超高层建筑结构体系的新发展

金宝合 刘晨辉 曾燕 向晖

摘要：由于城市土地资源有限,发展超高层建筑的需求日益迫切。在这种需求的推动下,我国超高层建筑的施工水平取得了长足进步。本文结合本人多年工作经验，对当前我国高层建筑施工中深基坑、泵送、钢结构安装、垂直度控制等施工技术进行探讨和总结。

关键词：超高层；深基坑；泵送；钢结构安装；垂直度控制

中图分类号： TV551 文献标识码： A

一、超高层深基坑支护技术

国内高层建筑最深度达-30多米，深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的分项工程，而深基坑支护结构技术无疑是保证深基础顺利施工的关键高层建筑为满足承载力埋深要求，考虑建筑功能和成本，其基础多设计带有地下室的深基础，且大部分施工场地窄小，不能采用基坑边缘放坡，只能采用桩柱墙等特殊支护结构，做好基坑支护的质量控制对保证施工安全临近建筑物及施工人员生命财产安全极其重要。

（一）深基坑支护工程施工   基坑支护施工要综合考虑工程所在地的地理条件、工程类型、基坑开挖规模、周边环境、支护结构等因素。基坑支护施工要注重支护结构的稳定，坑体变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。控制的关键是基坑的稳定性、地面变形及地下水的控制，并要根据实际情况适时地调整方案。在进行深基坑支护的设计和施工时应注意以下几点。

（1）随着人们环保意识的加强，支护体施工时，要尽量减少支护工程施工产生的环境污染

（2）施工场地周围建筑物和地下管线往往限制了基坑的施工，施工时要充分考虑工程对周围设施的影响，尽量不要影响这些设施的正常运转，尽可能把影响降低。

（3）合理安排施工流程，使施工在有限场地和时间内运转顺畅。人员、工序调度要高效。

（二）基坑支护的施工流程

深基坑支护的施工流程一般包括：施工前准备、支护桩的施工、联系梁等的施工、锚杆的施工、土方开挖。支护桩一般采用人工挖孔桩，然后用钢筋混凝土做护壁。联系梁施工时，先开挖基槽，经验收合格后，进行抗渗墙混凝土的浇筑，最后再对联系梁施工。基坑挖至锚杆标准高度后，开始进行钻孔、制作锚头、穿锚索、注浆，安装连系梁，穿外锚具，然后锚固，最后进行锚杆试验。土方开挖要采用分层开挖，对挖出的土方要随时挖出随时运走，把土清理干净。在施工整个流程中中，需要对工程进行实时监测，随时掌握工程情况，确保安全并对后来工作提供决策指导。

二、超高层建筑的混凝土泵送技术

超高层建筑的混凝土强度高,体量大,国内均为泵送混凝土。为保证浇筑功效,不仅要求泵送混凝土具有恰当的配合比,还必须使用相当数量的混凝土泵机和布料机。泵送流程为:现场布置混凝土泵机→配备混凝土输送直管和弯管→固定输送管→泵送水泥浆或水泥砂浆→泵送混凝土。国内的高泵程混凝土主要采用了掺粉煤灰和化学外加剂的“双掺技术”。它综合反映了混凝土外加剂技术、掺合料技术、配合比设计技术、泵送设备、泵管布置铺设技术和泵车操作技术,使混凝土泵送高度一次又一次被突破。

三、超高层建筑钢结构安装技术

（一） 流水段划分

超高层钢结构,由于制作和吊装的需要,对整个建筑从高度方向须划分若干个节,一般以钢柱的分段作为节的划分依据。它既具有总体设计的各项结构上的要求,又有其固有的单体特征。在吊装时,除须保证单节框架本身的刚度外,还须保证自升式塔式起重机(特别是内爬式塔式起重机)在爬升过程中的框架稳定标准节框架安装注意事项:

(1)每节框架吊装时,必须先组成整体框架,即次要构件可后安装,尽量避免单柱长时间处于悬臂状态,使框架尽早形成,可增加吊装阶段的稳定性。

(2)每节框架施工时,一般是先栓后焊;并按先顶层梁,其次底层梁,最后为中间层梁的操作顺序,使框架的安装质量能较好地控制。

(3)每节框架梁焊接前,应先分析框架柱子的垂直度偏差情况,有目的地选择偏差较大的柱子部位的梁先进行焊接,以减小焊接后产生的收缩变形,有助于减少柱子的垂直度偏差。

(4)每节框架内的钢楼梯及金属压型板,应及时随框架吊装进展而进行安装,这样既可解决局部垂直登高和水平通道问题,又可起到安全隔离层的作用,给施工现场操作带来许多方便。

