探討高層建筑結構施工特點和施工技術

牛乾山

（青海明居建筑工程有限公司 青海海東 810500）

目前，我國的人口越來越多，住房問題也越來越嚴重，必須要建造更高的建筑，以便更好地解決我國的居民問題，改善人們的生活質量。然而，隨著我國高層建筑的增多，使得我國的建筑規模越來越大，結構越來越復雜，這就使得我國的高層建筑在建造時越來越困難，施工環節也越來越多［1］。

1 高層建筑現狀

我國各大城市，尤其是在省會及沿海地區，高層建筑迅猛發展。通常在市中心的房屋多為高層建筑，但近幾年隨著高層建筑結構施工的發展，高層建筑的技術發展已不能滿足高層建筑的要求。

2 高層建筑在結構施工方面的特點

2.1 高層建筑需要很長的施工時間

一般情況下，一棟低矮的樓房建筑施工花上好幾個月的時間就能完工。但是，因為高層建筑數量眾多，技術水平比較高，會受季節因素的明顯影響，所以平均施工期會比較長，會在2年以上［2］。為了縮短高層建筑的建筑周期，采用了各式的施工方法。由于不同的模板體系在不同的實踐上難免會存在差別，因此，必須找出適合實際施工的模板，這樣才能有效地縮短建筑周期。

2.2 高層建筑施工離不開各個方面的共同協作

要突出高層建筑的特征，即復雜性、數量和技術水平。同時，我國目前的高層建筑大都是同步籌備、設計、施工的，所以在實際工程中，單位眾多，而要想確保施工的工作效率，就需要加強各部門的配合和協調。

2.3 建筑構件軸線的偏差

在高層建筑施工中，如果不嚴格規范軸線，將會使構件的軸線出現很大的偏差，從而影響到構件的受力。而一些軸的偏差則是在滿足了某種品質要求后，會造成額外的扭矩。所以，在項目完成后，一定要及時進行驗收，避免由于軸線偏差而影響到項目的安全性。

2.4 高技術與高作業

由于高層建筑的層數很多，因此，在建造時往往會出現一些復雜的情況，從而增加了高層建筑的施工難度。在進行高空作業的時候，一定要注意安全，尤其是建筑材料、設備、人員的運輸，這些都是高空作業的關鍵。由于高層建筑的高度比較高，因此，需要進行很多的高技術與高作業。在高層建筑的常規建筑中，高空作業是其最顯著的特征。高空作業包括了工人、材料、設備等的垂直輸送，高空作業要合理安排，尤其要注意安全，避免墜落物墜落，有效地保障高空作業人員的生命安全［3］。在我國，對于低矮建筑與高層建筑材料的對比，兩者之間存在著明顯的差異。目前，我國大部分的低層建筑都是由鋼筋混凝土等組成，并已有了一定的發展趨勢。由于高層建筑面臨的困難，大部分采用現澆鋼筋混凝土。

2.5 地基處理技術復雜

高層建筑的建設要把握好整個結構的穩定性。所以，在高層建筑的施工中，要確保地基處理技術的實施。一般情況下，高層建筑的地基應達到建筑物的8.5%，而樁基的埋深比建筑物高6.7%以上。也就是說，高層建筑的穩定性需要有保障，所以地基處理技術是很復雜的，假如高層建筑是在軟土地上，因為有很多的選擇，在選擇過程中會有一些差別，這就會導致工程成本的差別。

2.6 高層建筑結構的施工工程量大

高層建筑的施工是一項龐大而復雜的工程，其工程內容非常復雜，涉及的項目也很多，很容易出現多個項目混合進行的情況，所以，在進行大規模的高層建筑工程時，一定要提前進行規劃，同時，還要對施工人員進行統籌，以解決各種問題。

3 高層建筑的組成結構及施工過程

3.1 高層建筑的組成結構概況

3.1.1 框架結構

在高層建筑中，首先要完成的是框架結構的建筑。它是建筑的基礎，它的主體是梁以及各個部分的柱子，這些柱子彼此相連，形成一個框架，這在多層房屋的建造中是很普遍的。由于框架是整體結構的基礎，因此，在實際工程中，必須加強框架的強度，以保證其不易發生變形，從而承擔地基的壓力。由于不同形狀的高層建筑框架的設計也有很大的不同，而框架的抗震能力相對較差，因此，需要其他的框架來加強。

