土木工程中高层建筑结构施工技术分析

李帆

【摘要】随着城市建设进程的加快，给建筑行业发展带来了发展机遇，为提升土地利用率、满足居民居住需求，高层建筑项目备受建筑商的青睐。高层建筑不仅可以满足人民的刚性需求，还可以为企业提供办公场所，提升土地了利用效率，为我国的城市发展提供了广阔空间。对于高层建筑结构施工一直是困扰各建筑行业的重难点，本文从高层建筑施工特点出发，对高层建筑的结构体系分类及受力分析做了相关阐述，并结合实际案例分析了高层建筑结构施工技术，意在为在以后的施工中更大限度的消除此类安全隐患，确保施工安全，提高工程质量。

【关键词】土木工程;高层建筑;结构体系;施工分析

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

随着社会的发展，我国的土木工程施工技术也在不断完善，高层建筑主要结构体系及施工方法也随着社会的发展而不断进步和更新。但是，由于我国复杂的地理条件，给许多高层建筑施工带来了较多难题，建筑的安全性和稳定性无法得到有效保障[1]。为有效提升高层建筑的施工质量，本文对高层建筑主要结构体系及施工方法进行了探析，针对不同结构的建筑体系，采用针对性的施工技术，从而提升高层建筑的施工质量。

1、高层建筑施工特点

高层建筑施工与一般建筑的施工方式不同，高层建筑因其楼层高等原因有如下施工特点：

（1）施工工作量大，施工周期长，难度大。在占地面积相同的前提下，与一般建筑相比，高层建筑层数较多，需要在固有的土地上建造很高的建筑，这就加大了高层建筑的施工工作量，如果施工技术不到位，施工技术水平落后，很有可能会对建筑后期使用带来较大的安全隐患。加之高层建筑施工工期长，通常为4-5年，漫长的施工工期使得施工过程有较多不确定性，施工难度也比一般建筑的施工难度大。

（2）高层建筑的地基处理技术复杂。高层建筑由于需要在固定的面积上修建多层建筑，所以对于地基施工的技术要求很高，如果地基缺乏高层建筑所需的承载能力，会影响建筑结构的稳定性，抗风、抗震效果差，所以，需要对高层建筑的地基处理技术进行持续性的提升，从而保证高层建筑的安全性[2]。

（3）高处作业多、垂直运输量大。高层建筑需要很多高处作业，如果缺乏一定的安全意识很容易引发安全事故。所以，高层建筑的施工方式和技巧具有非常重要的作用。

2、高层建筑结构体系的分类和受力分析

2.1 高层建筑结构体系的分类分析

高层建筑结构一共具有四种不同的结构体系。这些高层建筑的结构体系在许多高层建筑中运用的非常广泛。所以，为了有效研究高层建筑的施工方式和技巧，需要对高层建筑的结构体系进行有效的分析。

2.1.1全钢结构

全钢结构是指高层建筑主体材料全部采用钢材，不使用其他材料，钢材硬度大，稳定性较高，满足高层建筑对于稳定性的要求，加之钢材价格不高，比较经济实惠，节约施工成本。

2.1.2钢—混凝土混合结构

钢—混凝土混合结构主要是指高层建筑通过利用钢材和混泥土一起施工，从而保证高层建筑的实用性。这种混合的结构具有施工快、重量轻等施工优势，深受高层建筑施工单位的青睐。

2.2 高层建筑结构的特点和施工方法对比分析

2.2.1全钢结构

（1）综合经济效益方面

自重轻。这种全钢的结构的高层建筑的结构第一个优势和特点就是自身是比较轻的，对于很多软弱地基来说具有一定的优势。而且这些建筑的自重约为8-11KN/m2，比其他的更轻[3]。

