高层建筑工程的施工技术

【关键词】高层建筑；结构体系；施工设备；基础施工；结构施工 

　　所谓高层建筑，即是指10层以上的住宅及总高度超过24m的公共建筑或综合建筑。近代高层建筑是城市化和工业化发展的产物，而科学技术的不断进步又为高层建筑的发展创造了条件。高层建筑由于其特殊的特点，因而其施工方法和技术与普通建筑物的有所不同，本文将浅谈高层建筑工程的施工技术。 

　　1 高层建筑的结构体系 

　　目前高层建筑中常见的结构体系主要有以下四种：框架体系、框架-剪力墙体系、剪力墙体系和筒体体系。框架结构体系有现浇和预制装配两种，平面布置灵活，梁、柱便于定型化、工业化施工。当建筑物向更高层发展时，受到的风载越来越大，产生的水平推力也随高度的变化而越来越大，这时，从强度和刚度考虑，框架结构都难以满足要求，故在设计时，采用框架-剪力墙体系，用剪力墙来承受水平荷载，而框架只承受竖向荷载。当房屋的层数超过20层时，需要设置更多的剪力墙来提高建筑物的抵抗侧向力的能力。当房屋向超高层发展，即40层以上时，需要抗侧向力也就越大。这时，一般在建筑物的电梯间、楼梯间、管道井等采用刚性大的筒体来抵抗水平力。 

　　2 高层建筑的施工设备 

　　在高层建筑施工中，施工速度的快慢很大程度上取决于所选用的施工设备，高层建筑施工使用机械设备的费用占土建总造价的5%~10%，所以合理选择使用机械设备在高层建筑施工当中非常重要。 

　　2.1垂直运输设备 

　　以我国情况来看，高层建筑结构施工用的垂直运输设备主要有：塔式起重机、施工外用电梯、混凝土泵和其他垂直运输辅助设备。自升式塔式起重机可随建筑的施工层次相应地升高，既可垂直运输又能水平运输，常作为高城建筑主体结构阶段施工的垂直运输设施。施工外用电梯是高层建筑施工设备中唯一可运送人员上下的垂直运输设备，是高层建筑施工提高生产率的关键设备之一。混凝土泵能连续完成混凝土的水平运输和垂直运输，配以布料杆或布料机，还可以方便地进行混凝土浇筑，采用泵送混凝土能有效解决混凝土量巨大的基础施工和占总垂直运输量70%左右的上部结构混凝土的运输问题。 

　　2.2脚手架 

　　高层建筑的外脚手架一般用于安全防护和外墙装饰工程。目前主要采用钢管扣件式脚手架和框架式组合脚手架，为修补外墙、处理接缝及外墙喷涂，也常用于吊篮脚手。正确选用外脚手架的构造型式并进行合理搭设，能起到缩短工期、便利施工、保障安全和降低造价的作用。 

　　3 高层建筑基础施工技术 

　　高层建筑的基础，需要承受很大的垂直荷载和很大的水平荷载，还要考虑地震荷载的影响，故高层建筑的基础受力很复杂，在设计时，除要满足基础的强度外，还要满足刚度和稳定方面的要求。我国的高层建筑常用的基础类型有箱型基础、地下连续墙、土层锚杆和桩基础等几种型式。 

　　3.1 箱型基础 

　　箱型基础是由钢筋混凝土底板、顶板和纵、横墙体组成的一个整体，像空心板那样的空间结构，且有很大的刚度，适用于上部荷载较大而地基土较软的情况。箱型基础的混凝土体积很大，施工时，必须控制混凝土内外温差，并采取措施提高其抗裂能力。 

　　3.2 地下连续墙 

　　地下连续墙具有截水、防渗、挡土和承重等功能，适用于高层建筑的基础，其施工过程主要有修筑导墙；划分槽段，并进行开挖；泥浆护壁；吊放钢筋笼；槽段接头；浇筑混凝土。 

　　3.3 土层锚杆 

　　所谓土层锚杆，就是一端与支护结构连接，而另一端锚固在土体中。在高层建筑深基础施工中，由于施工场地受限，所以土层锚杆应用较多，土层锚杆由锚头、锚头垫座、支护结构、防护套管、拉杆和锚固体组成。 

　　3.4 桩基础 

　　对高层建筑，考虑到当上层土层较软，而在相当深度处有持力层；高层建筑的竖向和水平荷载都很大，而且对不均匀沉降非常敏感或要求严格控制的，一般都采用预制钢筋混凝土桩。 

　　4 高层建筑结构施工技术 

　　高层结构施工的形式多种多样，最常见的有大模板施工、液压滑升模板施工以及爬升模板施工等。 

　　4.1 大模板施工 

　　在高层建筑施工中，因为现浇混凝土量大，需要的模板量也大，为减轻劳动强度，加快施工进度，提高工程质量，故根据需要，将每道墙以一块或数块模板，由起重机承担吊、装、拆，进行流水施工。一块大模板由面板、加劲肋、竖楞、支撑桁架、稳定机构及附件组成。它是我国剪力墙和筒体结构的高层建筑施工用得最多的一种模板。目前我国采用大模板施工的结构体系有：①横墙、内纵墙用大模板现场浇筑，而外墙板、隔墙板、楼板为预制吊装；②横墙、内纵墙用大模板现场浇筑，外墙、隔墙用砖砌筑，楼板为预制吊装。 

　　4.2 液压滑升模板施工 

　　滑升模板施工，是一种机械化程度高，施工速度快的现浇钢筋混凝土的施工工艺，其特点是：在建筑物、构筑物的底部平面，沿墙、柱、梁等构件的周边，每次装模为1.2m高。随后在模板内绑扎钢筋，并浇筑混凝土，当混凝土本身能承受上部新浇混凝土的重力后，再用提升设备将模板不断向上提升。这样分层浇筑的混凝土，随着模板的不断上升，连续成型，所以整体性好。其工艺过程包括：滑升模板装置的组装，绑扎钢筋，埋设件安装及门窗洞口的留设，浇筑混凝土，模板的滑升，施工精度控制与纠偏，楼板的浇筑或吊装。 

　　4.3 爬升模板施工 

　　爬升模板施工由爬升模板、爬架和爬升设备三部分组成，是施工剪力墙体系和筒体体系的钢筋混凝土结构高层建筑的一种有效的模板体系，模板顶端装有提升爬架用的手来葫芦，在模板固定后通过它提升爬架，爬架与模板相互提升，向上施工。由于模板能自爬，不需起重机运输机械吊运，爬升模板上悬挂有脚手架，省去了结构施工阶段的外脚手架。爬升模板施工时模板不需要拆装，可整体自行爬升,其可一次浇筑一个楼层的墙体混凝土，可离开墙面一次爬升一个楼层高度，另外爬升模板施工工期较易控制，爬升平稳，工作安全可靠，施工精度较高，可有效地缩短结构施工周期。 

　　高层建筑工程的施工技术多种多样，但无论哪种施工技术，都是为了保证高层建筑工程施工更加快捷、更加安全。随着科学技术的不断发展，高层建筑工程的施工技术将会更加丰富、更加完善。 

　　参考文献 

　　[1]宁宝宽.土木工程施工.北京：化学工业出版社.2011; 

　　[2]廖代广.土木工程施工技术.武汉：武汉理工大学出版社.2002.