浅谈高层建筑施工中主体工程施工技术

苏国同

摘要：本文分析了高层建筑主体工程施工技术中，模板、钢筋、混凝土施工的过程，并在工程施工中的施工工期、施工安全、施工技术等方面进行了阐述。

关键词：高层施工；技术；主体工程；混凝土

一、工程实况

1．工程简介

本工程为高层建筑,抗震烈度为六度,耐火等级为一级,建筑类别为一类,设计使用年限为50年,结构安全等级为二级。屋面防水等级为Ⅱ级( 15年)。建筑面积约为20 000 m2,地下一层,地上十九层。建筑高度为59. 10 m。层高2. 9 m,地下室为车库,一层为商场,二层及二层以上均为一室一厅一卫住房。

2．工程结构概况

工程为钢筋混凝土框架—剪力墙结构。工程抗震设防烈度为六度,抗震类别为丙类,根据工程地质报告场地土类别为二类,地基基础设计等级为乙级,高层建筑级别为A级。框架抗震等级为四级,剪力墙抗震等级为三级。结构安全等级为二级,结构使用年限为50 a。

二、模板工程

1．模板的选用

根据该工程结构特点及工程规模,所有构件按清水构件要求制作,模板拼缝处采用胶带纸封闭或泡沫胶带塞缝,防止漏浆。

2．地上模板工程

①方柱

采用定型16厚木胶合板模板,定位周转、对截面大于600×600的大柱中间必须加Φ12对拉螺杆,沿高度方向@ 500。见图1。

地上剪力墙:采用整体模板,钢管及穿墙螺杆紧固,穿墙螺杆采用竹套管,用膨胀水泥砂浆灌实。模板支模图同地下室外墙,只将止水螺杆改为普通穿墙螺杆。

工程采用的是16厚胶合木板,剪力墙支模如图2所示。

③楼盖

梁板模采用12厚胶合板,穿梁螺杆采用竹套管,拆模后,用膨胀水砂浆灌实。

④大梁。

对高度大于600的梁,在梁中设置Φ12的对拉螺杆,对拉螺杆的水平或竖向间距按500~700mm设置,支模按规定将梁板起拱,按跨度的3‰起拱。其中支模系统的立杆水平间距为1 000 mm×1 000 mm,大横杆竖向间距为1. 2 ~1. 5 m,根据实际情况架设剪刀撑。为了提高模板和周转使用,待混凝土强度达到设计强度的75%以上时拆除全部支模和模板,但对于≥8 m跨梁混凝土强度,可在跨度中设置暂不拆的顶托,混凝土强度达到75%时可将其余支撑系统拆除,悬挑梁处混凝土强度达到100%时方可拆除。

3．模板的拆除

拆模时应尽量减少模板的损耗。拆模时应根据模板及支架系统的构造,由原来安装模板的工人,按安装相反的顺序拆模。

混凝土强度要达到设计强度标准之才能拆模,以确保构件的质量。模板的底模要比侧模后拆,这是因为底模承重。跨度大的构件要比跨度小的构件晚拆模。从受力情况看,受压构件可以早一些拆模,受拉、受弯构件要晚一些拆模。模板的拆除顺序按柱楼板梁侧模梁底模进行。模板拆除时,不应对楼层形成冲击荷载,拆除的模板和支架宜分散堆放并及时清运。

①柱模板的拆除

柱模板先拆除柱箍,竖楞及对拉螺杆,后拆除柱模,拆模时不得用撬棍撬伤模板,如拉不下模板,可伴用木槌敲模板,使模板与混凝土分离。

②楼板模板的拆除

楼板模板的拆除先放低支架(降低调节螺栓),再拆除模板。

③侧边模板的拆除

侧模拆除时的混凝土强度应能保证其表面及棱角不受损伤。

④底模的拆除

底模我国现行规范的拆模要求,主要从跨度和混凝土强度来考虑的,并参考构件的用途。要求与构件同等条件下养护的试件达到下表的规定强度时,方可拆模。

三、钢筋工程

1．钢筋的运输

钢筋原料用汽车运至工地,垂直运输采用塔吊。

2．钢筋的加工

加工场地:由于现场,施工场地狭窄,Φ12以下所有钢筋在场外工厂加工;Φ12以上在现场加工制作。

加工方法:梁柱钢筋接长在车间采用闪光对焊,盘圆钢筋用调直机调直,采用切断机下料,弯曲机成型。

半成品标志堆放:每种规格的钢筋、半成品均绑扎标志牌,并成捆堆放。

3．现场钢筋连接

①钢筋绑扎顺序

柱筋绑扎顺序:接竖筋→分箍筋→布箍筋→绑扎(满扎)。

梁筋绑扎顺序:布主筋→套箍筋→绑扎。

板底钢筋绑扎顺序:模板上分划间距→布直径较大钢筋→布另一向钢筋→绑扎(周边满扎、中间小梅花绑扎)。

②钢筋的焊接

竖向钢筋Ф12及以上连接采用电渣压力焊。水平方向的梁板钢筋连接采用闪光对焊,板的钢筋可采用电弧焊连接。

电焊压力焊操作要点:电渣压力焊是利用电流通过渣地产生的电阻热将钢筋端部熔化,然后施加压力使钢筋焊合。电渣压力焊可采用直接引弧,然后,继续缓慢提几毫米,使电弧稳定燃烧之后,随着钢筋的熔化,钢筋逐渐插入渣池中,此时电弧熄灭转为电渣过程,焊接电流通过渣池而产生大量的电阻热,使钢筋端部继续熔化。钢筋端部熔化到一定程度熔化后,在切断电源的同时迅速进行顶压,持烧几秒钟,方可松开操纵杆以免接头偏斜或接合不良。

