高層建筑施工技術(shù)分析

楊 力

(山西八建集團(tuán)有限公司，山西太原 030027)

隨著高層建筑能夠節(jié)約城市土地，能夠縮短共用設(shè)施和市政管網(wǎng)的開發(fā)周期，減少市政投資，而且還加快城市建設(shè)等觀點(diǎn)的逐漸被認(rèn)可，各國都出現(xiàn)了越來越多的高層建筑。

早在古埃及時(shí)代，就已經(jīng)出現(xiàn)了高層建筑，如于公元前280年建造的亞歷山大港燈塔，高達(dá)100多米，而我國建于523年的河南登封縣嵩岳寺塔高40 m以及建于1056年的山西應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔高67 m多等都屬于高層建筑的范疇。而現(xiàn)代高層建筑首先從美國興起，1883年芝加哥建造了第一幢磚石自承重和鋼框架結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)公司大樓，高11層，這揭開了現(xiàn)代高層建筑的面紗，而第二次世界大戰(zhàn)后，迎來了高層建筑的繁榮時(shí)期。中國近代的高層建筑始建于20世紀(jì)20年代～30年代。

1 高層建筑的發(fā)展歷史及特點(diǎn)分析

1.1 高層建筑的發(fā)展歷史

由于各國的標(biāo)準(zhǔn)不同，而且國際上還沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以每個(gè)國家的高層建筑起點(diǎn)層數(shù)和高度并不一定，總之，超過一定層數(shù)或是高度的建筑都稱為高層建筑。在美國，24.6 m或是7層以上的建筑都為高層建筑;在日本，31 m或是8層以上的才為高層建筑;而在英國則相對(duì)要矮些，不小于24.3 m的就為高層建筑。在中國的舊規(guī)范里，8層以上的建筑就為高層建筑，而目前，接近20層都只為中高層建筑，只有30層左右的，高達(dá)100 m的才為高層建筑。

1.2 高層建筑的特點(diǎn)

高層建筑可以給人類社會(huì)帶來很高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。它的特點(diǎn)可以總結(jié)如下:1)高層建筑使人口密度更加集中，人們可以通過建筑內(nèi)部進(jìn)行溝通交流，縮短了距離，從一定程度上提高了工作效率;2)減少建筑占用土地面積，這樣即使在城市中心地帶建樓也成為可能;3)高層建筑可以有效減少政府的投資，并且同時(shí)可以縮短項(xiàng)目的施工周期。

2 高層建筑施工時(shí)的技術(shù)難點(diǎn)

高層建筑雖然擁有很多優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)建筑的高度或是層數(shù)到達(dá)一定程度后，它的技術(shù)合理性等都會(huì)發(fā)生質(zhì)的改變。與普通建筑相比，它在技術(shù)上有很多新的問題需要解決。

