高層建筑主體結構施工技術要點

劉銳

（上海建工七建集團有限公司，上海 200120）

0 引言

建筑業是國民經濟的主要行業之一，為建筑市場和建筑業的發展提供了強大的資金支持和技術基礎。自21 世紀起，我國經濟快速發展，城市化快速發展，城市規模與數量急劇增長，有限的用地不能滿足城市發展需求，城市建設也在持續向高空發展。為滿足現代社會發展和土地資源緊缺的需要，建筑類型也漸漸變成了高層建筑[1]。目前，國內一線、二線城市的新建工程中，高層建筑所占比例不斷上升。高層建筑項目的發展，帶動了各種施工工藝的發展。不斷改進和發展的高層建筑項目，對于施工材料、施工機械提出了更好的要求，因此，為了保證基坑施工的安全與穩定，基坑設計必須滿足國家各項標準的要求。這是因為基坑的開挖包含了更多的科學區域，高層建筑項目的環境對工程的順利進行也有很大的影響。隨著我國高層建筑項目的發展和基坑建設實踐次數的增多，我國基坑設計取得了許多成功的經驗，為高層建筑項目的發展做出了貢獻，但也經歷了一些失敗。在高層建筑中，主體結構的施工技術要比普通的建筑困難得多，有必要對其進行深入的研究。一定的經濟損失和消極的社會后果要求我們在今后的工程實踐中保持科學嚴謹的工程施工計劃，不斷創新，提高高層建筑項目的施工水平，為高層建筑項目施工提供依據和實踐[2]。

1 高層建筑的主要特點

高層建筑的工程由于其施工技術的復雜性，在工程建設中往往會出現很多的施工程序以及隱蔽工程，施工周期往往比較長[3]。從前期的施工，到基坑的開挖、支護、下層結構，到吊裝、支護、腳手架等的集中施工等，大約要2 年時間。施工中要考慮天氣、溫度、土壤、環境等多種因素的干擾，尤其是冬季施工中要注意保溫，以延長混凝土使用壽命。

對基礎的強度和深度有很高的要求：對于高層建筑，它的施工要求比較高。在工程建設中，為了有效地保障結構的穩定性和施工的安全性，對基礎的厚度和強度有著特殊的要求[4]。并且，為確保建筑物的安全和正常使用，在建筑施工、使用和維護過程中，必須對其進行系統的監測。我國5m 以上的深基坑屬于高度危險的工程，而在高層建筑中，往往會有超過此限度的基礎。尤其是在相對較差的地質環境中，對高層建筑的安全影響較大。有些建筑的高度比較高，地基深達20m 以上，而高層建筑的種類繁多，為了保證結構的穩定性，往往采用箱形地基、筏式地基等，而在風化或未風化的巖石上，則采用條形樁基。在與高層建筑相連的低矮裙房施工中，一般采用跨梁或單樁基加拉梁。

對施工單位和工程技術人員的素質和專業技術水平的要求更高：高層建筑工程不同于普通工程，它在確定采用相應的施工技術后，還要考慮結構材料、結構類型、施工工藝等方面的技術指標，而施工工藝的優化是基本內容。不管是高層建筑，還是其他建筑物，都需要具備相應的資質和技術。高水平的施工隊伍和技術過硬的技術人才是確保高層建筑主體結構及整體工程質量的重要保障。為了使高層建筑的實用性、觀賞性和安全性得到充分的發揮，施工單位嚴格按照施工規程，設計圖紙，來簽訂合格投標文件，嚴格遵守施工技術規程及管理制度，有效地保證了高層建筑的安全與穩定以及高層建筑的整體質量。在工程建設中，不僅要保證工程的質量，而且要保證工程的各個環節都能按照設計的要求來進行，從而使工程的整體質量得到有效的提升。相對于低矮的樓房，高層建筑常常要進行高空作業，在進行高空建筑時，人員、材料、設備的頻繁上下運輸，同時也要采取一系列的安全措施，以保證施工的安全性和人員的安全[5]。

