高层建筑工程施工技术

摘 要：随着我国建筑行业市场化程度不断提高,建筑企业之间的竞争越来越大,建筑企业必须做好工程建筑施工技术管理才能提高施工技术水平,提高工程建筑质量.本文就高层建筑施工技术进行分析,首先总结高层建筑施工的特点,分析我国高层建筑施工技术中外墙施工技术、厚板转换层施工技术、施工材料技术的发展,对混凝土工程施工技术、结构转换层施工技术、施工后浇带的施工技术、安全技术管理四项主要的高层建筑施工技术进行详细分析.最后,提出加强施工技质量控制的措施.

关 键 词：高层建筑,施工技术,技术发展

0引言

在我国大力推进城镇化的背景下,我国城市人口快速增长,城市土地资源问题也日益突出.同时,随着我国区域性经济的拓展和深化,建筑行业不断追求体型复杂化和功能多样化.在此背景下,高层建筑市场应运而生.高层建筑也对施工技术提出了新的要求.

1高层建筑工程施工特点

1.1工程量大

一是施工准备工作量大,工程建筑的体积和面积超过普通建筑,高层建筑施工材料、配件、机具设备种类繁多、采购和运输量庞大.高层建筑施工涉及多个工种,需要大量不同专业的人力、物力及施工准备工作才能保证工程施工顺利进行.

二是工程施工量大、工序多.高程建筑的土方、钢筋、模板、砌筑、装修、管线安装的工作量都大大增加,工程施工需要十多个专业工种同时配合工作.

1.2施工工期长且紧

高层建筑的工期通常超过2年,结构工期超过5d/层.施工工期长且紧张,通常为两班或三班作业,冬季或雨季仍须施工[1].高层建筑工期长且紧的特点要求高层建筑施工需要具备特殊的施工技术措施,确保施工工序合理开展,才能在保证工程质量的基础上缩短工程周期,减少工程建设成本.

1.3地基深

高层建筑的层高较大,需要加深地基深度才能保证建筑物的稳定性.通常情况下,地基埋置深度为建筑物高度的1/12或更多,桩基深度应不低于建筑物高度的1/15[2].由于高层建筑通常需要建有一层地下室,因而地基深度通常在5m以上,超高层建筑的基地深入通常高于20m.

1.4高空作业和垂直作业量多

高层建筑的高度超为45m以上,超高层建筑高度超过100m,高层建筑自身高度大造成高空施工作业和垂直作业量大.高层建筑施工中需要处理大量建筑材料、设备和人员运输工作.另外,高空作业和垂直作业量多也要求施工单位应做好高空安全保护工作、通讯工作以及其解决其它问题,防止物体和人员坠落造成打击事故或人员伤亡.

1.5施工技术要求高

高层建筑施工技术主要以钢筋混凝土和刚才为主要结构材料以及其他相关的施工技术,其中现浇技术为钢筋混凝土技术的主要组成部分,这要求施工单位要重点解决工业化模板、钢筋连接、高性能混凝土等施工技术才能做好钢筋混凝土施工[3].另外,高层建筑对消防、防水、装饰等施工工艺的要求较高,实现高层建筑平面类型的多样化、立面造型的个性化以及高层建筑与周边环境相协调已经成为高层建筑施工的时代要求,这些要求也对高层施工技术提出了更高的要求.

2高层建筑施工技术的发展

自我国改革开放以来,我国高层建筑行业快速发展,高程建筑施工技术也显著提高.我国建筑从业人员再吸收国外先进施工技术和施工理论知识的基础上,结合我国实际情况,形成我国自己的高层建筑工程施工技术和理论体系,并获得自主知识产权,极大的丰富高层建筑工程施工技术体系.

2.1外墙施工技术的发展

通过基于建筑墙体全面浇筑结构技术,建筑墙体浇筑技术已经朝着大模块时怎么发表展,建筑施工质量不断提高.建筑墙体新施工方法通过对传统施工方法的发展和创新,建筑墙体新施工方法可在提高工程质量的同时提升建筑工程的整体性能,提高建筑工程的功能和使用价值.

