论高层建筑施工中的关键技术

黄聪平

摘要：本文对高层建筑施工中的关键技术进行了分析，总结了施工中的注意点。

关键词：高层建筑；施工；关键技术

引言

随着近代社会经济发展和人们生活水平的提高，各大城市都兴建了大量高层、超高层建筑。无论是人口的集中、用地的紧张还是科技的进步、材料机械的发展都让高层建筑层数越来越高、功能越来越丰富、结构越来越复杂。可以说，高层建筑的兴起是商业化、工业化、城市化共同作用的结果。但是高层建筑来讲施工要求也相对更高，需要把握关键技术，进一步加强高层建筑工程的有效性和科学性。

一、高层建筑的施工特点

中国《民用建筑设计通则》（GB 50352—2005）将高层建筑定义为：十层及十层以上的高层住宅和大于24m的民用建筑；建筑高度大于100m的民用建筑为超高层建筑。高层建筑最显著的特征就是高度高，而这一特点给工程施工带来了很多困难。首先是高空作业多，而在这大量的高空作业中必须保证人员的安全、材料的垂直运输以及要处理在高空作业中用电、用水、联络通讯、垃圾运输等工作。这些工作技术要求高、难度大。其次，由于高层建筑对地基的负荷量大，为了保障高层建筑施工的稳定性，地基的埋设必须要大于整体建筑高度的1/12，桩基要大于高层建筑高度的1/15，而且至少有一层地下室结构布置。再次，高层建筑工程量大，一般都会分为各种分项工程承包给各施工单位，总承包和各分包商之间的统一协调、集中管理的工作难度加大。最后，高层建筑施工还有着周期长、投资大、施工环境相对复杂的特点。一般多层的建筑平均施工周期大约10个月，而高层建筑却要持续2年之久，加之一般高层建筑地点好、功能多、标准高，需要损耗大量的人工和物资。在建筑密集区进行施工，设备材料不能堆积过多，还必须要保证对周围建筑的安全维护，时刻关注道路地面、周边行人等等。

二、高层建筑施工的关键技术

1.深基坑防护技术

目前，高層建筑物可以采取的深基坑防护技术主要是地下连续墙技术和逆作法施工技术。地下连续墙技术实际就是在地面上采用挖槽机械，在泥浆的护壁作用下，在地下挖出一条狭长的基槽，灌注水下混凝土而形成一道具有截水、挡土、防渗、承重功能的墙体。这种技术工效高、工期短、噪音低、占地少，并且可以贴近施工，墙体刚度大，适用于多种地基条件。逆作法施工则是高层建筑中又一常用的施工技术。先沿建筑物地下室轴线或周围施工地下连续墙或其他支护结构，同时建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承桩柱。施工地面一层的楼面结构可以为地下连续墙提供支撑力，之后再向下逐层开挖土方，对各层地下结构进行浇筑，直至封底。同时，由于地面一层的梁板楼面结构已完成，可以同时向上逐层进行地上结构的施工。这些技术能够提高地下工程的安全性，防止周围地基出现下沉，都是先进且值得推广的深基坑支护技术。

2.地基桩基施工技术

就地基处理形式而言，目前桩基施工技术在工程中被广泛采用并已形成了较为成熟的技术方法体系。在具体的应用过程中，针对工程实际情况，出于因地制宜、节约成本、提高工程可行性并减少对环境的损害等基本目的，需要在桩基的选型上对基地的检测条件、地质条件、上部结构类型、施工条件与环境以及荷载特征等因素进行妥善评估并进行最合适的选择。作为应用最广、方法最为成熟的方法，灌注桩施工技术可以适用于各种不同类型的地质，还能根据荷载选择施工级别。现浇灌注桩技术已经有了较大程度的发展，在施工中其整体承载力可以超过1万KN。在现有技术的基础上，结合科技的创新与应用，国家正在推广诸如桩侧后注浆、超声检测等新技术。通过在实践中对各项新技术进行调试与磨合，目前已经形成了符合国内工程要求的灌柱桩施工集成技术。此外，出于对工程质量与工程安全的进一步要求，在灌注桩施工技术的基础上，通过对动态、静态测量技术及相关计算机模块进行研发与试验，加强在工程进行过程中对桩基承载力状况的监控与控制。

