現代高層建筑施工技術初探

趙蕓芳

（甘肅省定西市臨洮縣職業技術教育中心 甘肅定西 730500）

引言：城市化進程不斷加快的同時，對城市空間利率越來越高，但城市的空間是有限的，更好地利用城市空間，高層建筑能夠提高對城市空間的利用效率，有利于緩解城市用地緊張的難題。但在高層建筑中，高層建筑施工技術一直是制約高層建筑發展的因素。高層建筑的施工技術要點較多，包含的內容也較多，因此，在分析現代高層建筑施工技術的過程中，要結合不同的結構和要點進行分析。

一、高層建筑發展歷程

一般來說，建筑高度大于27米的建筑都被稱為高層建筑，世界各國對于高層建筑的定義略有不同。例如在美國，24.6米或者7層以上的建筑被劃為高層建筑，在日本，31米或8層以上的建筑劃為高層建筑，而我國則規定28米的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其它高層民用建筑混凝土結構稱為高層建筑。高層建筑的歷史可以追溯到公元前208年，古埃及人建造了100多米的亞歷山大港燈塔，公元523年，河南登封縣建造了40米高的嵩岳寺塔。而現代高層建筑起源于美國，1883年芝加哥建起了現代第1幢11層高的保險公司大樓，1931年建成的帝國大廈102層，二戰以后，世界范圍內進入了高層建筑的繁榮時期，1970年美國芝加哥建成了西爾斯大廈高約443米。

我國的高層建筑開始于上世紀20-30年代，1934年上海建成了國際飯店到22層，50年代北京建成的民族飯店高13層，60年代廣州建成了高27層的廣州賓館和18層的人民大廈，70年代末期，我國的高層建筑進入了發展的繁榮時期，大量高層建筑在全國各個城市興建。1994年開始建造的上海金茂大廈加塔尖共有93層，2008年8月份工的上海金茂大廈，樓高492米，地上共101層，是中國第二高樓、世界第三高樓。

截止2016年統計的數據來看，全球摩天大樓最集中的地區在亞洲，亞洲摩天大樓數量最多的集中在香港達到了308棟之多。就世界范圍來看，全世界最高的5座高層建筑均集中在亞洲，從最東邊的日本到西邊在沙特，我國的上海中心和廣州塔也位列全球最高5座建筑之中，當前全球最高建筑是迪拜的哈利法塔高度達到了828米。

二、高層建筑施工技術的特點

首先高層建筑具有工程量大的特點。高層建筑的體積較大建筑面積廣，因此，工程量十分巨大，需要數量眾多的施工人員和大型施工設備同時進行施工。由于建筑高度較高，給工程設計也帶來了較大難度，在工程設計的過程中需要經過長時間的完善才能確保高層建筑的施工質量，一些高層建筑在施工的過程中還需要邊設計邊施工，這樣的特點給工程組織和管理提出了更高的要求，從整體上加大了高層建筑的工程量。

其次，高層建筑具有埋置深度大的特點。高層建筑需要解決的主要問題之一是保證穩定性，在一些較大的地區，為了保證高層建筑上部結構的穩定性，就需要加大埋置深度。一般來說，高層建筑的地基埋置深度要大于建筑高度的1/2，樁基則要大于建筑高度的1/15，并且至少要有一層地下室，這樣的施工要求加大了下部建筑的施工工程量，因此，高層建筑的地下室施工一般時間較長，工程量巨大。[1]

再次，高層建筑具有施工周期長的特點。高層建筑的施工周期與高層建筑的工程量呈正相關，一些超高層的建筑甚至需要幾年的時間才能完成。但在施工過程中，施工單位為了保證經濟效益和綜合效益，期望盡量縮短工期，這樣的要求對建筑施工技術和施工組織管理、建筑安全管理都提出了更高的要求。

最后，高層建筑具有高空作業多的特點。這是高層建筑的顯著特點，大多數高層建筑施工過程中所用的建筑材料以及相關建筑設備都需要進行垂直運輸，在運輸的過程中，運輸距離與樓層高度也呈正相關，在進行高空作業的過程中，安全問題一直是高層建筑必須重視的主要問題。