③钢筋保护层厚度控制

建筑物结构构件钢筋的混凝土保护层厚度如表1所示,在本工程中,还加入了垫块等方式控制钢筋保护层厚度。

表1钢筋保护层厚度

柱：柱筋上绑扎水泥砂浆垫块。

梁：采用50 mm×50 mm×30 mm预制砂浆垫块,厚度根据设计要求确定。

板底筋：用50 mm×50 mm×20 mm预制砂浆垫块,按1 m方格距布置,厚度根据设计要求确定。

板面筋:用钢筋支撑来控制钢筋保护层。

剪力墙钢筋:采用墙厚短钢筋桁架。

底板钢筋:保护层采用垫块,上下层钢筋之间采用钢筋支架保证间距,如图3所示。

四、混凝土工程

1．混凝土运输

现场施工所需零星混凝土、垫层混凝土的水平运输采用塔吊或手推车运至浇筑地点。结构混凝土采用混凝土输送泵进行混凝土运输。

2．混凝土进场验收

混凝土进场应注意严格控制塌落度值,混凝土进入搅拌机时塌落度不得少于150 mm。厂家考虑混凝土塌落度为较大,由于运输中塌落度损失,到达现场时混凝土塌落度不得少于180 mm,在混凝土进入混凝土泵时塌落度不得低于150 mm,避免堵泵。混凝土塌落度不足时不得随意加水以增加混凝土塌落度,混凝土运输车应配备水泥浆,其水灰比与混凝土相同,当塌落度不足时可加入同水灰比水泥浆,增大混凝土塌落度,保证泵送要求。

混凝土水灰比在现场设置实验室进行快速测定(一般1 h可得出结果),混凝土水灰比的准确对混凝土强度十分重要。

3．混凝土浇筑

①泵管的安装要严密,防止漏浆,尽量少设弯头,备用溜槽和塔吊。

②泵管敷设按混凝土浇筑方向确定,由专人统一指挥,专人巡视,防止堵管,一旦堵管,快卸快装。

③混凝土从一侧开始浇筑,分层布料,阶梯式前进,每层混凝土振捣要密实,不得漏振,也不得过振。

④底板和楼板浇筑达到设计标高后,用木尺刮平,混凝土收浆后,在混凝土终凝前要用木抹多次抹压,防止表面出现收缩裂缝。

4．混凝土浇捣

①每层混凝土浇捣分两次,即竖向结构与水平结构分开浇捣,第一次浇捣柱、剪力墙至梁板底,第二次浇捣梁板。

②剪力墙混凝土采用分层浇捣,每层为500高。

③标准层梁板与柱、墙一次整浇,但应在柱和墙浇筑完毕后停歇1~1.5 h,使混凝土获得初步沉实后,再继续浇筑梁和板。

④竖向构件超过3 m时,混凝土浇捣必须采用串筒。

⑤混凝土浇捣方向自南向北,路线见图4。

⑥振捣采用人工布料,人工振捣梁、柱采用插入式振动器振捣,板采用插入式和平板式振捣器振动相结合,并进行二次振捣,以提高混凝土的密实度和抗裂性能。

5．施工缝的留设与处理

①施工缝的留设。

根据设计要求留设。主体结构水平施工缝留在楼面和楼板梁下100 mm处。

②施工缝的处理。

封模前将接槎处表面的水泥浮浆、松动石子或软弱混凝土及焊渣清除,用水冲洗干净;继续浇筑前浇水湿润,并铺一层20mm厚的水泥砂浆,再继续浇筑混凝土,仔细振捣加强养护。

6．混凝土的养护

混凝土浇筑完毕后12 h以内需加以覆盖,并喷水养护。普通混凝土养护不得少于7 d。每日浇水次数应能保持混凝土处于足够的湿润状态;气温小于5℃时不得浇水。混凝土对养护有较高要求。用水量仅为150 kg/m3左右,不能靠自养养护混凝土,而必须依靠外部明水养护,混凝土才不至于开裂。柱、墙混凝土浇筑24 h后拆模(地下室外墙模板拆除时间应在混凝土浇捣3 d以后),拆模后立即包塑料薄膜并浇水养护,养护时间不小于14 d。塑料薄膜应包裹严密,派专人浇水。楼板面混凝土表面平整完毕后,梁板混凝土表面用塑料薄膜覆盖,薄膜端头压住木枋。

五、结束语

高层建筑所采用的结构材料、结构类型和施工方法与多层建筑有很多共同之处,但高层建筑不仅要承受较大的水平荷载,而且高层越高相应的荷载越大,因此高层建筑所采用的结构材料,结构类型和施工方法又有一些特别之处。总之，16层(50 m以下)的高层建筑,根据施工条件,可以有多种施工体系的选择;超过50 m的高层建筑,基本采用现浇为主的剪力墙和筒体体系。以本工程为例的现浇钢筋混凝土结构高层建筑主题施工仍然是解决好模板、钢筋、混凝土方面的施工技术问题。

参考文献：

1．陈俭伟.高层建筑主体结构施工技术探讨.建筑科学, 2008.21.

2．赵世新,向军.高层建筑主体结构技术施工[ J].山西建筑,2008, (1).

3．童明达.某高层建筑主体结构施工技术[J].广东科技, 2008,(9)·

4．朱勇年.高层建筑施工[M]·北京:中国建筑工业出版社,2008.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。