超高层建筑施工技术发展与展望论文_闫放

超高层建筑施工技术发展与展望论文_闫放

中国建筑第二工程局有限公司 辽宁沈阳 110000

摘要:近年来我国土地资源紧缺现象日益严重,为了实现土地资源的节约,缓解城市人口增长所带来的住房压力,超高层建筑物得以兴起。其存在高度大、设计复杂、施工难度大及技术要求高的特点,因此在施工过程中对工程质量、技术和监管要求较为严格,因此文中分析了超高层建筑的施工特点,并进一步对超高层建筑施工技术的应用进行了具体的阐述。

关键词:超高层;建筑施工;技术发展;展望

1 建筑施工技术特点

1.1 超高层超高层建筑工作

超高层建筑的高度相对较高。在施工过程中,如何将建筑材料应用到顶部是一个问题。然而,目前已经发生了许多交通问题,但是相应的技术已经足够先进,可以主要依靠人们。然而,这也可能导致安全问题,例如在超高层施工过程中经常发生人员坠落事故。因此,在施工过程中,应加强安全人员,提高工作高度,并采取更安全有效的方法解决垂直运输过程中遇到的问题。

1.2超高层建筑工程时间较长

超高层建筑的工程量、以及超高层建筑施工周期较长,一般需要在二年以上。如何加快施工的速度,在大多数情况下,考虑到工程的结构,实现缩短工程工期的目标。此外,还应考虑到自然环境的影响,如雨季和冬季,应对这些问题采取相应的措施。

1.3高水平建筑工程

由于人口众多、地理面积有限和城市化进程加快,中国超高层建筑的规模非常大,相应的项目数量也在逐渐增加。特别是一些大型单位和部门,如办公楼、酒店、购物中心和其他建筑,都参与了超高层建筑的建设。施工方法是根据实际情况进行设计、施工、调整,并不断与客户、设计单位和施工队伍等相关部门协调、协商、沟通和满意。

2超高层建筑关键施工技术现状

2.1 高承载力桩基施工

主要超高层建筑主要采用超长、大直径、高承载桩基。大直径超长桩的孔深大,施工时间长,导致泥浆密度大,含砂量高。桩体泥浆、沉积物和垂直度的控制非常突出。超长超重型钢筋笼的加工、制造和吊装面临巨大困难,并且受到吊装设备能力的限制。超长钢筋笼的吊装需要在孔洞中逐段安装、连接和下放,主筋直径大、数量大、刚度大,这对钢筋笼的有效快速连接提出了巨大挑战。

2.2大体积混凝土施工

重大超高层项目普遍采用桩筏基础,筏板多为一次性浇筑的超厚巨型钢筋混凝土板。上海中心大厦筏板为直径121m、厚6m的C50钢筋混凝土圆台,混凝土方量高达6万m3。

大体积混凝土浇筑过程产生大量水化热导致内外温差急剧升高,容易产生裂缝。选用低水化热水泥,减少水泥用量,掺入粉煤灰、高效减水剂及引气剂减少混凝土水化热;控制混凝土入模温度,降低内部混凝土绝对温度与内外温差;采用水管循环冷却系统进行热量交换,降低内外温差;做好混凝土养护,加强温度监控与反馈。

2.3施工测量

超高层建筑施工测量控制网转换多,容易产生测量误差累计;随着高度的增加,大风、温度、设备运行、结构自振都会引起结构摆动与变形,进而影响转测与投测;结构压缩变形、基础沉降随结构施工不断发展,导致结构最终位形与设计位形偏离;施工中结构自身及众多设备、设施阻挡,影响“通视”也是施工测量面临的一大挑战。

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建立多级测量控制网,每间隔数层设置1个测量控制网转换层,内控与外控相结合,每个测量转换层采用外控和GNSS系统进行内控点校核,逐层逐步修正;避免恶劣天气及较大的施工荷载时进行控制网点的布设;通过数值模拟,分析超高层建筑施工中竖向变形的分布规律,采用竖向变形主动补偿技术,保证结构标高与设计标高一致;选择连梁、悬挑平台等作为控制网点,减少结构及设备、设施的“通视”干扰。

