及樓梯段采用預(yù)制，用塔吊逐層進(jìn)行安裝。本法預(yù)制裝配化程度高，現(xiàn)場工作量少，勞動強(qiáng)度低，施工速度快，造價增加不多，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果較好，但要有可靠的抗震措施。我國曾用于10～18層住宅，國外最高的達(dá)25層。

②盒子建筑法。在工廠預(yù)制成盒子狀空間構(gòu)件，運到施工現(xiàn)場逐層進(jìn)行組裝，每個盒子重8～30 t。

本法預(yù)制裝配化程度較裝配式大板建筑更高，現(xiàn)場用工少，勞動強(qiáng)度低，工期更短；但一次性投資較大，需要解決大噸位運輸和吊裝設(shè)備，受到一定限制。

2.3筒體結(jié)構(gòu)體系施工法

筒體結(jié)構(gòu)體系，常用于超高層建筑。筒體的承重梁、柱和承重墻均采用現(xiàn)澆工藝，以確保高聳建筑物的整體性。核心筒的內(nèi)筒多為現(xiàn)澆鋼筋混凝土墻板結(jié)構(gòu)，高度很大時多采用滑升模板施工，也有用大模板爬模施工的，亦收到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。核心簡體系的框架部分，當(dāng)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，多用組合鋼模板施工；當(dāng)為鋼結(jié)構(gòu)，則采取工廠預(yù)制，現(xiàn)場安裝。為保持施工中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，多采取鋼結(jié)構(gòu)框架與鋼筋混凝土內(nèi)筒同時施工。

筒中筒結(jié)構(gòu)體系，當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通常高度均很大，多采用滑升模板或爬模施工，施工速度快，質(zhì)量好；當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)，多在內(nèi)筒中設(shè)爬升或塔式起重機(jī)，逐層進(jìn)行安裝，起重機(jī)隨著結(jié)構(gòu)的升高而不斷爬升。當(dāng)缺乏爬升式塔式起重機(jī)時，亦可用附著式塔式起重機(jī)進(jìn)行安裝。內(nèi)筒和外筒（柱）之間的樓板，跨度常達(dá)到8～12m，一般采用現(xiàn)澆樓板，或用壓型鋼板、預(yù)應(yīng)力混凝土薄板作永久性模板，在其上現(xiàn)澆疊合樓板等，也有采用預(yù)制肋梁、現(xiàn)澆疊合樓板。一般情況下，樓板應(yīng)保證自身平面內(nèi)的剛度，使能可靠地傳遞水平力。

3結(jié)語

總而言之，在高層建筑項目中，施工人員必須要對高層施工的特點有充分的了解，必須要對施工工藝的各部分有清晰的認(rèn)識，同時，也需要施工人員根據(jù)自身的工作經(jīng)驗和工作需要，進(jìn)行技術(shù)的調(diào)整和改革，相關(guān)技術(shù)監(jiān)督部門需要進(jìn)行合理有效的監(jiān)督。

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