高层建筑施工技术的发展分析

　　摘要：我国现代化的建筑技术水平不断提高，与此同时，在建筑行业出现了不少创新的施工技术，为我国高层建筑的快速发展提高了良好的契机。本人通过对高层建筑的基础工程等不同环节的施工技术等方面进行了探讨，并且希望借鉴外国高层建筑方面先进的施工技术，为我国建筑向高层建筑的发展提供一些帮助。
　　关键词：高层建筑；施工技术；钢结构；框架结构施工
　　高层建筑是产生城市化、工业化和科技发展的必然要求。城市工业和商业的发展，人口的猛增，建设用地的紧张，促使建筑物向高空和地下发展。高层建筑的特点是层数多，高度大，结构类型多样，体型复杂，施工难度大，施工工艺技术要求高，材料用量多，施工工期长，专业性强，工序多，交叉作业多，结构自重大，受力特点、设计依据与一般多层建筑有很大的不同，对结构的安全度要求特别高，对工程结构的施工质量提出了更高的要求。科学技术的进步，建筑结构理论的创新，以及新材料、新设备、新工艺、新方法的大量涌现，推动了高层建筑的发展。
　　一、高层建筑基础工程
　　在高层建筑施工中，基础工程施工在工期、造价和劳动消耗方面都占有很大的比重，因此在高层建筑基础工程施工中，结合我国具体情况积极采用新的工艺、新设备，对加快工程施工进度、降低工程造价和缩短工程施工工期具有重要的作用。
　　1.1超流态混凝土灌注桩
　　超流态混凝土灌注桩在施工工艺方面具有较大的优越性。其工艺原理是：先用螺旋钻机钻孔至预定深度，通过钻杆芯管利用特殊钻头向孔内自下而上压力灌注超流态混凝土，使混凝土面升至地下水位或无坍孔危险的位置处，提出全部钻杆后，向孔内沉放钢筋笼至设计标高，最后补足混凝土成桩。该法连续一次成桩，具有无振动、无噪音、无污染的优点，能在流砂、卵石、地下水位高易塌孔等复杂地质条件下顺利成桩，而且具有一定压力超流态混凝土的渗透扩散，解决了断桩、缩颈、桩间虚土等问题及局部膨胀扩经现象，提高了单桩承载能力。
　　1.2超流态混凝土桩的施工要点：
　　(1)配制混凝土所用的水泥、砂、碎石、水、粉煤灰和泵送剂均应遵守相关的标准要求。
　　(2)混凝土的输送是由混凝土泵对已搅拌适宜的混凝土施加一定的压力后，通过水平钢管送至垂直的软胶导管压入螺旋钻杆的内管，最后到钻头处桩孔中。
　　(3)压入的混凝土应将桩孔中的泥浆挤至桩外，以确保桩身混凝土的质量。
　　(4)桩头部位最后应加入适量的干硬性混凝土或碎石，以确保桩头处混凝土密度。
　　(5)钢筋笼应保证有一定的刚度，且应直立后沉放入桩的混凝土中。钢筋笼端部500mm向内侧弯30°，严防碰撞桩孔的侧壁土。
　　1.3人工挖孔灌注桩施工
　　人工挖孔灌注桩是指在桩位采用人工挖掘方法成孔，然后安放钢筋笼，灌注混凝土而成基桩的方法。成孔机具简单，挖孔作业时无振动、无噪声。由于人工挖掘，便于清孔和检查孔壁，施工质量可靠。为确保人工挖孔灌注桩在施工过程中的安全，必须采用防止土体坍滑的支护措施。支护方法有：现浇混凝土护壁、钢套管护壁和钢筋网护壁等。
　　1.4桩基础施工新技术
　　为了适应不同的地质条件、周围环境及上部结构要求，许多工程技术人员研制出了区别于传统成桩法，各具一定特色的施工工艺、施工设备等新技术。纵观桩基总的发展趋势，可归纳以下几点：
　　(1)寻找无噪音、无振动、无泥浆污染的桩基施工技术。目前，打入桩正在更大范围内被灌注桩取代。
　　(2)由于高层、超高层建筑的不断出现，研究大直径桩的施工工艺成为当今工程界讨论的焦点和热点。
　　(3)桩基技术的发展迫切需要高效、便利的施工设备问世。
　　二、高层建筑框架结构施工
　　框架结构的抗水平荷载能力较弱，通过在框架的柱间和楼梯间布置钢筋混凝土剪力墙，与框架共同工作，形成了一种能抵抗较大侧向水平荷载的结构体系。
　　2.1全现浇框架结构施工
　　全现浇框架结构施工是框架结构中应用最早且较为普通的一种施工方法。具有结构整体性好、抗震能力强、用钢量较少等优点。
　　2.1.1钢筋工程
　　全现浇框架结构的钢筋工程施工是混凝土工程中重要的施工过程。除采用一般传统的搭接绑扎和手工电弧焊的方法以外，在高层建筑施工中，竖向大直径的钢筋连接必须采用更好的方式方法以满足需要。目前已推广应用电渣压力焊、气压焊以及钢筋机械连接等新技术方法。
　　2.1.2混凝土工程
　　高层建筑混凝土的施工，除应按有关规范、规程的要求，确保施工质量外，重点是如何选择混凝土的垂直运输方法。我国高层建筑施工中，常用塔式起重机、快速提升斗和混凝土泵等设备。采用塔式起重机加吊斗的方法，使用比较普遍；快速提升斗加塔架。附着于建筑物结构上，这种方法简单方便，但需要解决水平运输和浇筑问题；泵送混凝土是混凝土在泵的压力推动下，沿管道输送混凝土，一次完成水平、垂直运输。同时配以布料设备进行浇筑混凝土，具有效率高，费用低等特点。
