述超高层建筑施工的关键性技术

摘 要：本文主要基于超高层建筑的近期发展状况、技术特征以及技术优化等关键点,简要分析下超高层施工中的逆作法、整体滑模法、整体爬模法、钢结构等关键性技术.

关 键 词：施工技术；超高层建筑；逆作法；钢结构；技术优化

中图分类号：TU74文献标识号：A文章编号：2306-1499（2014）01-

超高层建筑物的建设标志着我国的高新科技发展水平与综合实力已经进入现代化科技水平,也是发展中国家或地区展示其经济发展、社会进步成果的有力佐证.随着城市化进程的加速与社会生产生活的发展,尤其是在当前我国城市人口爆发性增长、土地资源紧缺的清况下,适当地修建高层、超高层建筑是城市化发展的必然方向.

1.超高层建筑的发展及基木特征

超高层建筑的定义尚无明确统一的标准,较权威的有1972年联合国国际高层建筑会议中所作的超高层建筑定义,即高度超过100m或楼层40层以上的高层建筑.随着现代施工技术的应用,超高层建筑已由最初的框架结构向框一剪、框-筒、剪力墙、框架等结构形式演变,单一钢筋混凝土结构也扩展为包括钢结构、钢-混凝土组合结构在内的多元化建筑形式,并逐步向“更高、更大、更深、更复杂、更齐全”的发展方向迈进.由于超高层建筑与普通建筑施工应用技术的差异,其施工特征主要表现为以下几点：一是投资大,工期长,资金压力重；二是高度大与独特的建筑造型效果,增加了结构施工难度；三是基础埋置深,混凝土基础底板和裂缝控制施工要求高；四是作业空问狭小,对作业时问、空问增加了组织难度；五是多处于繁华地段,交通、环保、场地等因素给施工平面布置带来较大困难.

2.超高层建筑施工技术的优化重点

如前所言,随着超高层建筑工程规模扩大、建筑结构日趋复杂,超高层建筑施工技术也随施工难度与施工环节的变化不断革新,其施工技术路线优化主要包括以下几方面：（1）以主楼施工为重点：突出工期保证措施,通过统筹规划,尽量提前主楼施工,尽可能地缩短资金回收周期.（2）以建筑安全和稳定性为核心：结合超高层建筑作业环境和特征,着力于优化基础和结构施工工艺,为缩短工程总工期创造条件.（3）以高效的垂直运输体系为支撑：针对垂直发展建筑物高空作业环境差、作业面狭窄、施工进度紧等特征,尽可能地应用科技进步成果以提高机械化设备尤其是垂直运输体系的施工效率.（4）强化总承包管理,重点提升施工作业空问和时问的利用效率：结合超高层建筑逐层施工的作业面特点,有序组织各楼层空问施工,实现建筑施工空问的立体流水作业,使各工种、工序紧密衔接,尽可能地削弱作业面狭窄对建设工期产生的负面影响.

3.超高层建筑施工技术应用

超高层建筑的技术不同与普通的建筑技术,超高层建筑要求技术更高,安全性更好.我国现在的超高层技术主要有几下几种：逆作法、整体滑模法、整体爬模法、钢结构施工技术、超高层建筑的混凝土泵送技术等.下面将逐一介绍.

3.1逆作法

所谓逆作法,其施工原理主要表现为：于建筑物内部浇筑中间支承桩和柱,并沿建筑物地下室轴线修筑地下连续墙等支护结构,使其作为建筑施工底板封底前承受施工荷载、上部结构自重的重要支撑；由此逐层下挖土方并浇筑地下各层结构直至底板封底；同时向上逐层建设地上结构.上海环球金融中心裙房地下室、深圳地土大厦地下室就是采用逆作法、半逆作法完成的.与传统高层建筑的顺作施工相比,超高层建筑的逆作法技术应用具有下述技术优点：（1）逆作法施工可缩短带多层地下室的超高层建筑的总工期,不存在地下结构、地上结构工期的差别,除地下一层占绝对工期外,可保障地上结构与一层以下地下室的同时施工.（2）相较于临时支撑,以逐层浇筑的地下室结构、中问支承柱作为支护结构的内部支撑刚度较大,可有效减少基坑变形,能明显减弱对于相邻地下管线、道路及构筑物的沉降影响.（3）逆作法施工增加了施工时的底板支点,跨度减小,可有效满足抗浮要求并解决底板配筋问题,使底板设计趋向合理.（4）逆作法施工时浇筑的地下连续墙在满足构筑物、管线布置的前提下,可紧靠或踩规划红线构筑地下连续墙并将其作为地下室永久性外墙,进而达到扩展建筑面积的目的.

