高层建筑工程关键施工技术分析与研究

黄永辉

【摘要】一些新型技术、材料等的更新应用，对施工人员提出了更高的要求，需要做好设计环节及其施工环节的相关工作，以满足工程日常的操作需要，按照国家的相关法规，展开合理的高层建筑工程建设，实现其综合运作效益的提升。本文主要在分析施工特点的基础上，深入分析研究了高层建筑施工过程中的主要技术和相关要求。

【关键词】高层建筑；施工特点；施工技术

前言

随着新材料、新技术的不断发展，高层建筑的施工技术及其要求也会发生相应的变化。设计人员和施工人员只有结合具体工程的具体要求，认真贯彻相关法规、条例的要求，学习新技术、新方法，才能满足人们对外形美观、结构合理、布局自然、安全性高和低成本高环保的建筑要求。

一、高层建筑施工特点分析与研究

1、高层建筑施工周期长

一般多层住宅每栋平均工期在10个月左右，而高层建筑的施工周期平均为2年左右。要缩短施工周期，主要是缩短结构和装饰施工周期。各种高层结构体系可以采用不同的施工方法。而现浇混凝土是高层建筑施工的主导工序，合理的选择模板体系是缩短主体结构工期，降低成本的主要途径之一。

2、基础埋置深度深

高层建筑为了保证其整体稳定性，地基埋置深度不宜小于建筑物高度的 1/12；采用桩基时，不宜小于建筑物高度的1/15（桩的长度不计算在埋置深度内），至少应有一层地下室。因此，一般埋深至少在地面以下5m。超高层建筑的基础埋置深度甚至达20m以上。深基础施工，地基处理复杂。尤其是在软土地基，基础施工方案有多种选择，对造价和工期影响很大。研究解决各种深基础开挖支护技术，是高层建筑施工的重点之一。

3、高层建筑体量大，工程量大

据统计，我国目前高层建筑平均建筑面积约为1.5万平方米。由于工程量大，工程项目多，涉及单位多、工种多。特别是一些大型复杂的高层建筑，往往是边设计、边准备、边施工，总、分包涉及许多单位，协作关系涉及众多部门。这就带来了高层建筑施工计划、组织、管理、协调的难度大。必须精心施工，加强集中管理。当然，由于高层建筑层数多、工作面大，就可充分利用时间和空间，进行平行流水立体交叉作业。

4、施工技术要求高

高层建筑施工技术主要以钢筋混凝土和钢材为主要结构材料及相关的施工技术构成，而钢筋混凝土又以现浇为主，需要着重研究解决各种工业化模板、钢筋连接、高性能混凝土、建筑制品、结构安装等施工技术。其次是装饰、消防、防水、设备等要求较高。平面类型的多样化、立面造型的个性化、立面色彩与周围环境的协调和谐，已经成为时代潮流；消防设施要求高，深基础、地下室、墙面、屋面、厨房、卫生间的防水，甚至管道冷凝水的处理，都比多层建筑要求高； 高层建筑的设备繁多，高级装修装饰多这些都给施工提出了更高的质量和技术要求。

二、高层建筑施工关键施工技术分析与研究

1、混凝土工程施工技术

混凝土质量的主要指标之一是抗压强度。混凝土抗压强度与混凝土用水及水泥的强度成正比，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多，所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号； 另外，水灰比也与混凝土强度成正比，水灰比大，混凝土强度高，水灰比小，混凝土强度低。因此，当水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。

综上所述，影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比；要控制好混凝土质量最重要的是： 控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。在满足设计要求的质量指标前提下尽量降低成本，这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性，这是客观的，但通过科学管理可以控制其达到最小值。因此，混凝土标准差能反映施工单位的实际管理水平，管理水平越高，标准差越小。可以说，混凝土质量控制实质上是标准差的控制。