3超高层建筑关键施工技术

3.1 高强、高性能混凝土的泵送施工

超高层建筑的施工常会用到高强、高性能混凝土,混凝土的超高泵送是施工中的重点。通常来说,混凝土强度越高,其粘性越大,可泵性能越差,需要通过反复适配,确定最优配合比,在保证混凝土强度的同时,有良好的工作性能。可联合混凝土生产厂商做该项工作。施工时应重点控制,混凝土生产时所用材料是否符合要求,现场抽测混凝土的坍落度、扩展度、温度、倒筒时间等。超高层建筑经常会用到钢管混凝土,由于钢管混凝土的特殊性,除控制混凝土的坍落度,扩展度,温度,倒筒时间外,增加U形管的控制指标。

混凝土超高泵送设备选型和施工要点:泵车选择料斗容量小但输送压力大的型号;合理选择泵机,泵机的出口压力和泵送方量参数应能满足泵送高度的需求;泵管选择专用高压泵管,为了节约成本,低层施工时可不投入高压泵管,只采用普通泵管,待输送高度达到一定高度时,再用高压泵管替换;注意泵机出口部位水平泵管的长度应大于楼高 (泵送高度) 的1/4;泵管竖向适当位置设置弯管,可弥补水平段不足;推荐泵管按楼层高度进行配管,离楼板上400~600mm处有接头,方便接管施工外框楼板。截止阀布置在正负零位置,防回流冲击弯头每30层布置一次。

3.2模板系统选用

超高层建筑施工常用的模板系统主要有爬模系统、滑模系统、顶模系统等,根据不同的施工场合可分别选用。

爬模系统具有操作简便灵活,爬升安全平稳,速度快,模板定位精度高,施工过程中无须其他辅助起重设备的特点。但一般机位较多,整体性不够好,承载力也不大。

滑模施工技术是混凝土工程中机械化程度高、施工速度快、场地占用少、安全作业有保障、综合效益显著的一种施工方法。滑模系统目前常见主要用于烟囱、矿井、仓壁等工程施工,也可用于超高层核心筒竖向墙体施工,但由于其施工过程非常紧凑,在混凝土凝固前必须向上滑动模板,混凝土凝固以后则无法滑动,且由于在混凝土凝固前滑动模板,使混凝土结构表面的观感和结构的垂直度控制方面有较大困难,个人观点认为不太适合用于超高层建筑核心筒的施工。

针对超高层建筑核心筒的施工问题,近年来出现了一种新的超高层核心筒施工技术——顶模体系。顶模系统可以形成封闭安全的工作空间,模板、吊架和钢平台可以整体提升,具有承载力大、施工速度快、安全性高、机械化程度高等优点。与爬模系统等相比较,顶模系统的支撑点低,位于待施工楼层下2~3层,支撑点部位的混凝土经过较长时间的养护,强度高,承载力大,安全性好,为提高核心筒施工速度提供了保障。与爬模相对比,顶模系统无爬升导轨,模板和脚手架直接吊挂在钢平台上,可方便实现墙体变截面的处理,适应超高层墙体截面多变的施工要求。

3.3 钢结构施工

钢结构作为超高层建筑的骨架,在钢结构中主要以重型钢结构、轻型钢结构和混凝土结构为主。由于钢结构具有坚固耐用、较好的保温效果及较强的抗腐蚀性能,易于大批量生产,因此在超高层建筑中应用十分广泛。但在钢结构应用过程中,由于其耐高温能力较差,在高温作用下性能会下降,容易发生变形。因此需要做好防火工作,并在钢结构表面涂抹保护层。钢结构安装时宜采用塔吊,要安装时要注意塔吊的合理使用,以此来保证钢结构的顺利安装。

结束语

未来超高层在全球特别是亚洲地区将持续快速发展,超高层建筑的革新对施工技术的发展正提出新的更高要求。大力推进超高层建筑施工技术进步是工程建设领域肩负的使命与努力的方向,希望本文能对行业发展起到积极作用,为行业从业工作者提供参考借鉴。

参考文献:

[1]民用建筑设计通则:GB50352—2005[S].北京:中国建筑工业出版社,2018

[2]丁洁民,吴宏磊,赵昕.我国高度250m以上超高层建筑结构现状与分析进展[J].建筑结构学报,2017,35 (3) :1-7.

[3]毛志兵.超高层与超高层建筑技术发展与研究[J].施工技术,2017,41 (23) :4-10.

论文作者:闫放

论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期

论文发表时间:2018/12/18

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