（二）钢柱的安装方法

(1)钢柱安装前应对下一节柱的标高与轴线进行复验,发现误差超出规范的,应立即修正。

(2)安装前,应在地面把钢爬梯等装在钢柱上,供登高作业用。

(3)钢柱工厂加工时应按要求在柱两端设置临时固定用的连接耳板,上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后,即用螺栓与连接板做临时固定。待钢柱对接(指电焊)完成,且验收合格后,再将耳板割除。

(4)钢柱一般采用两点就位,一点起吊。

四、新预制混凝土构件技术

（一）新型装配式楼盖结构

采用革新的预应力空心板，按预制装配式楼盖设计，以保持施工安装快速的优点，同时在楼板找平层中加配钢筋网片，使之具有相当于叠合楼板的整体性，捉高结构的抗震性能；用高强预应力钢丝作预应力主筋，提高构件的延性；提高构件的质量标准(高于现行的国标)，以促使构件生产工艺和模具水平的提高，使构件生产集中于有一定规模和技术水平的预制构件厂，以保证构件的高质量；通过改进后的板侧面设计与灌缝材料，增强板缝间的抗剪能力；通过上述几项措施并可解决当前困扰民用建筑开发商的频频引发争议的现浇混凝土楼板裂缝问题。

（二）预制轻混凝土内、外墙板和复合外墙板

与框架结构的结合，可逐步取代现有的砖混结构，从而实现民用建筑基本不用粘土砖的节地要求。预制外墙板、新型装配式楼盖与框架结构及已有的各种轻质内墙相结合，可形成框架现浇或预制梁、柱装配整体，其余均为预制装配的新型建筑体系。

（三）叠合楼盖结构。

以中、高强预应力钢丝作预应力主筋的预应力平板、带肋平板、空心板作预制板，与现浇混凝土叠合层组成叠合楼盖。减少了现场的支模施工工序和钢筋工程的工作量，具有很好的整体性，尤其适用于大开间民用建筑。

五、超高层建筑垂直度及轴线的控制技术

控制垂直度和轴线的控制是保证高层建筑施工关键的环节之一 ，鉴于高层建筑的特点采用内控法，进行分段投测，可以缩短测程，减少风力、温度对测量的干扰，其精度大为提高。

（一）首层控制网的建立及校核。根据工程的平面布置形式选择不同形状的控制网，由选定控制点组成垂直度控制网，取平行于建筑物外围柱列轴线或剪力墙中轴线，与轴线距离取为1m作为控制线，控制线的交点即为控制点；首层控制网建立后，应进行控制校核，网边长用一把专用50m钢卷尺丈量，所有角度均用j2光学经纬仪施测，复核后的首层控制网作为施工全过程垂直度控制及放样的依据。

（二）控制点分段确定及在各楼层投测为缩短投测距离，防止误差积累，并减少施工环境(风力、温度)的影响，采取分段控测、分段投点的方式，比如我们在施工该高层住宅楼第l~15层作为第一段，第16~26层作为第二段，当施工至16层时，在同一位置控制点传递孔两侧预埋直径12钢筋，蒋首层控制网点位用光学经纬仪准确投至16层楼面，并进行校核(方法同首层网)。确定定位准确无误后，将200mm×200mm×l0mm钢板焊在预埋钢筋上，并凿出新的控制点，作为第16~26层各层垂直控制及放样依据。为适应施工进度，克服光学垂准以操作缓慢的缺点，控制点在各段楼层上的投测采用钢垂球逐层向上投点放样，每3～5层用光学垂准仪校核。

（三）为使墙柱位置、垂直度控制在规范允许偏差范围内，采用模板轴线“双控法”来确保墙、柱模板垂直度。除用距柱墙边线50cm弹出墙柱模板定位控制线及墙柱转角延长线，用以控制墙柱模板安装位置准确外，在梁板模板安装完毕后，根据各控制网线再进行一次投点，将模板控制点位控制线引测到梁模板板面，检查控制模板的偏移和外墙柱、梁边缘尺寸，结合墙柱模板垂直度检查，将误差控制在浇筑混凝土之前。

结束语

钢筋混凝土结构在超高层建筑中应用较广，超高层建筑的发展体现出发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平。在超高层建筑施工中除了要严格依据国家施工规范技术标准及施工设计方案进行，施工质量进行控制，还应不断采用新技、新工艺，以期按时、高量、优质地完成超高层建筑的施工任务。

参考文献

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