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摘要:这些年来,我国经济不断发展,城市化进程持续加快,促进了建筑行业高层建筑的兴起,于是各大城市中高层建筑物楼群越来越多,这也成为城市建筑未来发展的重要趋势。而建筑楼层的增加,必然又会给结构施工技术应用提出了更高的要求,越来越多人更为关注高层建筑结构质量和安全性问题,需要先进的施工技术才得以保障,本文结合笔者多年的实际工作经验,探讨高层建筑结构施工技术应用要点,以供参考。
关键词:高层建筑;建筑结构;施工技术;要点措施
伴随着我国经济的快速发展,城市硬体建设日益完善,各种高层建筑工程拔地而起,也因此而引发不少建筑施工问题,得到了越来越多人的高度关注。在当前的现代化社会形势下,对高层建筑施工质量与水平提高要求,加大重视力度,有着非常重要的作用。一方面,高层建筑是在当下人多地少、用地紧张局面中解决实际问题的有效举措,另一方面,也是提高人们生活水平的重要措施。但是不得不承认当前我国高层建筑施工技术应用中存在的问题。为此,相关工作人员必须不断加深对高层建筑施工技术及其应用的认识,尤其掌握要点,全面提高施工工作的有效性与实效性,提升建筑施工水平和质量,保障建筑功能得到安全稳定的发挥。
1 我国高层建筑施工的特点
改革开放以来,我国各个领域行业都在努力下取得了飞速的进步与发展,伴随着建筑行业规模上的拓宽,对应的施工技术也取得长足的进步。在这样的社会大背景下,我国建筑施工结构实现了过去单一结构形式向复杂结构形式的巨大转变[1],但与此同时,对建筑结构实现安全化、规模化、智能化和功能化的挑战任务也迎面而来。众所周知,高层建筑的施工是建筑施工工作非常重要的组成部分,尤其是当前高楼丛生的现代化城市中更是随处可见。与其他的施工形式相比,高层建筑施工具备了独特的特点。
首先,高层建筑施工的工程量非常大,要求的技术含量也很高,对于高层建筑施工工作来说,其安全性要求更高,因此具备风险与密闭性质。其次,高层建筑施工对地基具备的强度要求也更大。因为高层建筑楼高,负重大,因此对地基自身负荷量的要求也更大,地基承受力需要一定安全范围的保证,一旦承受力超出了其承受值,那么地基的承载力将无法满足高层建筑的重力需求,即无法得到稳定与安全的保障。对于高层建筑地基应用的方法研究,基本要遵循以下两个方面的原则:(1)确保地基在受到大气层影响的深度以下;(2)地基的设计与施工要与建筑物的设计相符[2]。因为实际的施工过程中,建筑施工与地基本身的强度有着直接的关系,通常情况下,建筑物越高,那么要求的地基强度也就越大,所以高层建筑施工中地基不但在面积上要大,深度上也要更深,才能解决施工结构方面的抗浮等问题。再者,高层建筑施工的高空作业较多,对于多层建筑而言,高层建筑施工的高空作业繁多且困难,需要解决设备、材料和人员的垂直运输问题,还要保证施工人员高空作业的安全性,此外还要考虑高空作业过程中的用电用水等情况。最后,高层建筑的施工条件复杂,我国很多高层建筑都建设在城市市区当中,那么要实现市区中的施工目标,就要保证现场的设备、材料等数量的适当,既不能多也不能少,施工的同时还要做好周边建筑的保护工作,比如基坑降水与基坑开挖时要时刻关注到道路地面以及建筑物是否存在裂缝等情况,一旦出现问题要及时发现并进行快速补救。最后高层建筑施工工期长,结构性能也更为良好,因为高层建筑更多的是混合性结构,功能的设计与应用非常复杂,那么在施工落实阶段对应的工期和结构性都与普通建筑有所不同[3]。
2 我国高层建筑施工现状研究
