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摘要:近年來,隨著我國經濟快速穩健的發展,高層建筑發展迅速,高層建筑越來越多的出現在各大中小城市,與此同時對高層建筑的施工技術要求也提到了一個新的領域。本文就高層建筑的施工特點,對高層建筑施工中常見一些問題進行分析探討,供同行參考。
關鍵詞:高層建筑,施工技術,大體積混凝土
l現代高層建筑施工特點
就主體結構的施工而言,高層建筑與多層建筑的施工技術有相同之處外,也有不同的一面,主要原因是由高度增高、體量增大,帶來了施工的差異。高層建筑的施工概括起來,有“高”、“深”、“大”、“長”、“密’,5個特點。
1.1“高”
1.1.1建筑物的高度高
由此導致高層建筑施工的主要特點之一是垂直運輸工作量大,沒有與之相適應的垂直運輸設備,要建造高層建筑是極為困難的。
1.1.2高空作業多
高空作業要突出解決好材料、制品、機具設備和人員的垂直運輸。在施工全過程中,要認真做好高空安全保護、防火、用水、用電、通訊、臨時廁所等問題,防止物體墜落打擊事故。
1.1.3施工技術要求高
目前國內多層、低層建筑以磚混結構為主,高層建筑則以鋼筋混凝土為主,并逐步發展鋼和鋼混結構。因此,以鋼筋混凝土和鋼為主要結構材料及相關的施工技術成為高層建筑施工的特色。而鋼筋混凝土又以現澆為主,需要著重研究解決各種工業化模板、鋼筋連接、高性能混凝土、建筑制品、結構安裝等施工技術。
1.1.4裝飾、消防、防水、設備等要求較高
隨著經濟和科學技術的不斷發展和人民物質及精神要求的不斷提高,自然帶來了設計和施工的要求高。反映建筑美學上,擯棄千篇一律的平頂方盒子建筑,在高層建筑的設計上,平面類型的多樣化、立面造型的個性化、立面色彩與周圍環境的協調和諧,已經成為時代潮流,使得高層建筑在使用功能、平面布局和立面造型方面都有更高的要求。立面處理要求高,消防設施要求高,深基礎、地下室、墻面、屋面、廚房、衛生間的防水,甚至管道冷凝水的處理,都比多層建筑要求高。并且高層建筑的設備繁多,高級裝修裝飾多。這些都給施工提出了更高的質量和技術要求。
1.2“深”
深,是指基礎埋置深度深。高層建筑為了保證其整體穩定性,地基埋置深度不宜小于建筑物高度的l/12,采用樁基時,不宜小于建筑物高度的1/15(樁的長度不計算在埋置深度內),至少應有一層地下室。因此,一般埋深至少在地面以下5m。超高層建筑的基礎埋置深度更是達20m以上。深基礎施工,地基處理復雜。尤其是在軟土地基,基礎施工方案有多種選擇,對造價和工期影響很大。研究解決各種深基礎開挖支護技術,是高層建筑施工的重點之一。
1.3“大”
高層建筑體量大,工程量大,據統計,我國目前高層建筑平均建筑面積約為1.5萬m2。由于工程最大,工程項目多,涉及單位多、工種多,特別是一些大型復雜的高層建筑,往往是邊設計、邊準備、邊施工,總、分包涉及許多單位,協作關系涉及眾多部門。這就帶來了高層建筑施工計劃、組織、管理、協調的難度大,必須精心施工,加強集中管理。
當然,由于高層建筑層數多、工作面大,就可充分利用時間和空間,進行平行流水立體交叉作業。
1.4“長”
高層建筑施工周期長,季節性施工(雨施、冬施)不可避免。一般多層住宅每棟平均工期在10個月左右,而高層建筑的施工周期平均為2年左右。要縮短施工周期,主要是縮短結構和裝飾施工周期。各種高層結構體系可以采用不同的施工方法。而現澆混凝土是高層建筑施工的主導工序,合理的選擇模板體系是縮短主體結構工期,降低成本的主要途徑之一。
1.5“密”
密是指高層建筑的施工條件復雜。高層建筑一般在市區施工,建造在密集的建筑群中,因此施工用地緊張,要盡量壓縮現場暫設工程,減少現場材料、制品、設備儲存量,根據現場條件合理選擇機械設備,充分利用工廠化、商品化的產成品。施工時還必須保護相鄰建筑、道路和地下管線不遭損壞,一般在基礎工程施工時,均要采用妥當的擋土或加固措施。