1)高層建筑的工作量龐大。高層建筑往往都是一些比較復(fù)雜的項(xiàng)目，子工程數(shù)目較多，所參與的單位、工種等都比較多。而且由于它的復(fù)雜性和特殊性，很多高層建筑都不是事先設(shè)計(jì)好的，而是在進(jìn)行施工準(zhǔn)備工作的同時(shí)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，而往往準(zhǔn)備工作，甚至設(shè)計(jì)圖紙都還沒有完全完成，就已經(jīng)需要開始施工，這就給各個(gè)單位和部門的協(xié)調(diào)工作帶來了很大的挑戰(zhàn)，很難進(jìn)行同步和統(tǒng)一。所以高層建筑在施工過程中，必須非常細(xì)心，施工單位要注意專門安排一個(gè)部門進(jìn)行施工的集中管理工作。但是也正是由于高層建筑的參與工種較多、層數(shù)較多的特點(diǎn)，施工過程中可以充分利用時(shí)空上的優(yōu)勢，進(jìn)行交叉作業(yè)，節(jié)約工期。2)高空作業(yè)多。高層建筑的施工不可避免地需要更多的高空作業(yè)的配合。由于施工高度較大，建筑建材等的垂直運(yùn)輸量也相對(duì)來說增加了很多。因?yàn)樵谑┕み^程中，要特別注意安全問題，特別要注意高空物體墜落等，時(shí)刻注意保護(hù)施工人員以及周邊居民的人身和財(cái)產(chǎn)安全。3)需要更深的地基來支撐高層建筑。由于高層建筑地基的負(fù)載要比普通建筑大很多，所以它的地基深度也有更加嚴(yán)格的要求。按照比例計(jì)算，高層建筑的地基深度至少要為建筑物高度的1/12，這也與施工過程所采用的技術(shù)相關(guān)，若是采用樁基時(shí)，不計(jì)樁的長度，地基深度要大于建筑物高度的1/15。這種地基深度較深的施工技術(shù)很復(fù)雜，若是為軟土地基，則不同的施工方案會(huì)造成項(xiàng)目的工期和總成本相差較多，因此，這成為了高層建筑的施工重點(diǎn)和難點(diǎn)。4)施工周期長。所有的高層建筑施工周期都幾乎不少于兩年，而且很難壓縮工期。現(xiàn)在比較流行的高層建筑施工工藝為現(xiàn)澆混凝土，選擇不同的模板體系會(huì)對(duì)工期造成重大影響，選擇最適合的模板體系，能夠有效減少工期，同時(shí)也可以大幅度降低施工成本。

3 高層建筑施工技術(shù)分析

3.1 高層建筑的基礎(chǔ)施工

由于高層建筑更容易發(fā)生傾斜，水平移位以及地基下沉等問題，所以高層建筑的基礎(chǔ)施工顯得特別重要，也更有難度。基礎(chǔ)施工主要包括挖掘土方，對(duì)基坑的支撐維護(hù)，以及對(duì)地基混凝土的澆筑。為了能夠選取最優(yōu)的土方挖掘方案，在開工以前，要進(jìn)行一系列完整的考察工作，如對(duì)周邊地形、地質(zhì)等的檢測，并做好相應(yīng)的記錄，以便在編寫施工方案時(shí)可以參考。之后，根據(jù)土方規(guī)模以及土方的硬度程度選擇相應(yīng)的施工器械。土方挖掘工作的后期是廢渣等的處理工作，這些都要進(jìn)行妥善處理，不然會(huì)成為建筑垃圾，對(duì)環(huán)境造成破壞。最好能夠?qū)ζ溥M(jìn)行二次利用，如用于鋪路等。同時(shí)要做好施工用水的排放工程。

對(duì)基坑的支護(hù)工作可以保證建筑的有效施工空間。由于所有的物體都會(huì)有極限狀態(tài)，建筑支護(hù)結(jié)構(gòu)也不例外，這時(shí)就要求施工人員必須規(guī)范操作，必須遵守安全施工條例，施工時(shí)，所使用的建筑擋板質(zhì)量要好，而且擋板的嵌入深度也要符合標(biāo)準(zhǔn)，這樣可以達(dá)到最好的抗壓能力。

由于高層建筑施工時(shí)與普通建筑的施工不同，有些地方需要作出相反的布置，如建筑上層反而需要用剪力墻，這種結(jié)構(gòu)的剛度比較大，而下層反而選用剛度較小的框架柱。這樣的搭配不能單獨(dú)完成，需要在建筑施工時(shí)設(shè)置轉(zhuǎn)換層。

3.2 高層建筑的施工測量技術(shù)

由于高層建筑的高度和層數(shù)都較大，這時(shí)施工測量技術(shù)特別重要，這對(duì)于保證高層建筑的垂直度和水平位置來說非常有效，同時(shí)，它能保證建筑物的標(biāo)準(zhǔn)高度。做好高層建筑的測量工作，有利于后期檢測建筑物的下沉工作的進(jìn)行。

高層建筑要嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行定位放線。首先需要校準(zhǔn)所有需要用到的控制點(diǎn)的位置，不可使用未在標(biāo)準(zhǔn)高度或是位置的樁點(diǎn)，這可通過各種定位方法實(shí)現(xiàn)。