3.1.2 剪力墻結構

剪刀墻結構是由鋼筋混凝土材料與建筑內外壁共同構成的。在施工中，采用大型模具等相關技術將建筑平面分割成許多開放空間，從而極大地降低了建筑的橫向和縱向荷載，達到了高強度的效果［4］。

3.1.3 框架和剪力墻組合而形成的構造

對于15層以上的高層建筑，應采用框架和剪力墻相結合的結構系統來加固建筑，并增強抗震能力，這種施工結構能很好地將平面布局進行合理的分布，并具有非常牢固的基礎結構。

3.1.4 筒體結構

建筑的側向承重是由圓柱形的筒體結構來實現的，它將圓柱與建筑物的地基連接起來，從而形成了一個封閉的柱子。其結構形式為懸置式，便于在高層建筑中減少側向力引起的彎矩。

3.2 高層建筑物的施工過程

3.2.1 高層建筑物基本框架結構的施工

高層建筑基本框架結構的施工對工程的安全和質量起著關鍵作用。基本結構分為兩種，一種方法是先在地基上澆筑，這樣可以很大程度上解決高強度混凝土的制作與澆筑問題；另外一種方法是將結構的橫梁與樓板安裝在預設的地方，將房屋的橫梁進行裝配，然后澆筑混凝土，將大樓的地板吊起，這樣的施工工藝便于各模板之間的合理結合。

3.2.2 高層建筑大模板的施工

在進行大型模板工程的高層建筑中，大多數的建筑都已達到16層以上。在剪刀墻的平面上，采用大量的大模板并在外墻上砌磚，而內墻則采用鋼筋混凝土，這樣就可以保證建筑的堅固。

3.2.3 筒體結構的施工

由于筒體的結構設計工程相對較大，分析了筒體的基本特性，使其在進行建筑施工時會出現大量的筒體結構，造成了很大的困難。采用相應的技術設備將筒體豎直輸送到地面上，由于季節和環境的原因，這個過程耗時較長，技術人員利用拉模的施工方式，將各個筒體從下面一層一層地輸送到梁、柱等框架結構上。

4 高層建筑的施工技術

4.1 高層建筑的梁式轉換層施工技術

梁式轉換層施工技術采用將上部剪力墻置于下側轉換梁框架支梁上，并用支承框架，在工程中，將此稱為梁式框支剪力墻。梁式轉換層的受力形式為“墻—梁—柱”，其傳遞的力量直觀、清晰，不僅便于工程計算分析，而且其施工方法也十分簡潔。梁式轉換層具有特殊的優點，但在大跨度框架支剪力墻結構中，由于它的梁式轉換層具有很大的優越性，在實際應用中，它的構造形式是多種多樣的，其基本原則是采用下部轉換梁支撐上部結構。一般情況下，在高層建筑的轉換層設計中，由于底層的空間較大，過渡層的高度變化也很大，所以必須對下部結構進行橫向剛度與承載力的統一，以保證過渡層的承載力能夠較好地滿足高層建筑的抗風、抗震設計。在過渡階段，抗震層的設計除考慮風荷載、豎向荷載、橫向地震等因素外，還應考慮豎向地震作用［5］。在不完整的剪力墻設計中，若不能滿足以上結構及維持條件，則需先完成結構設計規范，并根據其對應的受力系數確定傳遞梁的剪切比例。

4.2 高層建筑的鋼結構施工技術

在鋼結構的高層建筑中，一般按其自身的特性來進行施工。在焊接、安裝、拆除等方面，對鋼結構的要求非常高。而在高層建筑中，其外框基本上采用了全鋼結構，采用鋼梁傾斜支撐與芯柱的連接來保證結構的穩定，同時也保證了地面的平面剛性。此外，在鋼結構施工技術中，起重機的吊裝能力直接關系到其施工的質量和效率，因此，在進行鋼構的過程中，不僅要嚴格掌握鋼架的測量、吊裝、焊接技術，同時，還必須對其輔助設施進行嚴格的控制。在鋼結構中，焊接技術也很重要，因為其技術內容復雜、質量要求高、施工工作量大，所以，在施工中必須采用適當的焊接工藝，以確保工程質量。在實際工程中，一般采取直立焊、CO2氣體保護焊，特別要注意焊槍的施焊角、焊絲伸出長度、焊縫層之間的清除，形成一整套焊接工藝。