由于“高”、“深”、“大”、“長”、“密”,也就帶來了高層建筑施工中安全隱患多,如何在確保質量和工期,盡量降低施工造價的同時,加強施工安全方面的預防和管理,盡可能避免發生安全事故,是高層建筑施工中,從施工組織到施工技術諸方面都必須高度重視的問題。
2 高層建筑基礎施工技術
高層建筑中的基礎是整個房屋結構的重要組成部分,其造價和工期分別約占建筑物土建總造價的20~30%,占總工期的30~40%左右。高層建筑基礎施工有如下特殊性:
2.1基礎埋置較深
根據《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》規定,基礎埋置深度,天然地基時應為建筑高度的1/12;樁基時應為建筑高度的1/15,樁長不計在埋置深度以內。且充分利用地下空間,高層建筑一般將地下室建成3~4層,深達20多m,所以深基礎工程己成為建造高層建筑的條件。
2.2深基坑工程的設計與施工風險較大
高層建筑在城市鱗次櫛比,施工場地狹窄。由于鄰近建筑及四周市政工程設施的安全和保護,對基坑工程的穩定和位移要求很嚴,而基坑工程在施工過程中大部分是臨時工程。深基坑的開挖與支護,這是地下工程極其富有變化的領域,它包含土力學強度與穩定問題、位移變形問題、土與支護結構相互作用問題以及環境巖土工程問題。這些問題隨著巖土性質不同而差異很大。設計施工不當,極易發生基坑工程事故。
土方工程包括大量土方挖運和拆除支護以及回填,有的工程土方量很大,如何挖運是重要內容。拆除支護支撐,也是在設計方案中應考慮的問題。
2.3正確處理好主房與裙房的基礎關系
由于建筑功能的需要,高層建筑往往設置主樓與裙房,并必須連結在一起。主樓高裙房低,沉降不同。因此在設計與施工時,必須防止兩者間產生較大的差異沉降,并應符合規范要求。
不高層建筑常用的基礎形式有:十字交叉條形基礎、筏板基礎、箱形基礎、樁基礎和復合基礎。
為了保證基礎的穩定性,防止基礎滑移,高層建筑基礎工程施工時,必須解決人工地基、降低地下水位、支護工程、基礎混凝土澆筑以及防止基礎施工影響鄰近建筑和地下管道等問題。
高層建筑的基礎施工主要有降水及土方開挖、基坑的支護、基礎混凝土澆筑等工作。
3后澆帶施工技術
在高層建筑物中,由于功能和造型的需要,往往把高層主樓與低層裙房連在一起,裙房包圍了主樓的大部分。從傳統的結構觀點看,希望將高層與裙房脫開,這就需要設變形縫;但從建筑要求看又不希望設縫。因為設縫會出現雙梁、雙柱、雙墻,使平面布局受局限,因此施工后澆帶法便應運而生。
一般高層主樓與低層裙房的基礎同時施工,這樣回填土后場地平整,便于上部結構施工。對于上部結構,無論是高層主樓與低層裙房同時施工,還是先施工高層后施工低層,同樣要按施工圖預留施工后澆帶。
對高層主樓與低層裙房連接的基礎梁、上部結構的梁和板,要預留出施工后澆帶,待主樓與裙房主體完工后(有條件時再推遲一些時間),再用微膨脹混凝土將它澆筑起來,使兩側地梁、上部梁和板連接成一個整體。這樣做的目的是為了把高層與低層的差異沉降放過一部分,因為高層主樓完成之后,一般情況下,其沉降量已完成最終沉降暈的60~80%,剩下的沉降量就小多了,這時再補齊施工后澆帶混凝土,二者差異沉降量就較小,這部分差異沉降引起的結構內力,可由不設永久變形縫的結構承擔。
對于施工后澆收縮帶,宜在主體結構完工兩個月后澆筑混凝土,這時估計混凝土收縮量已完成60%以上。
5結語
正是由于高層建筑自身的特點,施工工藝技術要求高,其設計與一般多層建筑有很大的不同,對結構的安全度要求特別高,因此,在高層建筑施工中應從各個方面施工質量,同時靈活的將建筑與結構統一,以確保整個高層建筑工程的質量。