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摘要：近幾十年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層超高層建筑施工技術(shù)在長(zhǎng)期的實(shí)踐應(yīng)用中不斷發(fā)展、總結(jié)和完善，目前已形成了較為先進(jìn)的施工體系。本文簡(jiǎn)要介紹了各種結(jié)構(gòu)形式的高層超高層建筑的施工技術(shù)。...

 

淺談高層超高層建筑施工技術(shù)

王強(qiáng) 王鑫娟 商鈺

（寶雞市建筑設(shè)計(jì)研究院，寶雞721000， 陜西省建筑科學(xué)研究院，西安710082）

    前言

    《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2010)將10層及10層以上或高層超過(guò)28m的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稱為高層建筑結(jié)構(gòu)。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)高度超過(guò)100m時(shí)，稱為超高層建筑。隨著建筑高度的不斷增加，對(duì)施工技術(shù)的要求越來(lái)越高。高層超高層建筑施工技術(shù)按照結(jié)構(gòu)材料可分為鋼筋混凝土施工技術(shù)、鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)和組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。

    1. 鋼筋混凝土施工技術(shù)

    鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是一種傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)形式，以其結(jié)構(gòu)整體性好、抗震性能較強(qiáng)、用鋼量少、防火性能好和造價(jià)較低等優(yōu)點(diǎn)在國(guó)內(nèi)取得了很大發(fā)展，大量應(yīng)用于高層建筑的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)。高層超高層建筑現(xiàn)澆混凝土施工要著重解決模板、混凝土和鋼筋三個(gè)方面的技術(shù)問(wèn)題。

    1）模板技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是模板材料的多樣化、節(jié)約化、環(huán)保化，已經(jīng)由過(guò)去的木模逐步向組拼式大鋼模、鋼框膠合板模、塑料（玻璃鋼）模等轉(zhuǎn)移；二是模板提升技術(shù)的進(jìn)步，伴隨高層超高層建筑鋼筋混凝土墻施工的需要，發(fā)展出液壓爬升模板技術(shù)、大噸位長(zhǎng)行程油缸整體頂升模板技術(shù)等。

    2）混凝土技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度和施工性能的提高，高強(qiáng)高性能混凝土、自密實(shí)混凝土等技術(shù)開(kāi)始在高層超高層建筑中應(yīng)用；二是隨著高層超高層建筑高度的不斷增加，混凝土強(qiáng)度的不斷提高，發(fā)展出超高泵送混凝土技術(shù)。三是大型筏板基礎(chǔ)、轉(zhuǎn)換層施工的需要使得大體積混凝土施工技術(shù)不斷發(fā)展。

    3）鋼筋技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是鋼筋連接技術(shù)，機(jī)械連接技術(shù)日趨成熟，涌現(xiàn)出錐螺紋接頭、冷擠壓接頭、直螺紋接頭等連接方式；二是高強(qiáng)度鋼筋的推廣和使用，縱向受力鋼筋已從普遍使用的HRB335向HRB400、HRB500級(jí)鋼筋邁進(jìn)；三是鋼筋工業(yè)化技術(shù)開(kāi)始發(fā)展，如鋼筋焊接網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)、建筑用成型鋼筋制品加工與配送技術(shù)等。

    2 .結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

    鋼結(jié)構(gòu)具有承載力強(qiáng)、自重輕、強(qiáng)度高、施工快、抗震強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，在“高、大、輕”三個(gè)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。高層超高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工著重解決鋼構(gòu)件加工、安裝和連接的技術(shù)問(wèn)題。

    1)裝技術(shù)

    鋼構(gòu)件要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的布置、安裝工藝以及制作廠的運(yùn)輸條件等綜合因素進(jìn)行分段。在吊裝前，必須對(duì)鋼構(gòu)件的中心線和標(biāo)高、軸線等進(jìn)行檢查，并對(duì)構(gòu)件編號(hào)、外形尺寸、螺孔位置及直徑、承剪板的方位等進(jìn)行全面復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后辦理交接驗(yàn)收。起吊前，鋼構(gòu)件的根部墊實(shí)，應(yīng)橫放在墊木上，起吊時(shí)不得在地面上拖拉，回轉(zhuǎn)時(shí)，需有一定的高度。起鉤、旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)三個(gè)動(dòng)作交替緩慢進(jìn)行，就位時(shí)緩慢下落，防止擦壞螺栓絲口。

    為保證鋼構(gòu)件的順利吊裝，塔式起重機(jī)的選擇十分關(guān)鍵。塔式起重機(jī)要符合施工要求，根據(jù)構(gòu)件分段要求，確定所選塔式起重機(jī)的起重性能，還要根據(jù)場(chǎng)地情況，考慮位置的布置，多臺(tái)塔式起重機(jī)的協(xié)同作業(yè)及拆卸等問(wèn)題。目前，內(nèi)爬式塔式起重機(jī)在施工中應(yīng)用比較普遍。

    2）鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)

    高層超高層在鋼結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，對(duì)焊接工藝措施要求非常嚴(yán)格，焊接技術(shù)是一個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)。在焊接過(guò)程中，由于構(gòu)件施焊時(shí)焊縫拘束度高，焊縫單面施焊熔敷金屬量大，施焊作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)，容易出現(xiàn)構(gòu)件的焊接殘余應(yīng)力與變形大、焊縫裂紋的發(fā)生可能性大、層狀撕裂傾向性大等問(wèn)題，對(duì)這些高強(qiáng)、超厚板焊接過(guò)程中的施工特點(diǎn)，要制定相應(yīng)的焊接工藝措施，從焊接坡口控制、溫度控制、過(guò)程控制、變形控制、殘余應(yīng)力消除等方面進(jìn)行針對(duì)性的控制。