　　2.2装配式框架结构施工
　　装配式框架结构是高层框架结构体系之一，它的施工工艺如下：(1)首先进行施工准备工作，重点是抄平、放线以及验线工作。
　　(2)吊装准备及吊装。吊装前应检查构件的型号、预埋件、钢筋和预留孔等位置是否正确，以及检查构件的外形尺寸是否超出允许偏差范围；弹出梁、柱的中线，其中柱子应三面弹线，首层柱应三面弹水平线±0.00，其他应三面弹地面以上500mm水平线。
　　(3)吊装柱子时可采用钢管三角架套在柱端钢筋处，以防止外露钢筋弯折，而钢管三角架在柱子起吊后自动脱落。
　　(4)柱子平面位置控制时，应以大柱面中心为准，由三人各用一线锤校对楼面上的中心线，同时用两台经纬仪校对相互垂直的中心线。校正时应电焊前初步校正，电焊后二次校正，梁安装后第三次校正。
　　(5)安装预制梁时，要校核柱顶标高。按设计要求在柱顶抹好砂浆找平层。
　　(6)楼板安装时，先应校核梁翼上口标高。楼板吊装就位时，应先用支撑支顶横梁两翼。如板底不平，可用砂浆或垫铁垫平。
　　三、高层钢结构施工
　　3.1钢结构构件的安装
　　3.1.1钢柱安装
　　第一节钢柱是安装在柱基临时标高支承块上的，钢柱安装前应将登高扶梯和挂蓝等临时固定好。钢柱起吊后对准中心轴线就位，固定地脚螺丝，校正垂直度。其他各节钢柱都安装在下节钢柱的柱顶，钢柱两侧装有临时固定用的连接板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓固定连接板作临时固定。
　　钢柱就位后，先对钢柱的垂直度、轴线、牛腿面标高进行初校，然后安装临时固定螺栓，再拆除吊索、钢柱起吊后回转过程中应注意避免同其他也吊好构件相碰撞，吊索应具有一定的有效高度。
　　3.1.2框架钢梁安装
　　钢筋在吊装前，应于柱子牛腿处检查标高和柱子间距。主梁吊装前，应在梁上装好扶手杆和扶手绳，待主梁吊装就位后，将扶手绳与钢柱系牢，以保证施工人员的安全。钢梁采用二点吊，一般在钢梁上翼缘处开孔，作为吊点。吊点位置取决于钢梁的跨度。为加快吊装速度，对重量较小的次梁和其他小梁，多利用多头吊索一次吊装数根。水平桁架的安装基本同框架梁，但吊点位置选择应根据桁架的形状而定，须保证起吊后平直，便于安装连接。安装连接螺栓时严禁在情况不明的情况下任意扩孔，连接板必须平整。
　　3.2钢框架的校正
　　高层钢框架结构的校正方法：
　　3.2.1轴线位移校正
　　任何一节框架钢柱的校正，均以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准，安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。控制柱节点时须注意四周外形，尽量平整以利焊接。实测位移，按有关规定作记录。校正位移时应注意钢柱的扭矩，钢柱扭转对钢架安装很不利，应引起重视。
　　3.2.2柱子标高调整
　　每安装一节钢柱后，应对柱顶作一次标高实测，根据实测标高的偏差值来确定调整与否。标高偏差小于6mm，只记录不调整，超过6mm需进行调整，调整标高用低碳钢板垫到规定要求。
　　3.2.3垂直度校正垂直度校正
　　用一般的经纬仪难以满足要求，应采用激光经纬仪来测定标准柱的垂直度。测定方法是将激光经纬仪中心放在预定的基准点上，使激光经纬仪光束射到预先固定在钢柱上靶标上，光束中心同靶标中心重合，表明钢柱垂直度无偏差。激光经纬仪须经常检验，以保证仪器本身的精度。当光束中心与靶标中心不重合时，表明有偏差。偏差超过允许值应校正钢柱。
　　四、借鉴国外高层建筑的施工技术
　　4.1基础施工
　　意、法两国的岛层建筑一般都有二至六层地下室，基础埋深均在10m以下，地下深层施工多采用先做基坑护壁，再明开的方法，基坑护壁有用钢板桩的，但更多的是做地F混凝土连续墙。
　　4.2主体施工
　　对于钢筋混凝土结构的岛层建筑。意、法目前基本上倾向于以现场为主的、现制与预制相结合的机械化施工方法：大块模板法、滑升模板法、隧道模法，其中更倾向于发展大块模板法。意、法高层建筑的梁、板多为预制，而柱子则采用顶制模板现浇。电梯井则采用滑升模板法施工。在1973年1O月意大利波伦亚展览会上展出的高层住宅主体施工方法，是采用模板提升机拆装纵横墙模板组合在一起的大块模板法。
　　五、结语
　　随着我国经济的不断发展，高层建筑的出现是社会发展的必然要求，我国建筑行业起步晚，但发展迅速。快速发展之中难免存在着施工技术的不足之处。在此，还希望各位同行在建筑行业不断发展的同时，不断的总结出更加科学的施工技术，并积极的吸取国外先进的施工技术，以为我国高层建筑的发展做出贡献。

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