结构面积小。高层建筑采取全钢结构进行施工第二个优势就是强度高，所占的结构面积比较小，可以充分提升土地的利用率。

施工工期短。很多高层建筑的工厂都采取全钢结构，主要的特点就是施工的工期比较短，与钢筋混凝土结构相比，施工工期约快1.5倍，可以有效提升高层建筑的投入使用率。

降低层高。全钢结构的高层建筑，需要采取内部管道铺设的方式进行施工，可以有效降低高层建筑的层高，从而提升企业的施工效率。

（2）结构性能方面

延性大。全钢结构具有一定的弹塑性，抗击地震的效果较为理想，所以很多地震多发区喜欢选择全钢结构进行高层建筑的施工。

承载能力大。全钢结构的施工周期短，而且可承载能力也非常大，可以有效提升建筑在后期使用时的灵活性。

2.2.2钢—混凝土混合结构

（1）综合经济效益方面

抗风能力强。钢——混凝土混合结构的高层建筑的第一个优势就是具有很强的抗风能力。通过这种结构的高层建筑的使用，可以有效减少楼内人员产生风震不适感。

抗震能力。钢——混凝土混合结构的高层建筑的第二个优势就是拥有一定的抗震效果，它通过独特的建筑结构可以降低和减小地震对于建筑的损害。

（2）结构性能方面

钢——混凝土混合结构的高层建筑具有这种施工建筑方式的独特优势。主要采取的是钢筋混凝土核心筒或剪力墙的侧移刚度远远大于外圈钢框架，几乎全部承担了作用于高层建筑上的水平荷载，高材料强度的外圈钢框架则用来承担竖向荷载和少量的水平荷载。

3、高层建筑施工案例分析——以A项目为例

3.1 A项目简介

3.1.1项目基本情况

为了加强对于高层建筑施工方法和技巧的探索，本文选取了A建筑项目进行分析。该项目的总建筑面积为20701.5m2。该项目位于城市的中心地帶，人流量大，如果不进行有效的施工，很有可能会产生一定的危害。

3.1.2工程地质情况

A项目的工程地质主要是硬性结构面，相对高差是9.53米。在该工程的地下有一定的地下水的存在，这些地下水主要由于降水补给的，所以，在高层建筑施工的过程中，需要对地下水的排水进行有效的控制，有效提升高层建筑施工的安全性。

3.1.3地基及基础工程

A项目是墙下条形基础，柱下独立基础。该项目具有较强的第几承载力，主要数值为2800KPa。而且该项目的基础工程采取的施工方式是人机配合。通过人工挖掘和机器挖掘一起进行施工。

3.2 A项目施工中的问题

3.2.1基坑冬季施工中的混凝土质量问题

A项目地处我国西南部，具有强降雨天气，冬季温度较低，雨水天氣过多导致路面结冰，极易导致路面混泥土出现裂缝等问题，不容易达到理想的终凝姿态。而且冬季施工的过程中，由于温差较大，会提升施工的难度，气温下降会出现凝冻天气，使得混泥土施工的过程中出现裂缝和疏松。从而降低高层建筑的安全性和耐用性。

3.2.2基坑施工中的溶洞问题

由于本工程所在的地方是云贵高原，地质条件比较恶劣易在施工的过程中碰见岩溶区域。云贵高原多为喀斯特地貌，给地质勘探带来一定的难度。所以，在A项目施工的过程前期，需要对工程的地质条件进行勘探，不然容易出现溶洞问题，提升工程的施工难度。高层建筑由于需要在固有的土地上建造很高的建筑，所以高层建筑的第一个特点就是施工的工作量很大，如果缺乏一定的施工技术，很有可能会对后期的使用带来很大的安全隐患[4]。而在喀斯特地貌中进行施工，很有可能会在基坑施工中碰见溶洞，如果施工方式不当，会给工程的稳定性带来一定的危害，进而影响整个工程的使用寿命。

3.2.3地下室施工中的防水问题

喀斯特地貌溶洞较多，而且还会出现有许多地下水存在的情况。由于A项目所在的地方的地表水比较丰富，而且地下水也比较丰富，所以，在工程建筑的过程中，要防止地下水出现漏水的情况。

3.2.4基坑开挖中的雨季施工问题

由于A项目所在地属中亚热带季风湿润气候区，降雨量在1000-1500毫米，相对湿度为78-84%。降水量比较大，所以，在基坑施工的过程中很容易由于雨季而耽误工期。而且高层建筑由于需要在固定的面积上修建多次建筑，所以对于地基施工的技术要求很高，如果缺乏一定的承载能力，很多高层建筑就会倒塌，所以，需要对高层建筑的地基处理技术进行持续性的提升，从而保证高层建筑的安全性。而如果出现了雨季，很有可能会降低工程的质量，导致地基受雨水浸泡导致地基承载力下降。