三、高層建筑施工技術要點分析

（一）基礎施工技術

對基礎的事故處理是決定高層建筑施工質量的關鍵，進行地基施工的過程中，施工技術人員和施工測量人員首先要對區域內的地質情況進行深入的勘察和分析，結合實際情況選擇相應的地基施工建筑技術，這樣才能保證地基的強度與穩定性。其次，在施工過程中要以現場澆灌為主，在樁基基礎建設的過程中，要應用符合標準的鋼筋混凝土，保證樁基施工的承載力和強度，在高水位地區通過鋼筋混凝土澆筑，能夠應對地下水對地基基礎的侵蝕。隨著建筑生產力和建筑技術的不斷發展，現澆混凝土灌注樁基基礎被廣泛應用于高層建筑的基礎施工中，這種施工技術造價相對較低，并且能夠適應不同區域內的地質環境，加之施工過程中產生的污染和噪音較小，逐漸成為高層建筑基礎施工中的主流技術。

（二）預制模板技術

在高層建筑施工建設的過程中，利用滑模法和爬模法，能夠有效控制建筑施工的周期，并且能夠極大地提高建筑主體的穩定性。在實際的施工過程中將兩種技術結合起來，提高了建筑施工的質量和效率，這種施工技術整體性較好、機械化程度高，有利于對施工過程進行實時控制，進一步保證了施工建筑的穩定性，有利于建筑工程質量控制，確保了建筑物的安全性。

（三）泵送混凝土技術

高層建筑在澆筑混凝土的過程中，隨著建筑高度的增加，混凝土輸送的距離越來越長，另一方面，對混凝土的強度要求越來越高，因此在高層建筑施工的過程中，要對混凝土調配比例進行研究，這樣能夠保證建筑的整體質量。在混凝土比例調配中，大多數高層建筑所采用的混凝土都是用粉煤灰和化學材料參雜，保證混凝土的強度達到高層建筑的施工要求。在泵送混凝土設備輸送的過程中，要嚴格控制管道的布設，綜合考慮水平管壓力損失、垂直管壓力損失、特殊管道壓力損失和工作效率，做好工程施工的過程控制以及相應的技術指標，例如根據混凝土的輸送排量、輸送壓力，對管道的布設進行精確計算，這樣才能保證泵送效率。[2]

（四）鋼結構施工技術要點

鋼結構在高層建筑施工的應用中非常普遍，逐漸發展出了工業化和強度高的特點，高層建筑施工的過程中主要依靠大型塔吊進行鋼結構施工。隨著大型塔吊技術和集中能力的不斷增強，高層建筑的鋼結構逐漸采用單件吊裝和高空拼裝，價值鋼結構的構件分段長度不斷增加，重量不斷加大，在實際的鋼結構施工過程中，將一些小的鋼結構構件先拼裝，再利用塔吊起重，這樣的施工方式極大地提高了施工質量和效率，有利于縮短施工工期且保證施工質量。例如上海金茂大廈在塔尖鋼結構施工的過程中，采用了地位拼裝和雙機抬吊安裝方式。

（五）高層建筑的裂縫控制

高層建筑施工的過程中，不可避免地會用到裂縫控制技術。在此過程中，首先要在高層建筑中設置永久性的伸縮縫，外墻面施工的過程中，也要在合適的位置留下分隔縫。其次，在高層建筑兩種施工基體的交匯處，要設置安全保護措施，例如用安全網或者鋼絲網等承載力較強的材料保護建筑基體，這樣能夠有效避免建筑結構出現斷面情況，通過這種措施能夠預防建筑結構出現安全性問題。最后，將前兩種方式綜合運用，通過澆帶施工能夠有效控制高層建筑中可能會出現的混凝土裂縫。

四、高層建筑中的安全管理

高層建筑施工具有施工周期長、施工環境較為復雜、高空作業量較大的特點，這些施工特點都對高層建筑的安全管理提出了極高的要求。高層建筑施工過程中也存在著一些具體的問題，例如施工方案存在缺陷導致出現安全問題，缺少施工管理技術也容易出現高層建筑安全問題，沒有嚴格執行安全施工流程，沒有強化安全檢查力度，都有可能為高層建筑的施工過程為下隱患。因此，在施工的過程中，必須做好安全管理，采用相應技術進行建筑施工的過程中也要充分考慮到安全因素，這樣才能保證建筑物的質量安全，由此可見，高層建筑的安全施工也應當作為施工技術進行考慮。