2、结构转换层施工技术

高层建筑从建筑的功能上一般上部要求小空间的轴线布置，而下部则需要大空间的轴线布置，而这一要求与结构力学、自然布置正好相反。由于高层建筑结构下部楼层受力很大，上部受力较小，正常布置时应当是下部刚度大、墙多、柱网密，到上部逐渐减少墙、柱，扩大轴线间距。为了满足建筑功能的要求，结构必须以和常规相反的方式进行布置。上部布置小空间，下部布置大空间。上部布置刚度大的剪力墙，下部布置刚度小的框架柱。为了实现这种结构布置，就必须在结构转换的楼层设置转换层。不管采用何种转换形式，带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。

随着转换层位置上移，应设计带转换层的筒体结构。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度。对这两类转换结构，转换层高度是影响其抗震性能的主要因素之一，转换层高度越高，转换层上下层间位移角及内力突变越明显，设计时应限制转换层设置高度。转换层与其上层的侧向刚度比对结构抗震性能有一定影响。对转换层位置较低的带转换层的剪力墙结构，控制侧向刚度比可以控制转换层附近的层间位移角及内力突变。对于帶转换层的剪力墙结构或筒体结构，可采取以下措施强化下部结构：加大筒体及落地墙厚度，提高混凝土强度等级，必要时可在房屋周边增置部分剪力墙、壁式框架或楼梯间筒体，提高抗震能力；可采取以下措施弱化上部：不落地剪力墙开洞、开口、减小墙厚等。

3、施工后浇带的施工技术

在高层建筑物中，由于功能和造型的需要，往往把高层主楼与低层裙房连在一起，裙房包围了主楼的大部分。从传统的结构观点看，希望将高层与裙房脱开，这就需要设变形缝；但从建筑要求看又不希望设缝。因为设缝会出现双梁、双柱、双墙，使平面布局受局限，因此施工后浇带法便应运而生。一般高层主楼与低层裙房的基础同时施工，这样回填土后场地平整，便于上部结构施工。对于上部结构，无论是高层主楼与低层裙房同时施工，还是先施工高层后施工低层，同样要按施工图预留施工后浇带。对高层主楼与低层裙房连接的基础梁、上部结构的梁和板，要预留出施工后浇带，待主楼与裙房主体完工后，再用微膨胀混凝土将它浇筑起来，使两侧地梁、上部梁和板连接成一个整体。这样做的目的是为了把高层与低层的差异沉降放过一部分，因为高层主楼完成之后，一般情况下，其沉降量已完成最终沉降量的60～80%，剩下的沉降量就小多了。这时再补齐施工后浇带混凝土，二者差异沉降量就较小，这部分差异沉降引起的结构内力，可由不设永久变形缝的结构承担。对于施工后浇收缩带，宜在主体结构完工两个月后浇筑混凝土，这时估计混凝土收缩量已完成60%以上。

施工后浇带的位置宜选在结构受力较小的部位，一般在梁、板的变形缝反弯点附近，此位置弯矩不大，剪力也不大；也可选在梁、板的中部，弯矩虽大，但剪力很小。在施工后浇带处，混凝土虽为后浇，但钢筋不能断。如果梁、板跨度不大，可一次配足钢筋；如果跨度较大，可按规定断开，在补齐混凝土前焊接好。后浇带的配筋，应能承担由浇筑混凝土成为一整体后的差异沉降而产生的内力，一般可按差异沉降变形反算为内力，而在配筋上予以加强。后浇带的宽度应考虑便于施工操作，并按结构构造要求而定，一般宽度以700～1000mm 为宜。施工后浇带的断面形式应考虑浇筑混凝土后连接牢固，一般宜留直缝。

结语

高层建筑施工具有施工技术综合、施工周期长、工程量巨大等特点，与多层建筑的施工技术有明显的不同。本文就此谈了谈自己的观点，可供同行参考与借鉴，不足之处敬请批评指正。

参考文献：

[1]高层建筑施工技术[M].北京： 机械工业出版社，2012.