高層建筑主體結構施工及質量控制

文｜廣東省第四建筑工程有限公司 王蓉

在我國土地資源越來越緊缺的今天，高層建筑成為我國解決人們對居住條件要求的提高與日益緊缺的土地資源之間的矛盾的重要方式。高層建筑承受著較大的風荷載以及地震作用，而且豎向構件受力復雜。高層建筑由于其高度大，使用建筑材料多，大多數施工為高空作業，導致高層建筑施工質量離散性較大。另外，高層建筑結構主要受力構件尺寸較大，混凝土容易因收縮產生裂縫，因此，在實際施工時，應該嚴格按照施工標準和相關技術規程進行主體結構施工，同時根據項目實際特點采取必要的施工技術措施，確保施工質量和結構安全性。高層建筑由于其標準層較多，在實際施工時模板以及其他施工器械可以循環使用，因此，高層建筑可以一定程度降低施工成本。

1 、高層建筑主體結構類型

根據《高層建筑混凝土結構技術規程》中相關規定，主體高度大于28米的民用建筑以及主體高度大于24米的工業建筑均屬于高層建筑。目前在我國的實際項目中，高層建筑種類較多，高度由28米至數百米不等，其結構形式也相差很大。我國采用的高層建筑結構形式主要包括框架結構、框架剪力墻結構、剪力墻結構、框架核心筒結構以及筒中筒結構五種結構形式，這五種結構形式的適用高度也逐漸增加。另外，高層建筑由于其層數較多，自重大，地震作用大，在實際項目中為了減輕結構自重，增強結構的延性性能，鋼結構可以減輕結構自重，增強結構的使用性能。但是由于鋼結構加料成本以及加工成本較高，只有少數的有特殊性能要求的建筑才采用鋼結構為主體結構。

框架結構的適用高度通常不大于55米，當框架結構層數較多時，其框架柱的截面尺寸較大，對建筑的使用功能將產生很大影響，因此框架結構在建筑高度上有很大的局限性。框架剪力墻和剪力墻結構由于其抗震性能好，側向剛度大，在我國的高層住宅中大量使用。高層建筑剪力墻結構與框架剪力墻結構由于墻體較多，施工時應該嚴格控制墻體施工質量。框架核心筒結構與筒中筒結構則通常適用于超高層建筑結構，其受力形式復雜，施工荷載較大，在實際施工時應該按照結構的受力特點進行施工順序的選擇，減少施工階段對主體結構施加的施工荷載。

2 、高層建筑主體結構施工技術要點

高層建筑由于高度大，受力復雜，標準層較多，施工時如果每一層均產生少量的施工質量問題，將對整個工程的質量產生嚴重影響。因此在實際施工時應該按照施工圖紙及相關標準認真完成每一標準層以及每一個分項工程的施工任務，在確保單層施工質量滿足相關標準之后方可進行下一標準層和分項工程的施工，從而確保整個項目施工質量滿足規范要求。

2.1 基礎工程施工

高層建筑豎向高度大，傳給基礎的豎向荷載較大，因此基礎的施工質量通常對結構主體施工質量有著決定性影響，基礎如果發生不均勻沉降或基礎承載力失效，將對結構產生難以修復的影響。基礎施工時應該嚴格按照地質勘察資料和圖紙設計要求，開挖至基礎持力層，如果開挖較深的基礎還應該對其進行降水，防止地下水影響施工質量。然后按照圖紙設計內容進行基礎施工，在基礎施工完成后應該對基礎施工質量進行檢查，確保施工質量滿足要求后可進行上部結構施工。

2.2 地下室施工

在我國目前建設的高層建筑中，為了增強建筑的配套和停車位的需求，高層建筑通常設置有一層或多層地下室。設置地下室也可以增強高層建筑的抗傾覆能力，增強結構的整體受力性能。但是由于地下室外墻以及底板直接與土接觸，還承受著一定的水浮力和側向壓力作用，實際施工時應該加強地下室混凝防水施工質量。

地下室采用的混凝土通常為防水混凝土，其抗滲等級根據地下室埋置深度的不同為P6級、P8級以及更高等級在地下室混凝土施工時，應該嚴格控制混凝土澆筑質量和振搗質量，確保混凝土澆筑密實。地下室底板通常需要設置素混凝土墊層，以保護底板防水，同時墊層對底板受力有一定的保護層作用。另外，地下室主體結構外墻和底板澆筑混凝土前應該嚴格控制鋼筋保護層厚度，對鋼筋定位進行約束，防止保護層過厚或過薄影響結構的受力。當保護層大于50mm時應該在保護層內設置鋼筋網片，增強保護層的防裂性能。

2.3 施工測量及放線

高層建筑在施工之前，應該根據建筑總圖相關坐標對建筑的角點以及建筑的主要軸線進行施工放線，然后根據水準控制點將建筑的樓層標高進行放線。再進行水平軸線放線施工時應該確保坐標位置準確，并與總圖上的位置進行復核。在豎向標高線放線過程中，應該在各樓層標高位置設置不少于四個預留孔洞，并做好標高線定位，最后通過水準儀進行標高復合。在建筑主體結構施工時應該嚴格控制結構豎向構件的垂直測量相互校核。通過激光儀與鉛錘的由于高層建筑高度較大，各層少許的垂直度偏差將導致建筑頂部偏差很大，因此建筑主體結構垂直度必須反復復核。

