關于高層建筑的設計與施工

蔡躍斌

摘 要：高層建筑隨著社會的進步得到了快速的發展，高度不斷增加，層數也不斷增多。有關高層建筑的設計與施工也逐漸成為一個重點的研究方向。本文將從地基結構、主體和安全等方面研究高層建筑的一些特點和需要注意的地方。

關鍵詞：高層建筑；深基礎工程；主體結構；安全

近些年來，隨著經濟發展和社會進步，建筑的質量也逐步提高。為了對空間資源進行充分的利用，高層建筑的概念被提了出來。傳統意義上的高層建筑定義為10層以上或總高度24m以上的建筑，然而現代意義上的高層建筑已經遠遠超過了這個范圍，100m及以上的建筑屢見不鮮，最高紀錄也不斷被刷新。高層建筑不斷發展，人們對與高層建筑的設計與施工的問題也逐漸重視起來。本文就將從幾個方面談談現有高層建筑設計施工的一些特點。

1 高層建筑的地基工程

建筑地基是一個建筑的基石，對建筑的質量和穩定性具有很大的影響，高層建筑更是如此。要想設計一個好的高層建筑，就必須要解決以下幾個問題：

（1）地基坑降水工程。降水問題是建筑施工開挖地基坑不可避免的一些問題。如果沒有做好對降水問題的充分考慮，則雨水降水、地表水、地下水等等會進入地基坑內，造成地基浸水，會造成建筑穩定性降低、施工條件困難等一系列問題。更嚴重的是，如果基坑下本來就放有承壓水層，那會對地基坑造成毀滅性的打擊。因此，做好降水工作不可避免。

（2）地基坑支護工程。開挖地基坑對空間和周邊環境的要求很多，在城市施工的過程中，由于周圍環境和空間的限制往往達不到所需的要求。因此，在地下空間構筑能夠承載水土壓力的支護工程是必要的，同時也應保證工程的安全和經濟合理。

（3）地基坑的施工順序。按照不同情況的分類有順序做法和逆序做法兩種。順序做法是指先完成地基坑周圍的支護工程后，按由下及上的瞬間建造地下室結構，適用于1～3層的地下結構的施工。而另外一種逆順序的做法也是先完成地基坑的四周支護，但是接下來會在中間樹一根用于穩定的中間柱，然后再由上及下施工，適合于地下層數較多并對地基坑形狀要求較高的情況，經濟效果也很好。

（4）地基坑土方開挖。設計挖掘土方方案的時候，要結合上面提到的支護結構和施工順序的具體情況綜合考慮確定，一般有盆地式開挖、小島式開挖、分段式開挖和分層式方式等可供選擇。

（5）混凝土工程。高層建筑對大體積混凝土的需求量大，要求也高，施工難度也很大。這是因為在施工完成后，混凝土結構也會因為溫度及其他原因收縮、變形，造成開裂等現象，影響高層建筑的使用。為了要預防這種情況，要從施工階段就要注重材料的選擇和保護，對建筑物在結構和溫度適用性方面更是要嚴格的計算和設計，減少溫度波動、提高收縮控制度，以達到避免開裂的目的。

2 高層建筑的主體工程

高層建筑縱跨度高，對材料和結構的要求比一般建筑物要高。材料上會以鋼結構和混凝土結構綜合搭配使用為主。結構上會有剪力墻、筒體和框架結構等。高層建筑在主體工程的施工過程中，需要有以下幾個要注意的問題：

（1）垂直運輸任務。由于材料和人工使用的量比較大，所以垂直運輸任務的好壞將對施工的效率產生很大的影響。對于模版、鋼筋這些普通材料的垂直或水平運輸，一般采用塔式起重機去完成，要注意的就是要合理地安排使用時間，提高工程效率。混凝土的運輸則是這個體系中最重要的部分，一般會以塔吊為基礎，輔以井架、混凝土泵合作使用。混凝土泵由于其容量大、速度快和可持續使用的特點成為性價比最高的方式。其它的人力和小型設備將使用施工電梯來完成運輸工作。

（2）高層建筑腳手架工程。高層建筑腳手架是在建筑外層時施工時材料的放置點和施工工人的落腳點，由于使用量巨大、技術難度高、再結合人身安全等因素，高層建筑腳手架成為整個工程最重要的部分之一，對它的結構、材料、承受力和安全性的設計都遵循著最嚴格的過程和要求。常用的腳手架有扣件式鋼管腳手架、碗扣式鋼管腳手架和附著式升降腳手架等等。

（3）高層建筑模板工程。模板是高層建筑里所需要設計和調整的重點部分之一，考慮到不同空間、不同的使用要求等，模板的形式也多種多樣。一般來說，模板要充分考慮高層結構的特點、施工難度、工期和經濟指標等等各種因素進行設計。在設計完成后，也要及時地對不同的定型和專用模板進行驗收和檢查，以確保安全性。一般所使用的模板有組合鋼結構、滑模板、爬模板等，永久性模板也會經常使用。

3 高層建筑的測量工程

一個高層建筑正確合理的施工方法、到后期工程完成后合格性和標準性的驗收是離不開高層建筑的測量工程的。高層建筑測量工程要測量的核心是控制垂直度，這是指以高層建筑的基礎軸線為準，沿鉛直角度向高層引測，從而在施工時保證樓層除以同一豎直面內，并控制施工誤差處在科學合理的范圍內。

高層建筑軸線豎直度的測量主要有外部控制法和內部控制法兩種。外部控制法是指利用地球的經緯度在建筑物的外部去進行建筑物軸線的豎向測量。而內部控制法則是在建筑物內部通過預埋坐標的方式，采用吊線墜法或者激光鉛錘儀工具進行控制的方法。

4 高層建筑的安全保證

高層建筑的施工過程中，安全性問題是極其重要而又突出的問題。必須制定充分的安全施工標準和突發狀況應急機制，相關制度必須落實到位。對于如電梯井暴露、外層施工無安全護欄和安全網的隱患情況要堅決予以杜絕。員工需要養成安全意識，必須佩戴安全帽，有必要時佩戴安全帶。除此以外，起重機等大型設備也要經過嚴格的安全檢查，按照安全標準使用。管理人員應把安全監督機制落實到實處，保證合理安全的施工環境。做到以上這些，才能有效地保證高層建筑施工的安全性。

參考文獻

[1]胡世琴.高層建筑施工過程混凝土工程質量控制研究[D].西安建筑科技大學，2007.

[2]王鵬飛.高層建筑施工技術要點分析[J].山西建筑，2012，21：109～110.