摘要：高层和超高层建筑是我国城市建筑发展的趋势。在系统总结国内超高层建筑发展历程和现状的基础上，详细阐述了软土地质桩基工程、软土地质基坑工程、高性能混凝土工程、等超高建筑工程施工关键技术的发展概况，同时对超高层建造技术发展进行了展望，可为业内同行提供参考和借鉴作用。
关键词：高层建筑；数字化建造；施工技术；发展现状；展望
一、软土地质桩基工程技术
桩基础是超高层建筑最主要的基础形式，桩基工程的高品质施工是保障建筑高效安全施工和使用的关键。随着超高层建筑的快速发展、建筑高度的不断增加、地基承载力的不断加大，桩基工程的施工技术也得到了快速发展。目前超高层建筑中的桩基础主要有钢筋混凝土灌注桩、钢管桩和预制混凝土桩等。
预制混凝土桩主要包含预制方桩和预应力混凝土管桩（PHC桩），具有良好的承载力和耐久性，且成本低、质量易控、施工高效，在工程上应用较广。通过实践探索和理论研究，形成了大承载力钢管桩成套技术，有效减少了挤土对周围环境的影响。但同时钢管桩存在成本高、施工噪声影响大等缺陷，限制和制约了其发展与应用。
钢筋混凝土灌注桩具有地层适应性强、施工设备投入小、成本低廉、承载力大和环境影响小等优点，在超高层建筑中应用非常广泛。后注浆钻孔灌注桩技术的应用，增强了桩基础工程质量的可靠性，改善了桩身的承载环境，使桩基础的实际承载能力得到大幅度的提高。
二、软土地质基坑工程技术
软土基坑工程是一项技术性很强的系统工程，具有安全风险大、综合性强、区域性特征明显、时空效应和环境效应众多等特点，软土基坑工程的关键技术可以归纳为如下几点。
（一）超深地下连续墙技术
地下连续墙具有结构刚度大、整体性好、施工对周边环境影响小等优点，被广泛应用于深大基坑工程中，是目前深大基坑工程的主要围护体系。在超高层基坑施工过程中，地下连续墙通常既被用作基坑围护体系，又被用作永久性地下建筑外墙。近年来，随着地下工程施工工艺装备的发展与提升，地下连续墙的成槽工艺已从传统的抓土成槽发展为抓铣结合和套铣成槽工艺。现场施工作业中套铣成槽工艺先施工两端的一期槽段，然后再施工中间的二期槽段，中间槽段通过铣槽机切削两端混凝土成槽，最后形成连续的墙体。
（二）基坑分区组合式高效支护地下连续墙技术
随着我国超高层建筑工程规模的不断扩大，面积＞2万m2、深度＞20m的基坑工程已成为常态，传统的单一顺作、单一逆作支护方式已难以满足工期、成本、环境保护的最优目标。基坑分隔顺顺结合、分隔顺逆结合、分区顺逆结合、梁板顺逆结合等基坑支护新技术得到了很大发展，其综合施工技术达到了国际领先水平。钻孔灌注桩作为挡土墙采用钢筋混凝土支撑系统与挖机平台、运输车辆坑内栈桥、停机平台等一体化设计方案。
（三）基坑微变形控制技术
超高层建筑通常规划在城市中心区域，周围既有建（构）筑物、轨道交通工程及地下管线和设备分布集中，基坑施工对周边环境的影响要求高，传统的施工工艺已很难满足严苛的施工环境要求。该技术体系主要包含：①大小基坑分区、分期卸荷技术通过利用分期墙将深大基坑分为远离保护对象的大基坑和紧邻保护对象的小基坑，遵循先大后小、先远后近的分区开挖原则，避免了大体量卸荷对周边环境带来的影响。②盆式开挖分块卸荷技术针对采用盆式开挖的超大型基坑，对盆边土体进行抽条开挖，划小分块，依次对称均衡卸荷，及早形成围护对称体系，有利于围护结构变形控制。③钢支撑轴力补偿系统与传统钢支撑相比，液压伺服支撑系统对深基坑施工的变形控制真正实现了动态、实时及24h不间断的监测与控制，有效控制了因钢支撑轴力衰减而引起的围护结构变形，确保了邻近保护建（构）筑物的安全。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆④受环境及工期制约的快速施工技术对基坑开挖流程、支撑体系节点、挖土栈桥设置进行设计或优化，采用预置装配式钢筋笼创新技术，缩短支撑施工时间50%以上，实现了基坑的快速施工。⑤分期墙群坑换撑技术采用分期墙或临时换撑墙将超大、超深基坑分隔成多个基坑，减小土方开挖单次卸载量，缩短支撑形成时间。对各分区基坑之间支护体系的力系转换问题进行系统研究，形成了相邻分区分期开挖先后施工的成套换撑技术，有效保证了支护体系传力的连续性。