建筑行业迅速发展的过程中,我国的科学技术也取得了重大突破,运用在高层建筑施工的技术上也逐渐改进与渗透,我国这些年的高层建筑施工技术得到了大幅度提高,甚至在世界范围内取得了一定的成就。然而也面临了很多现实的问题,比如在施工规模不断扩大和建筑结构不断复杂的背景下,很多高层建筑施工技术都处于一边应用一边革新优化的过程中,而大多的建筑单位都能经过实践证实技术的科学性与可操作性才将其应用在工程中,用以根据技术线路选择更优化应用方案,但这个过程并不容易。具体从以下几个方面分析:(1)施工技术应用需要与现场高层建筑工程本身逐层施工的特点加以应用,目的除了提高建筑功能与质量,还要提高施工作业的时间与空间上的综合效率,实现施工各个环节之间的有效衔接,并在一定程度上推动技术管理的高效率;(2)施工技术的应用还要结合高层建筑本身垂直发展和实际施工中作业面的窄度、施工进度的情况进行应用,不断提高垂直运输体系的施工效率;(3)施工技术应用要结合不同地方建筑工程高层建筑作业现场环境较差的情况,在应用过程中总结并吸取经验,加以改进,不断提高结构施工工艺,全面增强建筑施工的稳定性和安全性[4]。
由此可见,在高层建筑的施工工作上根据建筑结构应用施工技术,必须坚持结合实际情况和现场客观条件的原则,紧密结合施工实践与施工需求,才能保证施工技术应用的合理性与科学性,才能在应用过程中实现突破与改进,最终不断提高我国高层建筑施工的整体技术应用水平。
3 高层建筑结构施工技术要点分析
3.1基桩施工技术
因为不同高层建筑的施工手段不同,所以对其施工技术应用的分析要根据实际情况分别讨论,基桩施工技术基本有灌注桩与预制桩两种形式。灌注桩需要采用钻孔机或是人工挖孔完成,由地表往下开挖形成孔洞以后,将预制好的钢筋笼放置在孔中,灌注混凝土使其成桩。当使用灌注桩进行施工时,需要结合现场施工条件和环境以及具体成桩的方式综合分析,将现场的土层表面平整化。在开设成桩孔时,一旦使用人工挖孔,就要在平整的现场环境下考虑到土料运输的方式,对桩孔壁混凝土进行安全的控制,成孔以后实行全面检查。而使用机械设备进行开挖成孔,那么就要注意到作业面排水、沟槽以及泥浆池的设置问题。
预制桩主要是指在一定场地上根据预先设计好的图纸与规范要求将桩基提前进行预制养护使其成型,通过使用特殊打桩机设备将桩基放在预先设计好的标高中。目前,高层建筑预制桩可分为混凝土桩与钢桩两种,进行施工时,混凝土桩与钢桩的沉桩需要根据设计要求和项目施工情况选择沉桩的方法,常用的有振动沉桩法、水冲桩法以及锤击打入法。如果使用锤击打入法与振动沉桩法,需要对基础地基和作业周围土体的结构变形进行控制,如果采用水冲桩法,那么就要针对敞口混凝土桩和敞口钢管桩进行内部注水或是喷射水的施工方式,而对于混凝土桩或是H型钢桩,则采用外部施工喷射水的方式施工[5]。另外,控制高层建筑工程的施工工期是施工单位的重要目标,也是关系建筑施工成效好坏的关键环节,对于高层建筑的施工,就要结合结构施工重复性高的特点,整合竖向结构施工的优势,可采用爬模法与滑模法对工期实现有效控制,提高主体结构整体的性能。这两种方法在实践中应用较多,两者相结合更能提高施工实效。爬模法与滑模法有一定的相似之处,比如应用的结构整体性都非常好,机械化程度相对较高,在组织管理方面都有着很高的要求,而结构物立面造型受到一定限制,另外,在工期与成本的控制上也有着共同的需求。所以在施工过程可以充分利用预制模板技术,结合滑模法与爬模法,以缩短施工的工期并降低施工的成本。
3.2逆向施工技术