在進(jìn)行高層建筑的標(biāo)準(zhǔn)高度測量工作時(shí)，要根據(jù)相應(yīng)的章程，并且要達(dá)到所需要的精度。在進(jìn)行高層建筑的標(biāo)高測量時(shí)，在記錄前，要注意觀察前后視線是否相等。在進(jìn)行向上或是向下的高度差測量工作時(shí)，需要鋼尺配合測量。在測量時(shí)，要求鋼尺保持筆直狀態(tài)，并且施工人員用標(biāo)準(zhǔn)拉力使用鋼尺。若高層建筑中使用了預(yù)制物件，則每層建筑都需要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)方案上的高度差，不能超過預(yù)制材料的限值。同時(shí)時(shí)刻注意各層的標(biāo)準(zhǔn)高度，嚴(yán)防高度差的累積造成最后建筑物總的高度差超過限值。

3.3 土釘墻的施工

土釘墻是發(fā)展最為迅速的支護(hù)技術(shù)，它主要用于那些經(jīng)過降低水位處理的環(huán)境中的建筑施工或是那些處于較低水位的建筑的施工。在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)高層建筑的每層高度都已經(jīng)做了規(guī)定，所以根據(jù)這個(gè)高度，在挖掘出來的工作面上放置鐵簽等，然后通過特定方法，將兩點(diǎn)連接成一條直線。然后根據(jù)圍護(hù)的設(shè)計(jì)參數(shù)，做好三角架，每施工一段時(shí)間，就要進(jìn)行土釘位置校正，以保證土釘打入的角度符合設(shè)計(jì)圖紙上的要求。土釘施工的其中一個(gè)步驟為混凝土的噴射。首先要按照規(guī)范中的比例要求調(diào)配好混凝土，之后開始噴射工作時(shí)，要保持噴頭與被噴面的垂直狀態(tài)，這樣可以有效降低混凝土的回彈率。要求從下往上噴射，在噴射時(shí)，要控制好用水量，而且要定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，可在混凝土進(jìn)行為時(shí)2 h的風(fēng)干操作后進(jìn)行噴水實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然具體的時(shí)間間隔和養(yǎng)護(hù)方法要視周邊環(huán)境如氣溫、濕度等的變化而變化。

4 高層建筑施工技術(shù)的展望

隨著高層建筑的不斷增多，工程的施工要求也不斷提高，這對(duì)高層建筑的施工技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。近年來，我國高層建筑的施工技術(shù)已經(jīng)有了很大的提高。

由于高層建筑的特殊性，雖然梁式、板式等轉(zhuǎn)換層在高層建筑中得到廣泛的應(yīng)用，但是厚板式轉(zhuǎn)換層的概念更加符合高層建筑的發(fā)展需求，它更加適應(yīng)高層建筑的大跨度、剪切力強(qiáng)的特點(diǎn)。

新型建材在高層建筑施工中也發(fā)揮了巨大的作用。它們在建筑的防火性能、環(huán)保性能等方面大展拳腳。但是在使用這些材料時(shí)，要注意檢查質(zhì)量等是否符合建筑規(guī)范，要時(shí)刻注意安全問題。

高層建筑的發(fā)展要緊緊依靠現(xiàn)代化技術(shù)，要充分利用日新月異的電子產(chǎn)品。如在設(shè)計(jì)階段，可以充分利用計(jì)算機(jī)軟件等進(jìn)行圖紙繪制，以保證更好的精確度，設(shè)計(jì)好后，可利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行三維效果演示。信息化管理在各行各業(yè)都大行其道，所以高層建筑的復(fù)雜管理特點(diǎn)可以通過信息化手段來解決。

5 結(jié)語

高層建筑的施工難度較大，由于高空作業(yè)較多，造成安全問題等更加突出，所以高層建筑的施工技術(shù)難度更大。只有充分意識(shí)到這些技術(shù)難點(diǎn)，并且同時(shí)考慮到高層建筑的特點(diǎn)，才能更好地保證高層建筑施工質(zhì)量，更好地實(shí)現(xiàn)建筑單位的效益。

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