3.钢筋的焊接连接技术

钢筋连接在高层建筑施工中对主体结构的施工质量具有关键意义。钢筋连接技术可分为钢筋焊接和钢筋机械连接两大类。钢筋焊接技术在施工中是比较传统且常见的连接技术，高层建筑兴建初期主要使用的是闪光对焊和电弧焊。闪光对焊是在焊接电流经过接触点时发出电阻热，从而使金属融化，再施加顶锻力。其操作要点就在于闪光要强烈、顶锻时要快而有力。电弧焊则是利用焊接电流产生的电弧热进行焊接，优点是灵活、方便，适应性强，可以用于HRB335、HRB400钢筋。之后处于节约钢材，减少搭接长度的目的，电渣压力焊、气压焊的使用开始增多。但是，电渣压力焊适用范围限制多，特别对可焊性不太理想的钢筋焊接效果并不好。而气压焊工艺复杂，对施工环境要求高，已经逐渐被淘汰。目前，机械连接技术得到飞快发展。钢筋机械连接技术主要适用于现场施工，有径向挤压连接、轴向挤压连接、锥螺纹连接三种。其特点是质量稳定、可靠，连接速度快、操作较简单，无污染、节约能源。在国家行业标准出台的背景下，机械连接技术已经迅速发展、日趋成熟。总体来讲，在目前高层建筑钢筋连接过程中，通常采用闪光对焊。对于竖向钢筋小于φ20，多采用电渣压力焊，直螺纹钢筋机械连接技术则多用于大于φ20的钢筋连接。

4.混凝土施工技术

在高层建筑兴建初期，混凝土一般运用现场搅拌的生产方式。但是，出于对施工环境、质量控制的考虑，目前大部分城市都已经开始广泛使用预拌混凝土，把搅拌的过程在车间或工厂预先完成，之后再运输至建筑工地。其优点是材料利用率高，计量准确，产品质量好、工效高、成本低，减少环境污染。高性能混凝土的研究应用也是近几年混凝土技术的研究热点。目前已经研发的高性能混凝土包括了高强度混凝土、轻骨料混凝土、防水混凝土、纤维混凝土等。高性能混凝土在自密实性、体积稳定性、强度、塌落度、和易性、扩展度、流速等方面都有了不同程度的提高。在实际应用上，上海很多高层建筑工程使用了C80混凝土，比如新上海国际大厦、明天广场、华东师范大学图书馆等。深圳南方国际广场也采用了C100、C80 高性能混凝土，从而使构造的承载力加强，改进了结构的延展性和韧性。

5.垂直运输技术

高层建筑施工对垂直运输技术的要求很高，合理配置垂直运输机械是保证高层建筑施工顺利的关键之一。垂直运输机械主要有塔式起重机、混凝土泵和施工电梯。一般而言，对于以钢结构为主的高层建筑施工，塔式起重机配置高，如上海环球金融中心；以钢筋混凝土结构为主的，则混凝土泵配置高，如迪拜大厦。塔式起重机的布置需要充分发挥机械的性能，覆盖整个吊装区域，并且便于施工。架设方式一般采用附着自升式或内爬自升式。对于施工电梯，对于高层建筑优先选用双笼、重型、高速施工电梯，载重量为2t或2.4t，服务建筑面积大约100000㎡。混凝土泵的选型需要根据工程特点和工期确定技术参数，注意混凝土输送管的支撑力，耐磨性以及及时更换、清洗。

结论

在高层建筑施工中保障施工质量与施工成效的最佳途径就是改善施工技术。特别对于施工中的关键技术必须要顺应新时代建筑施工科技的发展，多使用新方法、新材料，考虑效益环保节能等因素，使我国高层建筑施工水平处于国际领先地位。

参考文献：

[1]苏文雄：高层建筑施工技术浅析[J]，中国高新技术产业，2010（31）

[2]朱国梁、吴碧桥、张传捷：高层建筑工程施工及其施工技术的进展[J]，建筑技术，2010（10）