高层建筑施工工艺

摘 要：相对普通底层建筑而言,高层建筑在施工技术和质量方面有着更高的要求,施工工艺的选择将直接影响到整个工程的施工质量.文章将就高层建筑的施工工艺进行探讨.

关 键 词：高层建筑；施工工艺；工艺要点

中图分类号：TU974文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）08-0132-02

随着城市化进程的进一步发展,城市建设用地越来越紧张,这就使得城市高层建筑越来越普及,同时,现代建筑理念也以“高”为美,以“高度”不仅成为了城市的标志,也成为了现代人对居住的一种追求,更成为许多企业选择办公场所的标准.这也就意味着在现代社会,高层建筑无处不在,但同时也意味着人们对高层建筑的质量和实用性有了更多的要求.正是如此,对高层建筑的施工工艺的探索,是当前建筑行业所共同面临的话题.文章将就高层建筑的施工工艺要点进行相关的探讨.

1高层建筑的施工特点

高层建筑的施工特点主要包括以下几个方面.

1.1工程量大、工序多、配合复杂

一般而言,高层建筑的施工工程量大,诸如土方、混凝土、模板、钢筋、砌筑、设备管线等环节多,数量大,以一座20层的住宅楼为例,混凝土量常约达5000m3、钢筋750t、钢模板400t、土方1.2万m3、墙体2000m2.

1.2施工准备工作量大

由于高层建筑体积、面积大,因此在施工中会需要大量材料、构配件和机具设备等,而且品种繁多,采购量和运输量很大.在具体的施工中,还需用大量的专业工种、劳动力,要对人力、物力以及施工技术进行充分的准备,以保证工程顺利进行.

1.3施工周期长、工期紧

根据相关数据统计,高层建筑单栋工期一般要经历2～4a；结构工期一般为5～l0d一层,短则3d一层,而且通常是两班或三班作业,工期不仅长,而且紧,而且还需要经历冬、雨期施工,所以,为保证质量,需要准备特殊的施工技术措施,同时合理安排工序.

1.4基础深、基坑支护和地基处理复杂

通常来说,高层建筑基础较深,同时会有l～4层地下室,这就决定了在施工中,基坑支护、土方开挖、地基处理以及深层降水等环节,在技术上会存在很多困难,其会直接影响工期和造价.

1.5结构装修、防水质量要求高,技术复杂

现代建筑对结构的耐久性,以及城市美化有较高的要求,因此会对高层建筑主体结构和建筑物立面装饰标准,有更高的要求；,同时,对基础和地下室墙面、厨房、卫生间的管道和防水等各方面,也会相应的提出更高的要求,也就需要在土建、水、电、通、暖、燃气、消防的材质和施工质量等,提出更高要求.

1.6平行流水、立体交叉作业多,机械化程度高

由于高层建筑标准层较多,而在施工中我们又想扩大施工面,以便能够加快工程进度,因此,都会选择多专业工种、多工序平行流水立体交叉作业的方式.而为了提高工作效率,一般都会采用机械化施工,这就会比普通建筑施工配合复杂很多,就需要施工管理部门结合自身的实际情况,解决多工种、多工序的立体交叉配合及纵横向各方面的问题.

2高层建筑施工工艺方法综述

钢筋混凝土的成型方法,影响着建筑体系的选用,反过来建筑结构体系也影响着施工方法和施工机具设备的选择,影响着施工组织和技术经济效果,不同的建筑体系其施工方法也有所不同.下面就高层建筑基本结构体系所常用的施工方法,作简要综述.

2.1框架结构体系施工方法

①现浇框架法.柱、梁、板全部在现场浇筑,采用散装散拆式定型组合模板支模、绑钢筋浇筑；亦可柱子采用组装成整体式的柱模,梁、板采用台模、早拆式体系模板等工具式模板浇筑.

②预制装配框架法.柱、梁、板、楼梯段在工厂或现场附近预制,运到现场,用塔吊进行吊装就位.柱与柱的接头有榫接、插入式、浆锚式等,要能传递轴力、剪力和弯矩；柱与梁的接头有明牛腿式、暗牛腿式、齿槽式、整浇式等,可做成刚接（承受剪力和弯矩）或铰接（只承受竖向剪力）.柱梁接头钢筋采取焊接,并有防焊接应力过大和焊接变形措施.本法工业化程度高,现场工作量小,效率高,施工速度快；但结构抗震性较差；构件的种类、型号、规格、尺寸繁多,焊接量大,吊装组织配合工作复杂,1976年唐山地震后,应用渐少.

③现浇柱、预制梁板框架法.在框架结构中,将支模简易的框架柱采用现浇工艺,而将较复杂的水平梁、板采取在工厂或现场预制,用塔吊吊装就位,形成了现浇柱、预制梁、板框架.本法结构整体性较全预制装配的好,吊装工作量减少.适合于符合标准化系列参数,且当地有商品梁、板构件供应的高层建筑,层高可达20层.