逆向施工技术在应用中包含着非常丰富的内容,比如高层建筑施工浇筑中间支承桩柱、建筑地下连续墙以及向上逐层建设地上结构等等都属于逆向施工的技术应用范畴。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆和顺向施工方式相比,高层建筑采用逆向施工技术的特征表现为以下几点:(1)在布置好管线和构筑物以后,地下连续墙能够通过规划或紧靠的形式将红线构筑地下连续墙作为一种永久性的外墙,借以扩大建筑面积;(2)在逆向施工技术的作用下,逐层浇筑地下室结构的内部支撑刚度要比临时支撑的刚度大很多,那么就能有效减少甚至避免基坑变形和沉降影响等问题的产生;(3)逆向施工技术可以实现地上结构与地下结构的同步施工,最大程度缩短多层地下室建筑的工期。
3.3钢结构施工技术
高层的建筑施工工作中应用钢结构施工技术非常广泛,究其原因主要因为钢结构施工具备了节奏快、速度快、工业化强度高的优势,而高层建筑钢结构包含了很多施工类型,比如大跨度空间钢结构、高层重型钢结构以及钢和混凝土组合结构等等。在施工工作中,钢这种材质属于热传递非常强的金属材料,所以在高层建筑中应用就要注意其热传导性的巨大的问题。在建筑出现火灾等情况时,这一问题就会直接给高层建筑带来毁灭性的的破坏。也因如此,在应用钢结构施工技术的过程中,施工人员必须注意防火设施设计与施工,且引入钢结构施工所依赖的大型塔吊等设备,提高塔吊起重能力,最终提高钢结构安装效率。高层建筑的核心墙还需要设置钢结构柱,其高度必须达到一定的比例要求,数量超过24根,才能确保结构的稳定性。针对钢结构施工技术的要点与要求,工作人员要做好钢结构施工质量与速度的控制工作,对钢结构以及其他构件之间焊接的质量问题进行控制,采用仪器对钢结构焊接缝进行无损检测,确保其达到标准以后才能进行下一道工序。
总之,施工人员需要高度重视钢结构吊装、测控以及焊接技术应用中出现的问题,并将其看作重要内容进行设计施工。
3.4泵送混凝土技术
这一技术是高层建筑施工技术非常重要的组成内容,因为混凝土已然成为当前建筑的重要材料,其应用范围广、强度大、数量多,那么施工人员就要注意混凝土配比等要求的提高问题。有相关资料显示,当前我国国内施工单位更多的采用掺粉煤灰和化学外加剂的双掺技术,使得泵送混凝土技术的需求得到满足,而在这项技术应用的基础上,混凝土泵送的高度也得到了较大程度提高,这也保障了高层建筑当前的施工效率[6]。
4 高层建筑结构施工工程质量控制策略
4.1对高层建筑使用的混凝土强度进行严格控制
为了确保高层建筑结构施工技术应用的价值最大化,就要根据建筑物当地的建筑原材料情况进行分类,并通过不同原料配比的实验掌握实际的差距,应用在施工中以做质量上的保障,在施工环节中要及时根据需要选择合适的配比方案。此外,还要充分考虑到实验结果对高层建筑实际施工情况的通用性,不断调整混凝土中含沙量和含水量的比例,达到对高层建筑使用混凝土强度的进一步控制。而建筑施工企业还要提前制定各种与实际情况相符的质量养护方案,定期对建筑进行保养,确保混凝土功效的发挥,提高强度,使其整体质量符合高层建筑物使用的标准与要求,严格控制好高层建筑使用的混凝土强度。
4.2对高层建筑垂直度的质量进行严格控制
高层建筑因其高度的特征直接产生了垂直度质量的问题,建筑是否垂直直接影响其建设的合格性与使用的质量和安全。在进行垂直水平测量时,施工人员通常会采用“三线控制法”。为了确保高层建筑垂直度测量的准确性,在对建筑进行设计和应用技术选择时就要根据柱子排布加以实施。对建筑体边角柱的位置进行准确测量,再采用弹线的方式安装角柱模板,采用吊线的方法测量建筑物垂直高度,以确保百分百的准确度。同时,要保证平整度精度目标,还要在施工过程中采用激光铅垂仪。选择4个合适的位置当作控制点,根据标准要求进行平面控制,将重点要点放在轴线传递上,如果施工层与脚手架位置出现偏差,那么就不能引出测量出现在外围的基准点[7]。