2 高層建筑主體結構施工技術應用原則

實事求是：超高層建筑的主體結構施工技術與工程實踐有著緊密的聯系，必須堅持實事求是的原則，充分認識施工布置、定位條件和施工依據，并根據現場勘察、核對圖紙，確定施工進度要求，制定施工進度計劃安排，注重測量放線。在此過程中體現基本要求、工程概況、各方責任，考慮當地水文、地質地貌等因素，使主體結構施工技術得以有效應用。

安全第一：超高層建筑主體工程因其縱向運輸距離長、節點多、吊裝運輸量大、材料種類繁多等問題，極具施工難度安全防護責任繁重，因此“安全第一”的理念貫穿于主體施工技術的各個環節。從設計到施工，都要注重安全第一，確保工程的順利進行。

質量至上：伴隨著人類社會的不斷進步和國民經濟的迅速發展，工程建設速度不斷加快，結構形式和復雜度不斷增加。保證工程施工技術的最終目標是保證工程質量達到設計規范，為了提高工程質量，必須采用合理的施工工藝，如在主體結構施工材料進場前需進行試驗檢測，必要時小范圍施工監測建材質量，若符合主體結構施工要求，則可批準進入現場，否則要禁止使用，且要求建材采購人員承擔責任，必須重視施工質量問題，保障有關技術得到合理應用[6]。

3 高層建筑主體結構的施工技術

3.1 主結構的測量技術

在高層建筑的主體結構中，測量技術是最基礎的一項技術。將測量技術運用到建筑工程中，能確保對主體結構進行精確的測量，并能更精確地反映出其尺寸是否符合設計要求。①測量人員可以用激光經緯儀在樓層之間預留的方形孔洞中進行測量。②測量時，測量人員要加強自身的責任心，以保證測量結果的正確性。③測量時，測量人員要尋找控制點，不斷地修正誤差，保證誤差在允許的規范范圍之內。④選定主要建筑物的重要部位，并進行編號。每層工程完工后，測量人員要對其進行沉降觀測，以確定其沉降值是否超過規范數值。

3.2 鋼筋混凝土的建造工藝

在工程施工過程中，鋼筋混凝土結構的高度只有達到行業標準，才能提高其穩定性。在鋼結構施工使用中，必須嚴格控制施工質量和操作速度，以保證鋼結構與其他構件的焊接質量[7]。對鋼筋進行搭接，采用合理的搭接工藝，使接頭長度符合規定，并做好搭接后的檢驗，及時發現問題并處理；加固墻體和立柱的鋼筋，應提前放線，避免鋼筋變形超出設計范圍；鋼筋要成對排列，要嚴格控制兩列鋼筋之間的間隔，并將墊片置于鋼筋外側，以確保鋼筋的安全；在綁扎梁板和樓板上的鋼筋時，應按圖紙上的規定放置，避免對構件的受力造成不利的影響。

3.3 模板施工工藝

在模板施工工程中，要根據工程的需要，對模板的施工過程進行優化，明確模板的尺寸，并嚴格按照施工規范進行模板的制作。在澆注混凝土時，由于模板自身承受著一定的橫向作用力，因此，模板必須具有足夠的抗側壓力，才能保證以后的澆筑工作能夠順利進行。在模板工程的設計中，各施工單位應根據工程需要，制定相應的施工方案，并對現場情況進行調查，選擇最優的施工方案，為提高模板工程的施工質量打下堅實的基礎[8]。