3.2整体滑模法与整体爬模法

超高层建筑所采用的如核心筒体、剪力墙、框架梁等竖向结构,是构筑物工期进度与结构质量控制的重点内容,由于进入标准层后超高层建筑结构施工工艺重复较多,为缩短工期、减少模板及外架周转,在超高层建筑施工采用的整体滑模法能有效保障主体结构的整体性,减少附着、运转、管网敷设及高空交叉作业,有助于扩展施工作业面、保障安全作业,综合效益显著.因此,该施工技术在超高层建筑中得到了较为广泛的推广应用,1995年建成的武汉国贸大厦即采用了液压整体滑模法.整体滑模法则主要适用于超高层建筑剪力墙结构、钢筋硷筒壁结构,通过在沿构筑物底部墙、柱、梁等构件的周边组装滑升模板,分层浇筑硷,并以液压提升设备使其滑升至需要浇筑的高度为止.通过滑模法与其他工工艺的结合,叫一有效地简化施工工艺,创造史好的综合经济效益.整体滑模法与整体爬模法具有以下相同点：只需1次模板组装,叫一缩短施工周期；机械化程度高；节约模板和劳动力,结构整体性好；施工组织管理要求高,结构物立而造型存在一限制.其主要区别仅在于滑模是浇筑过程中通过模板和浇筑的硅之间的相对滑动完成施工序的,而爬模则主要是利用浇筑、提升模板完成施工的,其间并小存在模板与浇筑的硅之的相对运动.随着建筑施工的劳务费用的增长、建设单位对工期要求的提高,超高层建筑施工在工程施工进度、工程成本控制上也而临着史为迫切的需求.因此,在确保施工质量及施工安全的前提下,应用先进的滑模或爬模工艺技术可有效地缩短施工周期、降低综合成本,实现施工经济效益与社会效益的双赢,因此,继续深入有效的拓展爬模或滑模工艺技术的应用范围仍具有广泛的现实意义.

3.3钢结构施工技术

超高层建筑钢结构的应用,重点包括高层重型钢结构、轻型钢结构、大跨度空间钢结构、钢和混凝土组合结构等领域.钢结构生产制作工业化程度高、强度高、施工速度快,因此在超高层建筑施工中应用极为广泛.但就钢结构强度来说,在超高层建筑施工中应用钢结构施工技术关键是要认识这一问题；即钢结构建筑耐高温性差,其稳定性主要保持在常温至250度之间,当温度超过300度时,建筑钢材的强度就会随温度上升而开始下降,且由于钢材的良好导热性能,超高层建筑极易因此招致毁灭性的危害,“9.11事件”中的世贸大厦就是其中的典型案例.因此,钢结构施工技术的应用,必须考察包括防火围护、防火涂料及紧急避难所等在内的配套设施设计与施工.此外,超高层建筑钢结构施工技术的应用严重依赖于大型塔吊,塔吊起重能力直接影响到钢结构的安装效率,因此吊装机械安装、拆除以及钢结构的吊装、测控、焊接等技术标准也相对史为严格.

3.4超高层建筑的混凝上泵送技术

超高层建筑建设大都采用泵送混凝土技术.超高层建筑工程所需的混凝土体量大、强度高,要确保浇筑功效,小仅需要配备相当多的混凝土泵机、布料机,对泵送混凝土的配合比也有相当高的要求.目前国内的高泵程混凝土采用的“双掺技术”即掺粉煤灰和化学外加剂,反映了配合比设计、泵送设备、泵管布置铺设以及混凝土外加剂等技术的综合应用,混凝土泵送高度也随之逐次突破,上世纪90年末所采用的一泵到顶技术即可将混凝土直接泵送到高空浇筑地点,使超高层建筑的施工效率得到大幅提升.

4.结语

随着高新经济的发展,城市土地资源和人口之间的矛盾越来越凸显,超高层建筑的大量出现是社会经济发展的必然,而成熟的超高层建筑施工技术是关键.现在我国超高层建筑水平已经达到了世界高水平阶段,但是却发展的不均衡,一线大城市技术成熟,而二三线城市的技术水平还需不断加强,所以需要在实践中不断的总结经验,吸取国内外先进的建筑技术,不断的发展完善,促进我国高层建筑水平的提升,促进城市化的快速推进.