2.2厚板转换层施工技术的发展

高层建筑的转换层设计具有很高的不确定性,它需要根据建筑功能选择转换层设计和施工工艺.当前我国高层建筑的结构转换层形式多以梁式、板式和桁式三种为主.三种设计形式的转换层各有优缺点,其中梁式结构转换层凭借设计简单、施工方便等优势被广泛应用于工民建结构转换层施工[4].但是,高层建筑和普通工民建有很大的不同,厚板式结构转换层更适合高层建筑的结构转换层设计,因此厚板式转换层设计方式被大量应用于高层建筑结构转换层设计,厚板式转换层设计理念也得到快速发展.另外,随着结构预应力技术理论的发展及完善,我国高层建筑的大跨度、高挠度和强剪切力等问题都得到了较为完善的解决,形成了较为成熟的设计和施工工艺.

2.3施工材料的发展

我国高层建筑施工技术的发展还表现在相关建筑材料的发展上.高层建筑的功能对防火、保温等性能的要求极高,这要求高层建筑施工中必须严格按照国家有关标准和规范选择建筑材料,加大建筑装饰材料研发管理力度,重点做好新材料施工技术的研发和制造管理,保证高层建筑工程施工质量及施工安全.经过长时间发展,相关建筑材料的研发和制造都取得了突破性进展.建筑材料直接关系高层建筑结构的何在,如防火、保温等性能很大程度上取决于建筑材料的性能.

3高层建筑工程关键施工技术分析

3.1混凝土工程施工技术

抗压强度是衡量混凝土工程施工质量的关键指标,抗压强度与混凝土用水及水泥强度呈正相关.当水灰比相同,高标号水泥的混凝土抗压强度高于低标号水泥.因此,施工单位要根据高层建筑对混凝土抗压强度的要求正确选择水泥.此外,水灰比与混凝土强度也呈正相关.当水泥标号相同时,水灰比越大,混凝土抗压强度越高.在水灰比固定情况下,增加水泥用量无法提高混凝土强度.增加水泥用量只能增加混凝土的和易性、收缩性以及变形能力.因此,水泥强度和水灰比是影响混凝土抗压强度的主要因素,做好选择水泥和控制水灰比才能控制混凝土抗压强度,提高混凝土抗压强度[5].从本质上讲,在符合设计要求的质量标准前提下降低成本,以上两个环节的工作的目的为尽量降低混凝土的标准差.混凝土强度具有一定的离散性,虽然无法避免离散性的影响,但可以通过科学的管理方式降低离散型的影响.因而混凝土标准差可作为反映施工单位管理能力的指标,混凝土标准差越小,表明施工单位的管理能力越好,管理水平越高.3.2结构转换层施工技术

基于高层建筑的功能,高层建筑的上部和下部分别要求小空间的轴线和大空间的轴线布置,这种要求与机构力学布置要求相反.但是,高层建筑结构的下部结构层受力程度高于上部结构层,高层建筑的下层结构布置应该为刚度大、墙多、柱网密集,而上部结构层受力小则应逐渐减少墙和柱的数量,扩大轴线间距.另外,为了满足高层建筑功能的需求,高层建筑的结构应该和常规布置相反.因此,为实现这种结构,需要在结构转换楼层设置转换层.当前工程应用的主要转换结构形式以带转换层的剪力墙结构为主,如若结构层位置上移时,需要设计带转换层的筒体结构.带转换层筒体结构起主要影响作用为转换层上部外筒的刚度和高度、内筒的刚度.带转换层的剪力墙结构和带转换层筒体结构有相同的,两种转换层结构的抗震性主要受转换层的高度影响,转换层高度越高,转换层上下间位移角和内力突变越明显,因而转换层高度不能过高.另外,转换层的结构抗震性能与转换层的上层侧向刚度比有关.对带转换层的剪力墙结构而言,通过控制侧向刚度比可以得到控制转换层附近的间层位移角和内力突变的作用.因此,对于带转换层的剪力墙结构或者筒体结构,可以通过加大同体或者落地墙的厚度、提高混凝土强度等级达到强化下部结构的目的[6].必要情况下,可与房屋周围增设部分剪力墙、楼梯间筒体提高转换层的抗震能力.弱化上部可通过不落地剪力墙开动、减少墙厚度等方式达到目的.

