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        土建工程中高層建筑施工技術(shù)要點分析

        2014-10-21 18:08:49邵忠芳
        基層建設(shè) 2014年8期
        關(guān)鍵詞:要點分析土建工程高層建筑

        邵忠芳

        舟山世紀(jì)太平洋化工有限公司

        摘要:通過對高層建筑定義及其發(fā)展歷程的概述,依照具體實例詳細(xì)闡述土建工程中高層建筑施工技術(shù)要點,為高層建筑施工技術(shù)提供類似經(jīng)驗。

        關(guān)鍵詞:土建工程;高層建筑;施工技術(shù);要點分析

        高層建筑,即超過一定高度和層數(shù)的多層建筑。在美國,24.6m或7層以上視為高層建筑;在日本,31m或8層及以上視為高層建筑;在英國,把等于或大于24.3m得建筑視為高層建筑。我國自2005年起規(guī)定超過10層的住宅建筑和超過24米高的其他民用建筑為高層建筑。

        1 概述

        1.1國外高層建筑發(fā)展歷程

        古代就開始建造高層建筑,埃及于公元前280年建造的亞歷山大港燈塔,高100多米,為石結(jié)構(gòu)(今僅留殘址)。

        現(xiàn)代高層建筑首先從美國興起,1883年在芝加哥建造了第一幢磚石自承重和鋼框架結(jié)構(gòu)的保險公司大樓,高11層。1913 年在紐約建成的伍爾沃思大樓,高52層。1931年在紐約建成的帝國州大廈,高381米,102層。第二次世界大戰(zhàn)后,出現(xiàn)了世界范圍內(nèi)的高層建筑繁榮時期。1962~1976年建于紐約的兩座世界貿(mào)易中心大樓,各為110層,高411米。1974年建于芝加哥的西爾斯大廈為110層,高443米,曾經(jīng)是世界上最高的建筑。加拿大興建了多倫多的商業(yè)宮和第一銀行大廈,前者高239米,后者高295米。日本近十幾年來建起大量高百米以上的建筑,如東京池袋陽光大樓為60層,高226米。法國巴黎德方斯區(qū)有30~50層高層建筑幾十幢。蘇聯(lián)在1971年建造了40層的建筑,并發(fā)展為高層建筑群。

        1.2國內(nèi)高層建筑發(fā)展歷程

        我國古代建于523年的河南登封縣嵩岳寺塔,高40米,為磚結(jié)構(gòu),建于1056年的山西應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔,高67米多,為木結(jié)構(gòu),均保存至今。近代的高層建筑始建于20世紀(jì)20~30年代。1934年在上海建成國際飯店,高22層。50年代在北京建成13層的民族飯店、15層的民航大樓;60年代在廣州建成18層的人民大廈、27層的廣州賓館。70年代末期起,全國各大城市興建了大量的高層住宅,如北京前三門、復(fù)興門、建國門和上海漕溪北路等處,都建起12~16層的高層住宅建筑群,以及大批高層辦公樓、旅館。

        圖1 建設(shè)中中國第一高樓上海中心大廈圖

        改革開放以來,我國1986年建成的深圳國際貿(mào)易中心大廈,高50層。上海金茂大廈于1994年開工,1998年建成,有地上88層,若再加上尖塔的樓層共有93層,地下3層。上海環(huán)球金融中心是位于上海陸家嘴的一棟摩天大樓,2008年8月29日竣工。是中國目前第二高樓、世界第三高樓、世界最高的平頂式大樓,樓高492米,地上101層。

        進(jìn)入新世紀(jì)第二個十年里,正在建設(shè)的上海中心,設(shè)計總高為632米,已于2013年8月3日實現(xiàn)主體結(jié)構(gòu)封頂,按計劃達(dá)到125層、580米的高度。大廈將于2015年建成,屆時將以綠色“垂直城市”的姿態(tài)呈現(xiàn)全新“云端生活”方式,同時將再次刷新中國土建高層建筑高度史。

        2 施工技術(shù)要點

        2.1 工程概況

        工程位于某市市中心,系新建高層住宅,建筑總高為108m。建筑面積為31912m2。其施工難點有:

        (1)高空作業(yè)多。由于高層建筑樓層高且多,施工現(xiàn)場垂直運輸工作量很大。在建筑材料、機具設(shè)備以及人員運輸?shù)裙ぷ骶O(shè)計到高空作業(yè)問題,需嚴(yán)格按照安全技術(shù)要求作業(yè),防止安全事故的發(fā)生。

        (2)施工周期長。普通的高層建筑從基礎(chǔ)施工到地面以施工周期大約需要1年左右的時間方可完成,地上結(jié)構(gòu)及裝飾的施工周期也要1年左右,總計近2年時間,對于超高層建筑施工周期甚至達(dá)到3-5年。故需科學(xué)組織生產(chǎn),確保按期完成施工任務(wù)。

        (3)基礎(chǔ)埋深度較深。按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,地基基礎(chǔ)的埋深度應(yīng)不小于建筑實際高度的1/12,若采用的是樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),除應(yīng)不小于建筑高度的1/15外,還應(yīng)有至少一層的地下室結(jié)構(gòu)。為有效地確保高層建筑穩(wěn)定性能夠符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求,故高層建筑基礎(chǔ)都有較大埋深。

