土木工程中高層建筑結構施工技術分析

李帆

【摘要】隨著城市建設進程的加快，給建筑行業發展帶來了發展機遇，為提升土地利用率、滿足居民居住需求，高層建筑項目備受建筑商的青睞。高層建筑不僅可以滿足人民的剛性需求，還可以為企業提供辦公場所，提升土地了利用效率，為我國的城市發展提供了廣闊空間。對于高層建筑結構施工一直是困擾各建筑行業的重難點，本文從高層建筑施工特點出發，對高層建筑的結構體系分類及受力分析做了相關闡述，并結合實際案例分析了高層建筑結構施工技術，意在為在以后的施工中更大限度的消除此類安全隱患，確保施工安全，提高工程質量。

【關鍵詞】土木工程;高層建筑;結構體系;施工分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

隨著社會的發展，我國的土木工程施工技術也在不斷完善，高層建筑主要結構體系及施工方法也隨著社會的發展而不斷進步和更新。但是，由于我國復雜的地理條件，給許多高層建筑施工帶來了較多難題，建筑的安全性和穩定性無法得到有效保障[1]。為有效提升高層建筑的施工質量，本文對高層建筑主要結構體系及施工方法進行了探析，針對不同結構的建筑體系，采用針對性的施工技術，從而提升高層建筑的施工質量。

1、高層建筑施工特點

高層建筑施工與一般建筑的施工方式不同，高層建筑因其樓層高等原因有如下施工特點：

（1）施工工作量大，施工周期長，難度大。在占地面積相同的前提下，與一般建筑相比，高層建筑層數較多，需要在固有的土地上建造很高的建筑，這就加大了高層建筑的施工工作量，如果施工技術不到位，施工技術水平落后，很有可能會對建筑后期使用帶來較大的安全隱患。加之高層建筑施工工期長，通常為4-5年，漫長的施工工期使得施工過程有較多不確定性，施工難度也比一般建筑的施工難度大。

（2）高層建筑的地基處理技術復雜。高層建筑由于需要在固定的面積上修建多層建筑，所以對于地基施工的技術要求很高，如果地基缺乏高層建筑所需的承載能力，會影響建筑結構的穩定性，抗風、抗震效果差，所以，需要對高層建筑的地基處理技術進行持續性的提升，從而保證高層建筑的安全性[2]。

（3）高處作業多、垂直運輸量大。高層建筑需要很多高處作業，如果缺乏一定的安全意識很容易引發安全事故。所以，高層建筑的施工方式和技巧具有非常重要的作用。

2、高層建筑結構體系的分類和受力分析

2.1 高層建筑結構體系的分類分析

高層建筑結構一共具有四種不同的結構體系。這些高層建筑的結構體系在許多高層建筑中運用的非常廣泛。所以，為了有效研究高層建筑的施工方式和技巧，需要對高層建筑的結構體系進行有效的分析。

2.1.1全鋼結構

全鋼結構是指高層建筑主體材料全部采用鋼材，不使用其他材料，鋼材硬度大，穩定性較高，滿足高層建筑對于穩定性的要求，加之鋼材價格不高，比較經濟實惠，節約施工成本。

2.1.2鋼—混凝土混合結構

鋼—混凝土混合結構主要是指高層建筑通過利用鋼材和混泥土一起施工，從而保證高層建筑的實用性。這種混合的結構具有施工快、重量輕等施工優勢，深受高層建筑施工單位的青睞。

2.2 高層建筑結構的特點和施工方法對比分析

2.2.1全鋼結構

（1）綜合經濟效益方面

自重輕。這種全鋼的結構的高層建筑的結構第一個優勢和特點就是自身是比較輕的，對于很多軟弱地基來說具有一定的優勢。而且這些建筑的自重約為8-11KN/m2，比其他的更輕[3]。