④升板法.对高层无梁楼盖,可在施工现场就地重叠生产各层楼板,柱子采用预制或现浇,然后利用安装在柱头上的提升设备,将各层楼板由下而上逐层提升到设计位置.也可在准备升板的楼板上,将外墙和竖向构件安装上,然后整层一起提升,称为升层法.本法可节约95％的模板,减少高空作业,减轻劳动强度,不需要大型起重设备,节约施工场地,可在狭窄场地施工,能有效缩短工期；但由于有大量预埋件和提升环,柱子刚度需加强,钢材用量比现浇法略多,还要特别注意整体稳定性和施工程序.适宜用于18层以下的高层仓库、商场建筑.

⑤整体预应力板柱框架法.采用预应力方法将预制的柱子和楼板构件拼接起来,并与剪力墙结合,现浇连接成为整体空间结构体系,国内已应用于开间15m旅馆建筑.

2.2剪力墙结构体系施工方法

剪力墙结构有现场浇筑,装配式大板和砌块等型式,施工方法也有所不同.

2.2.1现场浇筑方法

①工具式组合钢模板法.采用组合式钢模板散装散拆,或组装成大块整体安装模板浇筑.本法为常规施工方法,通过精心施工,质量可以保证,但支模费工费时,工效较低.

②大模板法.内承重墙均用整间的大模板支模现浇；护墙用现浇,或预制（称内浇外挂）,或砌筑三种做法.楼板可根据不同情况,采用预制、现浇或预制与现浇相结合的方法.本法大模板装、拆快,施工快速,墙面平整,质量好,可减少现场装修工作量,在高层建筑中应用较普遍.

③爬模法.大模板自爬,借助自身的提升工具逐层上爬,不需要塔式起重机提升,每浇筑一层墙体随后浇一层楼板.上海已用于48层高层建筑.

④隧道模法.承重墙体和楼板,采用隧道式模板同时浇筑,做到一次支模一次浇筑成型.本法结构整体性好,墙面和顶面平整.采用这种方法已建成70层的高层建筑.

⑤滑升模板法.滑升模板（简称滑模）是在建筑物的基础上按照平面图,沿结构周边一次组装一段高度的模板,随着模板内不断浇筑混凝土和绑扎钢筋,不断用小型液压千斤顶提升模板来完成整个高层建筑物的浇筑和成型.这种方法亦适用于高层剪力墙结构建筑,如高层住宅、高层宾馆.

2.2.2装配式方法

①装配式大板法.内外承重墙均采用预制大板,楼板及楼梯段采用预制,用塔吊逐层进行安装.本法预制装配化程度高,现场工作量少,劳动强度低,施工速度快,造价增加不多,技术经济效果较好,但要有可靠的抗震措施.我国曾用于10～18层住宅,国外最高的达25层.

②盒子建筑法.在工厂预制成盒子状空间构件,运到施工现场逐层进行组装,每个盒子重8～30t.

本法预制装配化程度较装配式大板建筑更高,现场用工少,劳动强度低,工期更短；但一次性投资较大,需要解决大吨位运输和吊装设备,受到一定限制.

2.3筒体结构体系施工法

筒体结构体系,常用于超高层建筑.筒体的承重梁、柱和承重墙均采用现浇工艺,以确保高耸建筑物的整体性.核心筒的内筒多为现浇钢筋混凝土墙板结构,高度很大时多采用滑升模板施工,也有用大模板爬模施工的,亦收到良好的技术经济效果.核心简体系的框架部分,当为钢筋混凝土结构,多用组合钢模板施工；当为钢结构,则采取工厂预制,现场安装.为保持施工中的结构稳定性,多采取钢结构框架与钢筋混凝土内筒同时施工.

筒中筒结构体系,当采用钢筋混凝土结构,通常高度均很大,多采用滑升模板或爬模施工,施工速度快,质量好；当采用钢结构,多在内筒中设爬升或塔式起重机,逐层进行安装,起重机随着结构的升高而不断爬升.当缺乏爬升式塔式起重机时,亦可用附着式塔式起重机进行安装.内筒和外筒（柱）之间的楼板,跨度常达到8～12m,一般采用现浇楼板,或用压型钢板、预应力混凝土薄板作永久性模板,在其上现浇叠合楼板等,也有采用预制肋梁、现浇叠合楼板.一般情况下,楼板应保证自身平面内的刚度,使能可靠地传递水平力.

3结语

总而言之,在高层建筑项目中,施工人员必须要对高层施工的特点有充分的了解,必须要对施工工艺的各部分有清晰的认识,同时,也需要施工人员根据自身的工作经验和工作需要,进行技术的调整和改革,相关技术监督部门需要进行合理有效的监督.