4.3对高层建筑的安全性进行严格的控制
高层建筑安全首先表现在基坑支护的安全管理工作上,基坑开挖以前施工人员需要充分全面掌握施工现场的客观环境,比如土质的性质与复杂情况等,确定支护方案,预防在施工过程中留下安全隐患。其次要对脚手架与防护进行安全管理,在进行精准的计算并确定高层建筑脚手架位置与数量以后,要做好现场管理建筑材料与设备的工作,并依据设计的方案编著管理方案。最后是做好施工模板的实验工程,由于高层建筑施工过程复杂,应用技术较多,而各个环节甚至整体的施工方案都是通过众多复杂的步骤组成,比如模板安装与拆模、制成设计和相关制作等,所以施工人员要以现场实际的客观条件为准,随时做好突发状况下对设计方案进行适当调整的准备,做好内部支撑系统,确保建筑施工具备良好的安全性能。
针对高层建筑出现的裂缝问题,应采取设计管理控制措施,具体方案有:设置永久性伸缩缝,在建筑外墙面选择合适的位置留取分隔缝;注重建筑结构钢筋的配置;对轻质墙体建立构造柱;在高层建筑的每一层添加腰梁;采用混凝土针对预留门窗洞口框进行加强;确保合理的后浇带,采用补偿收缩混凝土技术等等。在施工管理控制上,对新浇混凝土必须做好前期保养,对大面积混凝土则要控制其温度,预防其升温,对中低水化热的水泥,则要充分重视后期强度[8]。
4.4完善雨水系统以及防火系统
在高层建筑的排水工程中,要整合当地外界因素进行考虑,比如雨季来临时如何做好排水工作来确保建筑的安全以及施工技术应用的最大价值。当前,我国高层建筑采用较多的方法是设置雨流井,控制室外的排水,而在排水施工工作中,还需要设置相对数量的导流口,这个过程需要重视可能发生的堵塞问题。此外,还要根据高层建筑设计的防火规范,做好消防方面的设防工作,比如应用预作用喷淋系统和其他防火系统,积极采用高端的防火系统来避免各种问题,但也要注意相关要点及其技术应用中的不同,比如喷淋系统在工作状态下会出现故障,系统一旦不会有水喷出就会影响密闭空间中火灾的控制,而火灾探测器控制系统还会受到水的感应利用其转变为湿式系统,这种转变的技术就是为高层建筑应用安全作保障,确保灭火的安全性与顺利完成。
5 结束语
综上所述,现代化社会背景下人们的生活水平不断提高,对高层建筑的需求也大幅度提升,也因此高层建筑附带的很多功能也有了更挑剔的要求。所以建筑工程施工企业组织应积极引入掌握先进施工技术、具备较多施工经验的优秀人才,并通过定期培训的方式确保参与高层建筑施工的人员都能全面掌握施工环节中各种技术应用的要点,真正做好高层建筑的质量与安全性控制工作,为建筑功能的发挥、居民生活质量和生命安全的保障而努力。
参考文献
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[8]李静茹.高层建筑施工技术要点与质量控制[J].城市建筑,2011,11(14):145.
论文作者:罗天海
论文发表刊物:《防护工程》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/21
标签:高层建筑论文; 施工技术论文; 高层论文; 建筑施工论文; 混凝土论文; 钢结构论文; 建筑论文; 《防护工程》2017年第12期论文;