在實際的施工過程中，做好建筑技術的安全管理可以從以下幾個方面做起。首先要不斷完善施工方案，結合高層建筑工程的實際情況，以及相關技術的具體情況，制定有效的保護措施。例如在進行鋼結構施工的過程中，首先要固定好掛籃以及登高扶梯，在確保安全性的同時提高施工效率。其次，可以利用BIM技術實現安全管理，BIM技術能夠通過模擬各類施工技術，分析可能出現的安全問題，制定有效的措施進行預防，從而提高建筑工程的安全性。最后，加強安全教育，確保施工技術人員按照流程進行規范操作，避免各類施工技術出現安全問題。[3]

五、提高現代高層建筑施工技術的關鍵措施

首先要加快新材料和新技術的應用，在施工過程中不斷更新原有的工藝，引進新技術，不僅能夠有效提高施工的質量，控制施工周期，更能夠淘汰傳統的施工技術，避免因施工技術落后導致的各類安全性問題。其次，要不斷提高施工技術的管理水平，高層建筑的施工項目有多個施工團隊合力進行，因此必須保證各個施工環節，和各個施工團隊之間的協調溝通，才能有效提高施工質量；還要強化溝通與交流，才能高質量地完成各項施工工作，也能根據建筑工程的實際情況選擇相應的施工技術。

（一）加強新材料和新技術的推廣

超高層建筑在不斷發展的過程中，為了更好地保障建筑質量和施工效率，新材料和新技術被不斷應用于建筑施工中。從我國超高層建筑發展的實際情況來看，加強新技術和新材料的應用是提高超高層建筑發展的重要方式。施工人員在新技術推廣的過程中，要加強建筑案例的分析，針對新技術應用的可行性進行深入研究并在長期實踐的過程中積累經驗，進一步加快新技術從研究到實踐的過程。結合超高層建筑施工的各個環節，對相應的技術進行優化，也是不斷更新技術的重要方式。例如2009年竣工的廣州塔，施工單位研發了具有國際領先水平的整體提模系統，通過應用該系統創造了主體施工兩天一層的新速度，并且自主研發了超高性能免震自密實混凝土，這種新型材料的應用，成功泵送到了411米的高度。由此可以看出，新技術和新材料的推廣，是推動現代超高層建筑發展的主要方式之一。

（二）不斷提高施工技術的管理水平

超高層建筑的施工與建設是一項復雜而系統的工程，并且施工建設受到多種因素的影響。因此，在施工建設的過程中，首先要提高管理人員的管理水平，結合工程的實際情況制定有效的施工管理措施，進而形成有效的施工管理體系，在施工的過程中保證施工各方能夠協調溝通，提高施工工作的質量，優化施工的各個環節。另一方面，在施工管理的過程中要加強現代信息技術的應用，充分利用現代信息技術在建筑施工中的應用提高施工管理的水平。例如通過信息技術進行施工監測，通過多次分析監測結果，為工程施工提供堅實的數據支持，進一步提高超高層建筑施工技術的水平。

（三）不斷強化施工人員的專業水平

超高層建筑的施工離不開施工人員的專業技能，只有專業人才的支持，才能更好地推動現代超高層建筑的發展。因此，在進行超高層建筑施工的過程中，要不斷對現有的施工技術人員進行培訓，強化其專業能力和綜合能力。建立有效的培訓體系增強施工人員參與培訓的積極性，并且建立有效的考核體系評估培訓的效果。同時，相關單位還要不斷優化人力資源結構吸納具有專業能力的高素質人才進入單位，并且將專業能力作為人才考核的主要依據，這樣才能組建一支具有高素質的人才隊伍，更好地推動施工技術的發展。通過這些方式的綜合運用才能夠有效提高現代超高層建筑的發展。

六、結束語

綜上所述，高層建筑的施工技術對于控制施工過程，保證施工質量具有不可替代的作用，高層建筑的施工技術決定了未來高層建筑的發展。可以預見的是在未來，越來越多的高層建筑將出現在城市中，因此，研究現代高層建筑施工技術，是促進建筑業發展的重要方法和手段。在實際的施工過程中要從多方面進行技術分析，找出技術中存在的不足，才能不斷優化高層建筑的施工技術，使之更好地適應現代高層建筑的不斷發展。