2.4 模板工程施工

模板工程施工是高層建筑主體施工中的關鍵施工環節，由于其施工工序復雜、勞動量消耗大、耗費建筑材料較多，因此其施工造價要占整個項目施工造價的20%以上。模板工程施工對主體結構施工質量影響較大，在施工前，應該編制詳細的模板工程施工方案，并對關鍵部位的模板支撐進行設計，確保模板的強度和穩定性。在選擇模板材料時，應該選擇強度高、剛度大的材料，連接件應該選用安裝拆卸方便的卡環或螺栓。由于高層建筑標準層較多，應選用可以重復使用的模板材料，既可以節省工程造價又可以加快施工工期和施工質量。在重復使用模板的過程中，應該嚴格控制模板內表面的清潔度，對殘留的混凝土雜質和其他垃圾進行清除。最后，嚴格控制模板的安裝質量，根據建筑軸線對梁柱模板進行準確定位，確保模板底模水平，側向模板豎直。模板安裝定位應該準確牢固，防止在振搗混凝土的過程中發生模板移位或漏漿現象。

2.5 混凝土工程施工

由于高層建筑豎向荷載較大，導致高層建筑的框架柱截面尺寸較大，豎向剪力墻布置較多，因此高層建筑主體結構施工中混凝土用量較大。另外，由于高層建筑受力形式復雜，部分關鍵構件內部配筋較多，鋼筋間距較密，給混凝土的澆筑和振搗帶來了很大的困難。由于部分高層建筑高度較大，混凝土泵送高度較高，需要混凝土具有較好的流動性要求；另外部分超高層建筑的混凝土要通過豎向起吊裝置輸送到建筑施工高度后進行澆筑，一定程度影響混凝土澆筑質量。

在混凝土澆筑時應該嚴格控制混凝土的原材料質量，通過充分的振搗增強混凝土的密實度。由于高層建筑主體結構構件尺寸較大，應該做好混凝土防裂工作。通過在某些容易開裂部位設置鋼筋網片，加強混凝土的養護工作可以提高混凝土強度和穩定性，減少混凝土開裂。

對于截面尺寸較大的混凝土構件，應該使用低水化熱混凝土，并在構建內部預埋冷凝管，降低構建內部水化熱溫度，在構件外表面通過覆蓋棉被等措施進行保溫，降低構件內外溫差，從而減少裂縫的開展。

2.6 鋼筋工程施工

高層建筑結構構件配通常較大，鋼筋加工時應該根據圖紙及圖集中的構造要求進行，下料前應該明確每種鋼筋的構造方式以及加工數量，并進行復合，防止下料錯誤導致浪費。當施工時由于缺少某些鋼筋種類需要代換時，在不確定代換意圖以及代換是否會對結構受力產生影響時，應該積極與設計單位進行溝通，征得建設單位與設計單位同意后，方可進行代換施工。在鋼筋綁扎時，由于梁端和柱頭受力復雜，鋼筋種類較多，縱向受力鋼筋與箍筋相互交錯，尤其是井字梁以及高度相同的主次梁相交部位，應該按照構件受力特點，將主要受力構件的鋼筋至于更靠近保護層一側。由于樓板厚度較薄，保護層過大會嚴重影響樓板受力，保護層過薄會影響樓板的耐久性，因此在樓板鋼筋綁扎的過程中，應該嚴格控制保護層厚度，尤其是樓板的負彎矩鋼筋，應該通過設置鋼筋馬凳進行鋼筋定位，綁扎定位完成后嚴禁施工人員踩踏。

墻柱鋼筋由于需要直立，因此墻體鋼筋通常直徑不小于10mm，施工時應該將豎向鋼筋與水平鋼筋綁扎成鋼筋網，并設置拉結筋進行拉結。墻柱鋼筋通常采用機械套筒連接，連接部位可以在樓層處，但嚴禁在底部嵌固端進行鋼筋搭接或連接。在同一區段同一截面鋼筋搭接的百分率不應大于50%。當受力鋼筋雙排布置時，為了對兩排鋼筋進行定位，應在兩排鋼筋之間設置直徑25mm的短筋。

3 高層建筑建筑主體結構施工質量控制

3.1 施工材料控制

在高層建筑主體施工時，需要耗費大量的建筑材料，建筑材料的質量控制對主體結構施工質量有著重要影響。在采購材料之前，應該選擇材料具有明確的檢測的性能參數，在材料進場之前應該委托檢測單位對材料進行復檢，確保滿足設計要求。在材料儲存以及加工期間應該對材料分類儲存，合理儲存，防止由于存放場所漏水潮濕影響材料的性能。

3.2 施工技術控制

主體結構類型較多，在施工時應該結合結構的受力特點和構造要求進行施工技術控制管理。在施工前應該編制明確的主體結構施工方案，仔細研究圖紙上的內容，對于施工難以實現的構造措施進行標注，聯系施工單位進行施工交底，并與設計單位溝通施工難點和關鍵的技術措施。在施工時應該嚴格按照標準的技術方法，對于一些特殊構件應該結合工程實際進行施工技術創新。

3.3 加強施工質量檢測

單層建筑結構施工完成以及主體結構施工竣工后，都應該聯系設計單位與質量檢測部門進行施工質量檢測。檢測應該對構件保護層厚度、鋼筋布置間距、構件截面尺寸，層高等相關參數進行明確的檢測并根據檢測結果出示檢測報告。檢測報告應交由設計單位進行復核，確保施工質量滿足設計要求時方可申請質量檢測部門出示合格證，如果個別項目存在施工質量不滿足要求，應請設計單位提供處理措施，使結構主體施工滿足質量要求。

結語

總之，高層建筑施工難度要明顯高于多層建筑，施工工期長、施工環節多。施工前應該做充分準備，制定明確的施工方案，施工過程中應該嚴格把控各項施工標準，同時積極將先進的的施工工藝和技術措施應用于項目建設，在確保施工質量的同時，加快施工工期，降低施工成本，為施工企業增強核心競爭力。