3.4 混凝土結構施工工藝

在高層建筑工程施工中，混凝土施工工藝是非常重要的技術措施。混凝土的施工質量直接關系到工程完工后的工程質量[9]。在施工過程中，合理運用混凝土施工工藝是不可忽略的。在正式開工前，工作人員要根據現場的具體情況配置水、水泥、骨料、添加劑等，以確保所配制的混凝土能夠滿足工程需要。混凝土關鍵的施工技術包括：①對混合料進行分析，其配比要符合高層建筑的施工要求，并按實驗室的配比來配制和使用。②在工程施工中，必須系統地全面分析混凝土澆筑施工工藝，并嚴格遵守施工規范。③通過對混凝土攪拌工藝的分析，確定水泥、砂石、粉煤灰的配比。④要做好混凝土的保養。在混凝土澆注完畢后，要對其進行養護，并采取科學的養護措施，提高其穩定性。在混凝土養護期間，應注意溫度、濕度的控制。若在夏天進行混凝土澆筑，則應噴灑水分，以降低因日曬而產生的干燥開裂的可能性。在冬天進行時，必須用草墊或加入防凍劑來降低凍結性。在混凝土工程中，施工單位按比例進行混凝土準備。在輸送混凝土時，應注意采用不影響混凝土性能的措施。在振搗混凝土時，應保證振搗的速度適度，避免出現漏振和偏振現象。在混凝土養護過程中，應考慮到施工環境的特點，選擇合適的養護措施，以降低水化熱反應對混凝土結構的影響，避免在混凝土中生成裂縫，使其各項性能達到高層建筑的要求[10]。

3.5 高層建筑基樁施工技術

3.5.1 注漿樁

樁基具有很強的豎向承載力，能有效地抵抗外部的荷載，并能將垂直載荷從高層建筑轉移到地表，提高結構的安全和穩定性，避免出現倒塌等問題。在工程施工中，由于周圍環境的差異，必須根據工程實際情況，選用適當的樁基施工工藝，以保證工程取得應有的效果。在高層建筑工程中，灌注樁是一種比較常見的方法，但在施工中應注意：①要在施工中設置鉆孔，然后進行混凝土澆筑。同時，還應結合實際情況和工程設計的要求，采取相應的鉆孔等措施，以提高施工效果。②在樁孔成型后，將預制好的鋼筋籠放入，然后將混凝土澆注進去，待水泥凝固后，就可以進行灌注樁的施工。③在施工時要注意選擇合適的鉆孔方法。主要分為兩類：一類是人工鉆孔，一類是機械鉆孔，主要依據工程實際情況來確定。比如，在土體為粘性土的情況下，在樁孔施工中應采用人工鉆孔，這樣可以更好地趕到施工效果。④機械鉆孔技術是一種高精度、高效率的技術，它適合于粉土，而不是所有的土壤。在鉆孔過程中，如果出現了地下水等問題，必須將地下水排出，以免影響到樁基的施工。⑤在采用沉管成孔時，應選用爆破、振動等施工工藝，并采取相應的消聲措施，避免造成過大的噪聲污染。灌注樁的優點是適用范圍廣，施工噪聲小，承載能力強，施工費用低廉，可以為施工單位節約投資。但在工程建設中仍有不足之處。例如，由于工程技術復雜，又易受外部環境的影響，從而產生質量問題，特別是在大顆粒、小砂礫中，如果一個環節出了差錯，就會對工程產生很大的影響[11]。

3.5.2 預制構件

預制樁主要由水泥樁、鋼管樁組成，用于各種人工填土、淤泥等，對預制的直徑有一定的要求，一般要在150~300mm，以保證在一定的深度范圍內。在打樁機和其他機械設備到位后，要先將吊索吊起，然后再進行吊裝。在施工中要嚴格規范施工程序，首先要對樁頭進行雙向調整，然后反復錘擊，通常2~3 次，待檢測樁達到較好的垂直度后，再進行入樁，并對其進行詳細的鉆孔。預制樁是一種特殊的施工方法。比如，低配筋率，小直徑，承載力大，結構簡單，環境友好。另一方面，預制樁受擠土效應的影響，會造成樁基開裂、縮頸等問題。另外，目前的混凝土樁基以預制混凝土為主，一般有方樁和管樁兩種。在運用管樁技術時，可采用沉樁、靜壓等多種施工方法，如在工程中發生擠土的情況，必須采取相應的措施，保證工程質量符合要求[12]。