三、高性能混凝土工程技术
3.1混凝土制备技术
90年代，萘系类外加剂单掺粉煤灰混凝土施工技术得到了发展，2000年以来，聚羧酸系类外加剂双掺粉煤灰混凝土配制技术得到很大发展，在上海环球金融中心工程中，国内超高层首次全面采用聚羧酸系外加剂和粉煤灰及矿粉双掺技术，混凝土强度等级为C40，C50，C60，其各项参数指标得到全面提升。结构混凝土强度等级为C70，聚羧酸系类外加剂双掺粉煤灰及矿粉混凝土施工技术进一步得到发展和提升，其工程应用技术水平处于领先地位。
3.2大体积混凝土施工技术
在超高层建筑中，基础底板为主要的受力结构，对整体性和耐久性要求高，一般采用一次性整体浇筑的施工工艺。上海建工集团等单位围绕超大体积低水化热混凝土的配合比设计、外加剂的抗裂机制、混凝土的水化热理论分析、外加剂与水泥的适应性、搅拌工艺的改进、混凝土初凝时间的确定、温度控制方法及实时监控技术、浇筑工艺、施工组织管理等研究，逐步形成了大体积高强低水化热、低收缩混凝土成套施工技术，很好地解决了混凝土裂缝控制和温度控制难题，且工程应用成效显著。上海中心大厦工程针对超厚6m、超长121m、方量6万m3的圆形基坑，首次提出中心岛浇筑工艺，由基坑中心部位首先进行浇筑，而后向四周退浇一次性连续浇筑完成，创造了建筑工程大体积混凝土60h一次性连续浇筑总方量新的世界纪录，混凝土裂缝控制技术处于国际领先水平。
3.3模架装备技术
模架装备是超高建（构）筑物建造的关键，主要有手动倒链式爬模技术、整体提升脚手架技术、液压爬模和整体钢平台技术4种类型，其中以整体钢平台和液压爬模技术应用最为广泛。
3.3.1液压爬模技术
液压爬升模板是一种以液压千斤顶或油缸为爬升动力的现浇钢筋混凝土结构连续浇筑成型施工装备，装备安装和使用机动灵活、提升控制精度高，适用于高层、超高层建（构）筑物核心筒或巨型柱结构施工。液压爬升模板系统设计科学合理、结构适应性较强，有效降低了劳动强度，提高了施工作业效率，国外主要超高层建筑施工基本以液压爬升模板为主。我国液压爬模施工技术研究相对较晚，液压爬升模板系统在我国高度＜200m超高层建筑工程中得到了大规模应用。
3.3.2整体钢平台模架技术
整体钢平台模架技术是上海建工首创的具有自主知识产权的模架装备新品牌，该装备主要由钢平台系统、脚手架系统、支撑系统、爬升系统、模板系统5大系统组成。自20世纪90年代初，上海建工首次在我国提出整体钢平台模架装备施工技术理念起，已经先后发展形成5种类型的整体钢平台模架技术。整体钢平台模架装备体系为国际首创，综合性能指标达到了国际领先水平，其模块化设计、智能化控制技术水平得到了很大的发展，结构体型适应性也得到了很好的改善，高空作业环境及环境保护等方面持续得到发展，装备技术可满足千米级超高层建筑施工需求，在国内外得到了广泛的赞誉。
参考文献：
[1]龚剑，周虹.上海中心大厦结构工程关键建造技术[C].世界高层都市建筑学会第九届全球会议论文集，2012.
[2]龚剑，王旭军，赵锡宏.深大基坑首层盆式开挖对基坑变形影响分析[J].岩土力学，2013，34（2）．
[3]龚剑.上海环球金融中心主楼超大超深基础坑中坑围护施工技术[J].建筑施工，2006，28（5）．
论文作者:王南松
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/24
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