4.3 高層建筑的混凝土施工技術

混凝土施工技術是高層建筑中的一個重要環節，但由于高層建筑工期較長，施工期間氣候條件等因素都會對其造成一定的影響，因此必須進行強度調整。在施工之前，應按高層建筑的結構要求，并對其進行強度測試。在高層建筑施工中，施工單位往往忽略了施工進度，在混凝土澆筑過程中，由于沒有完善的養護措施和具體的方案，很容易出現混凝土結構問題。施工中，要調節的是沙石、水泥的混合比例，在調試時，要根據現場情況進行調整，施工中，應考慮人員、設備、時間、晝夜、范圍等各種因素。同時，應重視對不同類型水泥的保護，并在修補期間加強對混凝土的控制。另外，在施工過程中，既要注意混凝土的質量，又要注意混凝土施工技術的實施。為了防止結構部分因受力而產生的應力集中，在施工時設置永久補償焊縫，同時監測鋼筋結構的布局［6］。比如，當采用混凝土砌塊等輕型墻體時，應增加間距不超過3m 的結構柱子，并增加高、中墻部分的混凝土腰圍，這樣才能達到更高的插入高度。近幾年，我國的混凝土技術發展很快，可以為高層建筑提供大量的混凝土構件。采用粉煤灰與化學添加劑相結合的混凝土技術，既能滿足高層建筑的抽水要求，又能提高其輸送效率。

4.4 地基基礎的施工技術

由于我國地域遼闊，地質條件多樣，因此，針對不同地區的高層建筑，有必要采取相應的措施，而不是進行現場勘察和施工，要根據當地的具體情況，進行合理的設計。在深埋地基的時候，結合當地地質資料，如果地質條件復雜，需要考慮運用地基基礎的施工技術，確保地基穩定。對于材料的問題也要加以考慮，我國的鋼鐵產業發展水平低，產量少，所以材料稀缺。在實際工程中，由于采用了鋼樁地基，可以選用更適宜于地基基礎的施工技術，由于其施工噪音小、質量好等特點，因此，地基基礎的施工技術發展迅速。

4.5 預制模板技術

利用預制模板技術進行高層建筑施工，可以有效地減少施工工期，采用預制模板技術可以有效地改善高層建筑的施工效率、豎向速度，從而提高其工作效率、保證工程的高效性，并能有效地縮短工程工期，從而保障高層建筑的順利完工［7］。

4.6 建筑通風與給排水施工技術

由于高層建筑的高度較高，給排水工程往往會出現一些問題，所以，在施工過程中，要注意對其進行合理的運用與優化，對其上、下水道的結構進行優化，并根據不同的供水要求，提出相應的設計方案。為了確保正常的排水，應采用較大的抽水裝置，并合理確定排水量，以減少后期的維修。此外，對于系統運行中的漏水問題，也要進行細致的分析，制定相應的解決辦法。而在高層建筑中，因人口密集，所以對其進行通風設計十分必要。由于目前高層建筑普遍使用中央空調，因此，在實際的通風系統設計中，應綜合考慮人們的居住需求，保證其質量。

4.7 施工后澆帶施工技術

現代高層建筑在功能和形態上都需要將高層建筑與下裙樓相連。但是，在傳統的高層建筑里，它們不需要分離。但在施工后，因雙梁焊縫等原因，會對分層產生直接的影響，所以在不限制層間布置變形的情況下，采用澆帶施工技術是十分必要的。首先，在以上的設計中，必須嚴格按照施工計劃進行，在澆筑帶的過程中，上部主體結構及裙部的澆筑應留出足夠的空間作為澆筑帶的基礎，在澆筑完畢后，將樓板梁與其他部位相連，這樣可以有效地解決高層和高層之間的矛盾。另外，在澆筑時，為了確保鋼筋的無懈可擊，澆筑后的條寬要控制在合理的范圍之內，并按施工需要調整適當的寬度。因此，在高層建筑工程中，澆帶施工技術是非常關鍵的，只有對技術有了充分的認識，才能確保施工工程的順利進行［8-9］。

5 結語

現如今，高層建筑和超高層建筑越來越多地成為我國城鎮建筑建筑的首選項目，它在解決居民住房問題中起著舉足輕重的作用。因此，要想在今后取得更大的發展，必須從根本上解決存在的問題，從實際出發，加強對地基的控制與管理，運用有關的技術和技術手段，有效地建造高質量的高層建筑，促進我國的經濟發展。