3.3 高层建筑施工中出现问题的解决措施

3.3.1混凝土冬季施工问题的解决措施

为了有效提升A项目的冬季施工的效率和质量，解决A项目地具有较强的降雨，而且冬季也比较容易使得土地结冰，冬季施工的过程中使得混泥土存在裂缝的问题，需要采取以下措施来应对。首先可以采取预拌混凝土的质量控制来控制施工时的质量。为了解决A项目冬季施工的过程中由于温差较大施工的难度大，气温下降会出现凝冻天气，使得混泥土施工的过程中出现裂缝和疏松的问题，可以采取冬期混凝土浇筑中的质量控制的方式来提升混泥土施工的质量，保障混泥土施工时的凝结度，还需要在施工的前期做好表面和环境之间温差的监测，防止温差过大造成混凝土裂缝。

3.3.2基坑开挖中溶洞问题解决措施

为了有效解决A项目在施工的过程中存在的溶洞问题，需要采取有效的措施来应对。因为云贵高原拥有许多喀斯特地貌，所以在A项目施工的过程前期，需要对工程的地质条件进行勘探，不然容易出现溶洞问题，提升工程的施工难度。在喀斯特地貌中进行施工，很有可能会在基坑施工中碰见溶洞，如果施工方式不当，会给工程的稳定性带来一定的危害，进而影响整个工程的使用寿命。所以，在解决溶洞问题时，需要实现进行勘探地质条件，对于不同的溶洞采取不同的施工方式来应对。通过勘探，发现本工程基础开挖过程中出现的小溶洞和多条泥石带，结合现场实际，经过二次复查，可以得出最终的方案，有效防止出现溶洞问题来降低施工的难度。

3.3.3地下室防水问题解决措施

A项目地处喀斯特地貌，该地面由于存在许多溶洞，而且还会出现有许多地下水存在的情况。所以，在工程建筑的过程中，要防止地下水出现漏水的情况。为此，需要采取有效的措施来防止出现地下水漏水问题，有效提升工程的进度。因为高层建筑由于需要在固有的土地上建造很高的建筑，所以高层建筑的第一个特点就是施工的工作量很大，如果缺乏一定的地下水防水的施工技术，很有可能会对后期的使用带来很大的安全隐患。

3.3.4基坑开挖中的雨季施工问题解决措施

A项目由于位于中亚热带季风湿润气候区，在基坑施工的过程中很容易由于雨季而耽误工期。如果出现了雨季，很有可能会降低工程的质量，导致地基受雨水浸泡导致地基承载力下降。所以，为了有效在雨季的过程中施工，需要在施工前做好各种准备。首先需要进行天气预报，及时掌握好气象的情况，这对恶劣天机，要采取一定的保护措施，安全开展各项建筑施工的工作。在施工的过程中，还需要对于道路和场地加强排水，对于排水设施要按时检查，确保用电安全。如果出现了雨水天气，还需要尽快组织人力物力来解决障碍，保障施工的进行[5]。

结语：

随着社会的发展，我国的土木工程施工技术也在不断完善。高层建筑主要结构体系及施工方法也随着社会的发展而不断进步和更新。但是，我国由于地理条件复杂，也给许多高层建筑在施工的过程中带来了很大难题，许多高层建筑的安全性和稳定性由于施工技术的不完善缺乏有效的保障。本文中A项目施工存在的主要问题包括基坑冬季施工混凝土开裂等问题，需要明晰该工程建筑主要结构体系，针对不同结构采用对应的施工技术，从而提升高层建筑的施工质量，保障施工人员的生命财产安全，促进社会的和谐稳定。

参考文献：

[1]袁陶慧敏.超高层建筑钢结构施工安全技术分析[J].中国建筑装饰装修，2021（08）：142-143.

[2]郑满才.高层钢结构装配式建筑关键施工技术研究[J].砖瓦，2021（08）：62+64.

[3]金柱，邱帅，王振祥.土木工程中高层建筑结构施工技术研究[J].中国建筑金属结构，2021（06）：108-109.

[4]李鑫，黄海浩.土木工程中高层建筑结构施工技术研究[J].居舍，2020（29）：35-36.

[5]王屹.论土木工程中高层建筑结构施工技术[J].黑龙江科技信息，2015（17）：241.