3.3施工后浇带的施工技术

高层建筑的功能和造型要求高层主楼与低层裙房应该相连,裙房包裹主楼大部.而传统的建筑结构设计则要求高层主楼与裙房向分离,这要求高层建筑需要建设变形缝.但是建设变形缝后会出现双梁、双柱和双墙问题,限制高层建筑的平面布局,因此需要通过施工后浇带技术避免设变形缝对平面布局的限制.高层建筑主楼基础施工时同时进行低层裙房基础施工,有利于回填土地后平整场地,方便进行高层建筑上部结构施工.对上部结构而言,必须根据施工图预留施工后进行浇带.高程建筑主楼和裙房连接的基础梁需要预留出施工后浇带,待主楼和裙房主体部分完工后再浇筑,连接底梁两侧、上部梁和板.这种做法消除高层与底层的差异带来的问题,对于施工后浇收缩带,应在主体结构结束2月后再浇筑.施工浇带的最佳位置为受力较小部位,如梁的变形缝反弯点的弯矩和剪力都较小,可作为浇带点.在施工浇带出,需要保证钢筋不会断.根据梁和板的跨度进行浇带,跨度较大应该根据规定断开钢筋,补齐混凝土后焊接好钢筋.后浇带的宽度应该考虑便于施工操作,再以结构要求设置合理宽度,宽度应控制在700-1000mm范围内.

3.4安全技术管理

任何建筑工程施工必须做好施工技术管理工作,才能保证建筑工程顺利进行.高层建筑工程安全技术管理工作需要坚持以预防为主,加强施工前准备工作以及施工过程中的监督与管理工作,做好施工前调查研究工作,坚持循序渐进原则,有步骤、分阶段的开展.施工前调查研究工作的重点应该包括勘察施工现场的地形地貌,做好记录.根据调查结果分析施工现场可能存在的安全风险,将风险记录在案.最后根据设计文件编制安全技术措施,设置现场安全警示工作.施工前还需要做好施工安全宣传教育工作,对施工人员进行安全技术培训,考核施工人员的安全培训效果做好安全技术交底工作.在施工中,安全技术管理应严格按照既定安全技术进行,充分了解、掌握涉及文件的要求以及安全技术措施的内容.做好安全防护及应力支持系统的验收工作,重点做好脚手架、支撑、支架的验收工作.

4加强施工技质量控制

4.1实行逐级技术交底制度

工程开工前,工程师以施工组织设计方案为基础,向所有施工人员进行技术措施交底,分项施工前,所有施工人员需重复工程项目技术措施,各个班组组长每天要求施工人员进行施工要求、作业环境技术交底,实现编制者和施工者之间的消息畅通,避免消息断层.依据PDCA循环过程的要求,开展技术质量管理活动.具体为发现问题-分析问题-制定措施-执行措施-观察效果-总结经验-解决遗留问题的步骤进行.根据容易出现施工质量问题的分项工程,制定施工工艺标准,提出施工技术要求,加强施工材料、操作工艺控制.

4.2实行技术复核

技术复核是施工技术管理制度的重要内容,也是做好施工技术质量控制的关键.技术复核的目的审核技术工作,及时发现施工技术中存在的问题,并及时解决问题.根据施工技术现状,技术复核工作应重点做好以下几个方面的工作[7].一是地基基础,包括土质、标高、轴线、预留孔、预埋件位置等.二是建筑物定位,包括水准桩、标高、标准轴线桩、龙门桩轴线等.三是模板,包括模板的尺寸、标高、预留孔、牢固程度、内部清理情况等.四是混凝土,包括混凝土的混合比例、骨料成分、水泥强度、水泥品种等.五是钢筋,包括钢筋的品种、规格、数量、连接情况.六是预制构件,包括预制构件的位置、标高、抗裂度等.七是砖砌体,包括皮数杆、砂浆配合比、组砌方式、预留洞口位置等.

5结语

随着我国城市化进程的不断推进,高层建筑市场规模也会不断扩大.而且高层建筑结构、施工技术要求也高于普通建筑的结构和施工要求,施工单位的技术管理控制工作也需要相应的提高.因此,施工单位必须做好高层建筑施工技术管理和控制工作,在高程建筑施工实践活动中不断总结施工技术、完善施工技术、加强技术管理控制,保证施工质量和施工水平,提高工程建筑的质量,使高层建筑带来更多的社会效益和经济效益.