    工程一般采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊，采用立焊、斜立焊的方法進(jìn)行焊接，焊接時(shí)要注意焊絲的伸出長(zhǎng)度、焊縫層間清理、焊槍的施焊角度，形成了一整套完整焊接的操作方法，以保證鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作順利完成。

    3）鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)

    高強(qiáng)度螺栓連接是20世紀(jì)中期以后發(fā)展起來(lái)的一種鋼結(jié)構(gòu)連接方式。高強(qiáng)度螺栓連接按受力性能通常可分為兩種類型：一種是只依靠摩擦阻力傳遞力的摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓；另一種是允許接觸面滑移的承壓型連接高強(qiáng)度螺栓。摩擦型連接高強(qiáng)度螺栓剛度大、變形小、整體性好、受力可靠、耐疲勞，具有連接緊密、安裝簡(jiǎn)便以及在動(dòng)荷載作用下不易松動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。尤其在剪力較大的連接中采用摩擦型高強(qiáng)度螺栓時(shí)，依靠連接面上產(chǎn)生較大的摩擦力，就可以承受較大的剪力，使得螺栓不受剪或受較小剪力，從而避免因栓桿彎曲變形導(dǎo)致受力狀態(tài)不佳。

    4）壓型鋼板-混凝土組合樓板施工技術(shù)

    壓型鋼板-混凝土組合樓板即將壓型鋼板作為混凝土樓板的永久支撐模板，與混凝土組合，共同承擔(dān)工作荷載，即可代替模板，又可作為現(xiàn)澆樓板底面受拉鋼筋承受拉力作用。壓型鋼板作為一種永久性模板，除了可以減少或完全免去拆模作業(yè)、簡(jiǎn)化施工外，其嚴(yán)密性好，不漏漿，可作主體結(jié)構(gòu)安裝施工的操作平臺(tái)和下部樓層施工人員的安全防護(hù)板，有利于立體交叉作業(yè)，有利于照明管線的敷設(shè)和吊頂龍骨的固定；缺點(diǎn)是濕作業(yè)工作量大，用作底面受拉配筋時(shí)，必須做防火層，造價(jià)較高。不過(guò)，從總的施工效果看，只有采用壓型鋼板模板，才能充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)工程快速施工的特點(diǎn)和效益。在高層超高層建筑中，使用壓型鋼板—混凝土組合樓板可簡(jiǎn)化施工工序，加快施工速度，應(yīng)該大力推廣。

    3. 組合結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

    鋼筋混凝土-鋼組合結(jié)構(gòu)將兩種材料的構(gòu)件通過(guò)某種方式組合在一起共同工作，組合后的整體工作性能要明顯優(yōu)于各自性能的簡(jiǎn)單疊加。采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)的構(gòu)件主要包括型鋼-混凝土組合梁、鋼骨混凝土梁/柱、鋼骨混凝土墻/筒、鋼板混凝土連梁、鋼板混凝土墻、鋼骨混凝土柱、鋼管混凝土柱等。

    組合結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)不同，鋼骨混凝土技術(shù)的關(guān)鍵是合理解決梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼筋的穿筋問(wèn)題，以確保節(jié)點(diǎn)良好的受力性能與加快施工速度；鋼管混凝土技術(shù)的關(guān)鍵同樣是要保證梁柱節(jié)點(diǎn)的有效連接，同時(shí)要解決鋼管內(nèi)混凝土的密實(shí)性問(wèn)題。而型鋼混凝土組合梁施工時(shí)，鋼梁可作為模板的支撐，其關(guān)鍵是確保鋼梁與混凝土結(jié)合面的抗剪連接。

    4. 其他施工技術(shù)

    無(wú)論采用哪種結(jié)構(gòu)形式，都涉及基礎(chǔ)工程施工技術(shù)、腳手架施工技術(shù)、垂直運(yùn)輸技術(shù)等。高層超高層建筑地下室、地下商場(chǎng)、地下車庫(kù)等施工時(shí)都需要開(kāi)挖較深的基坑。深基坑施工技術(shù)按其施工技術(shù)分類，可分為開(kāi)挖技術(shù)、支護(hù)技術(shù)、止水、降水、排水技術(shù)以及監(jiān)測(cè)技術(shù)。

    綜上所述，高層超高層建筑不僅越來(lái)越多，高度越來(lái)越高，外形和功能性越來(lái)越多樣化，施工規(guī)模、難度不斷加大，且新的建筑結(jié)構(gòu)形式也隨之誕生、發(fā)展。高層乃至超高層建筑其建設(shè)目的是解決居住問(wèn)題，因此我們不能盲目一味的發(fā)展高層超高層建筑。

    參考文獻(xiàn)：

    [1]毛志兵.高層與超高層建筑技術(shù)發(fā)展與研究施工技術(shù)。

    [2]廖金順.高層建筑施工技術(shù)江西建材。

    [3]張?chǎng)?/span>.淺談高層建筑施工技術(shù)要點(diǎn)技術(shù)與市場(chǎng)。

 (本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)     文徑網(wǎng)絡(luò)：劉軍 呂琳琳 編輯  劉真 文徑 審核) 

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