高层建筑施工技术分析

2013-08-15杨力

山西建筑 2013年25期

杨力

(山西八建集团有限公司，山西太原 030027)

随着高层建筑能够节约城市土地，能够缩短共用设施和市政管网的开发周期，减少市政投资，而且还加快城市建设等观点的逐渐被认可，各国都出现了越来越多的高层建筑。

早在古埃及时代，就已经出现了高层建筑，如于公元前280年建造的亚历山大港灯塔，高达100多米，而我国建于523年的河南登封县嵩岳寺塔高40 m以及建于1056年的山西应县佛宫寺释迦塔高67 m多等都属于高层建筑的范畴。而现代高层建筑首先从美国兴起，1883年芝加哥建造了第一幢砖石自承重和钢框架结构的保险公司大楼，高11层，这揭开了现代高层建筑的面纱，而第二次世界大战后，迎来了高层建筑的繁荣时期。中国近代的高层建筑始建于20世纪20年代～30年代。

1 高层建筑的发展历史及特点分析

1.1 高层建筑的发展历史

由于各国的标准不同，而且国际上还没有形成统一的标准，所以每个国家的高层建筑起点层数和高度并不一定，总之，超过一定层数或是高度的建筑都称为高层建筑。在美国，24.6 m或是7层以上的建筑都为高层建筑;在日本，31 m或是8层以上的才为高层建筑;而在英国则相对要矮些，不小于24.3 m的就为高层建筑。在中国的旧规范里，8层以上的建筑就为高层建筑，而目前，接近20层都只为中高层建筑，只有30层左右的，高达100 m的才为高层建筑。

1.2 高层建筑的特点

高层建筑可以给人类社会带来很高的社会经济效益。它的特点可以总结如下:1)高层建筑使人口密度更加集中，人们可以通过建筑内部进行沟通交流，缩短了距离，从一定程度上提高了工作效率;2)减少建筑占用土地面积，这样即使在城市中心地带建楼也成为可能;3)高层建筑可以有效减少政府的投资，并且同时可以缩短项目的施工周期。

2 高层建筑施工时的技术难点

高层建筑虽然拥有很多优点，但是当建筑的高度或是层数到达一定程度后，它的技术合理性等都会发生质的改变。与普通建筑相比，它在技术上有很多新的问题需要解决。

1)高层建筑的工作量庞大。高层建筑往往都是一些比较复杂的项目，子工程数目较多，所参与的单位、工种等都比较多。而且由于它的复杂性和特殊性，很多高层建筑都不是事先设计好的，而是在进行施工准备工作的同时进行项目设计，而往往准备工作，甚至设计图纸都还没有完全完成，就已经需要开始施工，这就给各个单位和部门的协调工作带来了很大的挑战，很难进行同步和统一。所以高层建筑在施工过程中，必须非常细心，施工单位要注意专门安排一个部门进行施工的集中管理工作。但是也正是由于高层建筑的参与工种较多、层数较多的特点，施工过程中可以充分利用时空上的优势，进行交叉作业，节约工期。2)高空作业多。高层建筑的施工不可避免地需要更多的高空作业的配合。由于施工高度较大，建筑建材等的垂直运输量也相对来说增加了很多。因为在施工过程中，要特别注意安全问题，特别要注意高空物体坠落等，时刻注意保护施工人员以及周边居民的人身和财产安全。3)需要更深的地基来支撑高层建筑。由于高层建筑地基的负载要比普通建筑大很多，所以它的地基深度也有更加严格的要求。按照比例计算，高层建筑的地基深度至少要为建筑物高度的1/12，这也与施工过程所采用的技术相关，若是采用桩基时，不计桩的长度，地基深度要大于建筑物高度的1/15。这种地基深度较深的施工技术很复杂，若是为软土地基，则不同的施工方案会造成项目的工期和总成本相差较多，因此，这成为了高层建筑的施工重点和难点。4)施工周期长。所有的高层建筑施工周期都几乎不少于两年，而且很难压缩工期。现在比较流行的高层建筑施工工艺为现浇混凝土，选择不同的模板体系会对工期造成重大影响，选择最适合的模板体系，能够有效减少工期，同时也可以大幅度降低施工成本。

3 高层建筑施工技术分析

3.1 高层建筑的基础施工

由于高层建筑更容易发生倾斜，水平移位以及地基下沉等问题，所以高层建筑的基础施工显得特别重要，也更有难度。基础施工主要包括挖掘土方，对基坑的支撑维护，以及对地基混凝土的浇筑。为了能够选取最优的土方挖掘方案，在开工以前，要进行一系列完整的考察工作，如对周边地形、地质等的检测，并做好相应的记录，以便在编写施工方案时可以参考。之后，根据土方规模以及土方的硬度程度选择相应的施工器械。土方挖掘工作的后期是废渣等的处理工作，这些都要进行妥善处理，不然会成为建筑垃圾，对环境造成破坏。最好能够对其进行二次利用，如用于铺路等。同时要做好施工用水的排放工程。

对基坑的支护工作可以保证建筑的有效施工空间。由于所有的物体都会有极限状态，建筑支护结构也不例外，这时就要求施工人员必须规范操作，必须遵守安全施工条例，施工时，所使用的建筑挡板质量要好，而且挡板的嵌入深度也要符合标准，这样可以达到最好的抗压能力。

由于高层建筑施工时与普通建筑的施工不同，有些地方需要作出相反的布置，如建筑上层反而需要用剪力墙，这种结构的刚度比较大，而下层反而选用刚度较小的框架柱。这样的搭配不能单独完成，需要在建筑施工时设置转换层。

3.2 高层建筑的施工测量技术

由于高层建筑的高度和层数都较大，这时施工测量技术特别重要，这对于保证高层建筑的垂直度和水平位置来说非常有效，同时，它能保证建筑物的标准高度。做好高层建筑的测量工作，有利于后期检测建筑物的下沉工作的进行。

高层建筑要严格按照相应的技术规范进行定位放线。首先需要校准所有需要用到的控制点的位置，不可使用未在标准高度或是位置的桩点，这可通过各种定位方法实现。

在进行高层建筑的标准高度测量工作时，要根据相应的章程，并且要达到所需要的精度。在进行高层建筑的标高测量时，在记录前，要注意观察前后视线是否相等。在进行向上或是向下的高度差测量工作时，需要钢尺配合测量。在测量时，要求钢尺保持笔直状态，并且施工人员用标准拉力使用钢尺。若高层建筑中使用了预制物件，则每层建筑都需要严格遵守设计方案上的高度差，不能超过预制材料的限值。同时时刻注意各层的标准高度，严防高度差的累积造成最后建筑物总的高度差超过限值。

3.3 土钉墙的施工

土钉墙是发展最为迅速的支护技术，它主要用于那些经过降低水位处理的环境中的建筑施工或是那些处于较低水位的建筑的施工。在设计时，对高层建筑的每层高度都已经做了规定，所以根据这个高度，在挖掘出来的工作面上放置铁签等，然后通过特定方法，将两点连接成一条直线。然后根据围护的设计参数，做好三角架，每施工一段时间，就要进行土钉位置校正，以保证土钉打入的角度符合设计图纸上的要求。土钉施工的其中一个步骤为混凝土的喷射。首先要按照规范中的比例要求调配好混凝土，之后开始喷射工作时，要保持喷头与被喷面的垂直状态，这样可以有效降低混凝土的回弹率。要求从下往上喷射，在喷射时，要控制好用水量，而且要定期进行养护工作，可在混凝土进行为时2 h的风干操作后进行喷水实验，当然具体的时间间隔和养护方法要视周边环境如气温、湿度等的变化而变化。