結構面積小。高層建筑采取全鋼結構進行施工第二個優勢就是強度高，所占的結構面積比較小，可以充分提升土地的利用率。

施工工期短。很多高層建筑的工廠都采取全鋼結構，主要的特點就是施工的工期比較短，與鋼筋混凝土結構相比，施工工期約快1.5倍，可以有效提升高層建筑的投入使用率。

降低層高。全鋼結構的高層建筑，需要采取內部管道鋪設的方式進行施工，可以有效降低高層建筑的層高，從而提升企業的施工效率。

（2）結構性能方面

延性大。全鋼結構具有一定的彈塑性，抗擊地震的效果較為理想，所以很多地震多發區喜歡選擇全鋼結構進行高層建筑的施工。

承載能力大。全鋼結構的施工周期短，而且可承載能力也非常大，可以有效提升建筑在后期使用時的靈活性。

2.2.2鋼—混凝土混合結構

（1）綜合經濟效益方面

抗風能力強。鋼——混凝土混合結構的高層建筑的第一個優勢就是具有很強的抗風能力。通過這種結構的高層建筑的使用，可以有效減少樓內人員產生風震不適感。

抗震能力。鋼——混凝土混合結構的高層建筑的第二個優勢就是擁有一定的抗震效果，它通過獨特的建筑結構可以降低和減小地震對于建筑的損害。

（2）結構性能方面

鋼——混凝土混合結構的高層建筑具有這種施工建筑方式的獨特優勢。主要采取的是鋼筋混凝土核心筒或剪力墻的側移剛度遠遠大于外圈鋼框架，幾乎全部承擔了作用于高層建筑上的水平荷載，高材料強度的外圈鋼框架則用來承擔豎向荷載和少量的水平荷載。

3、高層建筑施工案例分析——以A項目為例

3.1 A項目簡介

3.1.1項目基本情況

為了加強對于高層建筑施工方法和技巧的探索，本文選取了A建筑項目進行分析。該項目的總建筑面積為20701.5m2。該項目位于城市的中心地帶，人流量大，如果不進行有效的施工，很有可能會產生一定的危害。

3.1.2工程地質情況

A項目的工程地質主要是硬性結構面，相對高差是9.53米。在該工程的地下有一定的地下水的存在，這些地下水主要由于降水補給的，所以，在高層建筑施工的過程中，需要對地下水的排水進行有效的控制，有效提升高層建筑施工的安全性。

3.1.3地基及基礎工程

A項目是墻下條形基礎，柱下獨立基礎。該項目具有較強的第幾承載力，主要數值為2800KPa。而且該項目的基礎工程采取的施工方式是人機配合。通過人工挖掘和機器挖掘一起進行施工。

3.2 A項目施工中的問題

3.2.1基坑冬季施工中的混凝土質量問題

A項目地處我國西南部，具有強降雨天氣，冬季溫度較低，雨水天氣過多導致路面結冰，極易導致路面混泥土出現裂縫等問題，不容易達到理想的終凝姿態。而且冬季施工的過程中，由于溫差較大，會提升施工的難度，氣溫下降會出現凝凍天氣，使得混泥土施工的過程中出現裂縫和疏松。從而降低高層建筑的安全性和耐用性。

3.2.2基坑施工中的溶洞問題

由于本工程所在的地方是云貴高原，地質條件比較惡劣易在施工的過程中碰見巖溶區域。云貴高原多為喀斯特地貌，給地質勘探帶來一定的難度。所以，在A項目施工的過程前期，需要對工程的地質條件進行勘探，不然容易出現溶洞問題，提升工程的施工難度。高層建筑由于需要在固有的土地上建造很高的建筑，所以高層建筑的第一個特點就是施工的工作量很大，如果缺乏一定的施工技術，很有可能會對后期的使用帶來很大的安全隱患[4]。而在喀斯特地貌中進行施工，很有可能會在基坑施工中碰見溶洞，如果施工方式不當，會給工程的穩定性帶來一定的危害，進而影響整個工程的使用壽命。

3.2.3地下室施工中的防水問題

喀斯特地貌溶洞較多，而且還會出現有許多地下水存在的情況。由于A項目所在的地方的地表水比較豐富，而且地下水也比較豐富，所以，在工程建筑的過程中，要防止地下水出現漏水的情況。

3.2.4基坑開挖中的雨季施工問題

由于A項目所在地屬中亞熱帶季風濕潤氣候區，降雨量在1000-1500毫米，相對濕度為78-84%。降水量比較大，所以，在基坑施工的過程中很容易由于雨季而耽誤工期。而且高層建筑由于需要在固定的面積上修建多次建筑，所以對于地基施工的技術要求很高，如果缺乏一定的承載能力，很多高層建筑就會倒塌，所以，需要對高層建筑的地基處理技術進行持續性的提升，從而保證高層建筑的安全性。而如果出現了雨季，很有可能會降低工程的質量，導致地基受雨水浸泡導致地基承載力下降。