4 提高高層建筑主體結構施工技術的保障措施

4.1 加強施工技術管理

與其他建筑相比，高層建筑的施工工藝和材料挑選都要嚴格得多。特別是垂直角度和標高，對于這些環節的精度都是極高的，因此，必須要嚴格控制，確保工程的質量。所以，在實際施工中，要加強技術管理，不能有絲毫的松懈。①施工材料的技術管理，原材料的使用會對工程的整體質量產生很大的影響，而原材料的問題也會對工程的質量產生很大的影響，這就需要相關的管理人員和技術人員加強溝通，確保工程的原材料質量。②高層住宅建筑關鍵部位的施工技術改造工作，在高層建筑中，其施工建設的關鍵環節具有很強的代表性。首先，對高層建筑而言，在實施過程中，必須重視基礎施工技術的運用和工程實施的具體成效。另外，作為承重墻和剪力墻的施工也是整個工程的關鍵，在實際的管理工作中，管理者必須引起足夠的重視。③對立交角、標高等關鍵施工技術規范的管理，必須嚴格執行工程建設的技術規范。從工程施工人員的實踐出發，必須要對工程施工技術規范的含義有一個全面的認識，并在工作中嚴格遵守相關技術規范，以保證工程項目的最終成果符合工程設計的需要。④必須嚴格控制垂直度，防止各種技術問題影響到建筑的質量，從而導致目的大幅降低。垂直度對整個住宅工程的影響很大，只要豎向傾斜，就會影響整體的穩定和安全。同時，在實際工程中，如果發生偏移，不但增加了工程的難度，還會導致結構的承載力達不到標準，對工程的影響和損失程度是不可估量的。

4.2 提高施工技術人員能力

在實施全過程中，管理者自身的能力素質與技術水平的提高，對整個工程的實施起著至關重要的作用。建筑工程技術人員在工作中發揮自己的作用，提高自己的能力是十分必要的。它既能充分反映工程建設管理隊伍自身的能力，又能更好地保證施工技術管理工作的質量。因此，作為工程項目的組織者和管理者，必須充分認識到施工技術人員在整個工程的實施中所起的重要作用，并積極地進行教育、培訓，以提高他們的理論和技術水平。只有對先進的施工技術有了全面而深入的了解，才能在工程實施的各個環節中取得更好的實際成效，從而推動整個工程的管理與現代科技相結合，充分發揮其管理的作用。

4.3 健全完善技術管理體系

制度的制訂不但要求十分嚴格，而且在實施過程中，還需要有關主管部門根據實際情況，找出其中的問題和缺陷，從而改進和提高系統的運行質量。先進的技術應用，以及管理體制的制定，都要更加的完善。只有確保整個系統與技術管理工作流程相適應，系統才能真正起到制約或促進作用。要達到加強和提高施工技術管理的質量，必須建立健全的技術管理體系，并通過制度的力量來推動建設項目的各個階段的工作。當技術人員各司其職的時候，就可以有條不紊地進行技術問題的挖掘和處理。將問題徹底地解決，從而達到項目的高質量發展的目的。

4.4 做好成本及周期控制

工程造價管理工作的總體水平，既能從某種意義上反映工程施工的質量，又是工程施工中必須注意的一部分。在控制工程造價時，工程技術的運用是一個非常關鍵的環節，因此，工程造價管理部門必須從工程技術的控制與運用兩方面著手，注重工程造價的有效性和科學性，從而為達到更好的成本控制效果提供幫助。施工工藝管理中，控制工程造價也將成為關鍵。特別是在不斷增長的人力、物力等費用不斷增加的情況下，科學地控制整個工程項目的造價，成為各個施工單位的可持續發展之路。同時，只有在節能和效率的基礎上，將資源浪費降到最小的地步，才能實現更高的價值，才能讓所有的建筑公司，都能快速的發展起來。