摘要:超高层建筑工程项目的建设作为反映国家科学技术发展水平和综合实力的主要标志,还是发展中国家或是地区展现经济发展和社会发展成果的重要佐证。在城市化进程和社会生产与生活的高速发展下,现阶段国内的城市人口增长与土地资源的紧缺状况,要求国内必须尽快修建超高层建筑。本文主要探讨了超高层建筑施工技术发展及其展望。
关键词:超高层建筑;施工技术;发展展望
1超高层建筑的施工特点
(1)工程量大、工序多、配合复杂。超高层建筑施工中地基基础、主体结构、机电安装、装饰装修等工程量都要增大,同时施工场地有限,多个专业工种交叉作业,组织配合十分复杂。由于超高层建筑工程量大、高度高,对施工技术提出了更高的要求,比如大体积混凝土浇筑与裂缝控制技术,粗大高强钢筋连接技术,大型钢结构吊装技术,高强高性能混凝土泵送技术,新型模板应用技术等。(2)施工准备工作量大。超高层建筑体量大,需用大量的建筑材料和机具设备,采购量和运输量庞大,另外需进行大量的人力、物力以及施工技术准备工作,以保证工程顺利进行。(3)施工周期长、工期紧。超高层建筑单栋工期一般为2~4年,结构工期一般为3~10天1层,施工周期长而紧,且需进行冬、雨期施工。为保证工程质量,需要合理安排工序,才能缩短工期,减少成本。(4)基础深、基坑支护和地基处理复杂。超高层建筑基础一般较深,土方开挖、基坑支护、地基处理以及深层降水等工序复杂,直接影响着工期和造价,采用新技术较多,如逆作法、复合地基成套技术。
2超高层建筑工程施工技术发展及展望
2.1逆作法施工技术
逆作法的施工原理就是在超高层建筑物的内部完成中间支撑桩与柱的浇筑,同时沿着超高层建筑物的地下室轴线完成地下连续墙等有关支护结构的建筑,将其当做建筑施工的底板封顶之前承受施工荷载与上部结构自身重量的主要支撑。然后逐层进行土方下挖同时进行地下所有楼层结构的浇筑等,最后向上逐层完成地上结构的建设。和以往的超高层建筑顺作法相比较而言,超高层建筑工程项目的逆作法施工技术具备许多优势。第一,逆作法施工技术能够减低施工工期,确保地下结构和地上结构施工工期的一致性,除去地下一层占据绝对的工期之外,能够保证地上结构和一层之下的地下结构实现同时施工。第二,逆作法施工技术可以加强施工过程中的底板支点,降低跨度,能够充分满足抗浮要求,同时有效处理底板的配筋问题,进而使底板的设计更为科学、合理。
2.2高强、高性能混凝土的泵送施工技术
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。
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2.3钢结构施工技术
超高层建筑工程项目的钢结构运用主要包含了超高层的重型钢结构和轻型钢结构等有关领域。而钢结构的生产和制作的工业化程度比较高,同时施工的速度比较快,所以在超高层建筑物施工中运用比较普遍。可是从钢结构的强度方面而言,在超高层的建筑施工过程中必须重视施工技术,也就是钢结构的建筑耐高温性,一定要保证钢结构的稳定性,使其温度在250℃上下,如果温度超出300℃时,超高层建筑物运用的钢材在强度方面就会下降,同时由于钢材自身具备良好的导热性能,就会造成超高层建筑物发生毁灭性的危害。比如说9.11事件中,美国世贸大夏就是一个典型的事例。对此,在选择钢结构的施工技术过程中一定要充分考虑防火维护和防火涂料以及紧急的避难等相关配套装置的施工设计和施工。除此之外,超高层的建筑钢结构在施工技术方面一定要运用大型的塔吊,在进行吊起过程中钢结构的重力严重影响着超高层建筑物的钢结构施工效率。
2.4整体滑膜技术和整体爬模技术
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,不太适合用于超高层建筑核心筒的施工。
2.5数字化建造技术
数字化是一项新兴的技术领域,国内外都高度重视数字化发展战略,其与工程建设的深度融合发展深刻影响和改变着建筑领域,给建筑业的发展带来了很大效益,使规划设计、工程施工、运营管理乃至整个工程的质量和管理效率得到了显著提高。在超高层建筑工程建设过程中,研究形成并应用钢筋成型、钢筋网片、预制构件、钢结构构件、机电管道、装饰装修构件等系列数字化加工技术,改变传统的构件加工方式,提高超高层建造的水平;研究形成面向绿色建造全过程成套模拟技术,可对复杂施工方案进行模拟分析、仿真建造,优化选择绿色施工方案,实现对施工过程的有效控制;研究形成绿色建造全过程实时监测与评估技术方法、绿色建造实时可视化控制技术,可对不同施工方案的实施效果进行监测与评估,进行实时动态监控,为施工方案的可靠实施提供保证。研究构建了绿色建造虚拟平台系统,开发环境微扰动的深基坑变形监控与预警平台系统、基于物联网的超大体积混凝土裂缝控制系统、整体钢平台模块化集成仿真建造平台系统、超长构件安装实时姿态的三维动画演示控制平台系统以及结构构件与玻璃幕墙安装的虚拟仿真建造系统等,实现了绿色建造关键过程的控制和管理。在未来发展中,数字化建造技术也将是重点研究的一项技术。
3结束语
随着经济的快速发展和城市化进程的迅速推进,在我国人均土地资源非常紧缺的情况下,建筑朝着高层、超高层发展就成为必然。我国对超高层建筑的研究起步较晚,但是其发展速度较快,目前我国在超高层建筑施工技术方面形成了很多关键技术。本文从超高层建筑的施工特点入手,重点探析了超高层建筑施工时的关键技术,希望对相关行业的人员有一定的借鉴作用。
参考文献:
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[3]探析超高层建筑施工的难点与监理重点[J].文波,聂秋芹,张华.建材与装饰.2018(44)
论文作者:洪念超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/24
标签:高层建筑论文; 混凝土论文; 钢结构论文; 泵管论文; 施工技术论文; 高层论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第10期论文;