3.3 高層建筑施工中出現問題的解決措施

3.3.1混凝土冬季施工問題的解決措施

為了有效提升A項目的冬季施工的效率和質量，解決A項目地具有較強的降雨，而且冬季也比較容易使得土地結冰，冬季施工的過程中使得混泥土存在裂縫的問題，需要采取以下措施來應對。首先可以采取預拌混凝土的質量控制來控制施工時的質量。為了解決A項目冬季施工的過程中由于溫差較大施工的難度大，氣溫下降會出現凝凍天氣，使得混泥土施工的過程中出現裂縫和疏松的問題，可以采取冬期混凝土澆筑中的質量控制的方式來提升混泥土施工的質量，保障混泥土施工時的凝結度，還需要在施工的前期做好表面和環境之間溫差的監測，防止溫差過大造成混凝土裂縫。

3.3.2基坑開挖中溶洞問題解決措施

為了有效解決A項目在施工的過程中存在的溶洞問題，需要采取有效的措施來應對。因為云貴高原擁有許多喀斯特地貌，所以在A項目施工的過程前期，需要對工程的地質條件進行勘探，不然容易出現溶洞問題，提升工程的施工難度。在喀斯特地貌中進行施工，很有可能會在基坑施工中碰見溶洞，如果施工方式不當，會給工程的穩定性帶來一定的危害，進而影響整個工程的使用壽命。所以，在解決溶洞問題時，需要實現進行勘探地質條件，對于不同的溶洞采取不同的施工方式來應對。通過勘探，發現本工程基礎開挖過程中出現的小溶洞和多條泥石帶，結合現場實際，經過二次復查，可以得出最終的方案，有效防止出現溶洞問題來降低施工的難度。

3.3.3地下室防水問題解決措施

A項目地處喀斯特地貌，該地面由于存在許多溶洞，而且還會出現有許多地下水存在的情況。所以，在工程建筑的過程中，要防止地下水出現漏水的情況。為此，需要采取有效的措施來防止出現地下水漏水問題，有效提升工程的進度。因為高層建筑由于需要在固有的土地上建造很高的建筑，所以高層建筑的第一個特點就是施工的工作量很大，如果缺乏一定的地下水防水的施工技術，很有可能會對后期的使用帶來很大的安全隱患。

3.3.4基坑開挖中的雨季施工問題解決措施

A項目由于位于中亞熱帶季風濕潤氣候區，在基坑施工的過程中很容易由于雨季而耽誤工期。如果出現了雨季，很有可能會降低工程的質量，導致地基受雨水浸泡導致地基承載力下降。所以，為了有效在雨季的過程中施工，需要在施工前做好各種準備。首先需要進行天氣預報，及時掌握好氣象的情況，這對惡劣天機，要采取一定的保護措施，安全開展各項建筑施工的工作。在施工的過程中，還需要對于道路和場地加強排水，對于排水設施要按時檢查，確保用電安全。如果出現了雨水天氣，還需要盡快組織人力物力來解決障礙，保障施工的進行[5]。

結語：

隨著社會的發展，我國的土木工程施工技術也在不斷完善。高層建筑主要結構體系及施工方法也隨著社會的發展而不斷進步和更新。但是，我國由于地理條件復雜，也給許多高層建筑在施工的過程中帶來了很大難題，許多高層建筑的安全性和穩定性由于施工技術的不完善缺乏有效的保障。本文中A項目施工存在的主要問題包括基坑冬季施工混凝土開裂等問題，需要明晰該工程建筑主要結構體系，針對不同結構采用對應的施工技術，從而提升高層建筑的施工質量，保障施工人員的生命財產安全，促進社會的和諧穩定。

參考文獻：

[1]袁陶慧敏.超高層建筑鋼結構施工安全技術分析[J].中國建筑裝飾裝修，2021（08）：142-143.

[2]鄭滿才.高層鋼結構裝配式建筑關鍵施工技術研究[J].磚瓦，2021（08）：62+64.

[3]金柱，邱帥，王振祥.土木工程中高層建筑結構施工技術研究[J].中國建筑金屬結構，2021（06）：108-109.

[4]李鑫，黃海浩.土木工程中高層建筑結構施工技術研究[J].居舍，2020（29）：35-36.

[5]王屹.論土木工程中高層建筑結構施工技術[J].黑龍江科技信息，2015（17）：241.