        (4)施工要求相對較高。高層建筑施工中,主體結(jié)構(gòu)主要為現(xiàn)澆鋼筋混凝土,鋼筋連接、模板加工、混凝土拌合澆搗等施工均需嚴(yán)格按照設(shè)計及現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。同時,部分采用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件,其安裝要求更加嚴(yán)格。

        (5)工程體量大。高層建筑工程分部工程多,需要少則幾個、十幾個多則幾十個單位共同作業(yè)的情形,特別是復(fù)雜的超高層建筑,大大增加了總包施工組織及協(xié)調(diào)管理等綜合管理方面的難度。

        2.2 具體施工技術(shù)

        2.2.1 深基礎(chǔ)施工

        我國幅員遼闊,南北、東西地質(zhì)差異很大,高層建筑的基礎(chǔ)更需要結(jié)合實際地質(zhì)情況,采用不同的基礎(chǔ)型式。在基礎(chǔ)地基土質(zhì)相對復(fù)雜,持力層較厚且深,而地下室埋置深度淺的情況下。建議采用樁基礎(chǔ)形式。從我國鋼材過剩的國情出發(fā),宜多采用鋼管樁等鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)形式,同時加快現(xiàn)澆和預(yù)制的鋼筋混凝土樁的使用。預(yù)制樁工藝成熟,工廠化批量生產(chǎn),質(zhì)量能夠得到很好的保證,承載力加載直觀?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土灌注樁作為新興工藝,這幾年使用廣泛,隨著鉆孔機械的更新,特別是旋挖鉆機,施工樁基直徑已經(jīng)達(dá)到2m?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土灌注樁樁適用地質(zhì)范圍廣,噪聲不高、成本低,可以作為發(fā)展重點。當(dāng)基礎(chǔ)埋置于軟土地基中,深度特別深時,施工技術(shù)困難大,采用常規(guī)方法施工質(zhì)量以及安全得不到保證,可采用鋼沉井或鋼沉箱法施工,確保深基礎(chǔ)施工質(zhì)量及安全。

        2.2.2泵送砼

        泵送砼技術(shù)作為高層建筑、特別是超高層建筑施工技術(shù)的重要組成部分。砼一次性連續(xù)施工方量巨大,一次性澆筑量達(dá)萬方、甚至十萬方。同時,對砼強度等級要求更高,對砼的配比提出了非常高的要求。根據(jù)高層建筑、特別是超高層建筑砼施工實際情況,高層建筑砼主要采用摻加化學(xué)外加劑與粉煤灰的雙摻技術(shù),確保泵送混凝土技術(shù)達(dá)到設(shè)計及規(guī)范的要求。同時,對砼泵車泵送性能提出了更高的要求。

        2.2.3預(yù)制模板

        根據(jù)高層建筑層高的主要一致性,結(jié)構(gòu)施工重復(fù)性高以及豎向結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)點,常用滑模法與爬模法來進(jìn)行地面以上樓層的快速施工,這樣可以有效控制層層施工工期,并極大的提高了高層建筑結(jié)構(gòu)的整體性能。在實踐生產(chǎn)過程中,將滑模法與爬模法兩者有機聯(lián)合起來,各取所長,極大的提高施工的實效性。同時,兩種施工技術(shù)又具有一定的相同點,一是兩者施工后的結(jié)構(gòu)整體性都好,機械化程度都高;二是兩者施工特性決定著較高的組織管理水平;三是兩者對于異型不規(guī)則變化的結(jié)構(gòu)物外觀形狀方面具有一定的限制;最后是兩者對施工工期與施工成本的控制都具有及其有效的效果。

        圖2 高層建筑爬模施工圖

        2.2.4鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)

        在高層建筑尤其是超高層建筑施工當(dāng)中,由于我國鋼鐵產(chǎn)能過剩突出,加之鋼結(jié)構(gòu)施工具有工業(yè)化強度高及施工速度迅速的特點。鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)得以在高層建筑及超高層建筑廣泛應(yīng)用。其中包括高層超高層重型鋼結(jié)構(gòu)、大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)、鋼和混凝土組合結(jié)構(gòu)以及鋼疊合等等。盡管因為鋼熱傳遞非??欤诨馂?zāi)發(fā)生時,鋼結(jié)構(gòu)將受到毀滅性的傷害。但是,隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)防火研究已經(jīng)找到一種有效方法防止鋼結(jié)構(gòu)因溫度原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)力學(xué)性能消失情況。

        3 結(jié)語

        伴隨著我國城鎮(zhèn)化步伐的進(jìn)一步加快,高層建筑、甚至超高層建筑也從大城市、特大城市移師小城鎮(zhèn),并成幾何倍的增長,這就給現(xiàn)狀高層建筑行業(yè)帶來巨大的發(fā)展機遇,同時,在這一機遇期內(nèi)也是對高層建筑施工技術(shù)莫大的考驗,如何讓技術(shù)更好的服務(wù)于小城鎮(zhèn)如雨后春筍般的成長起來的高層建筑施工,成為每一名高層建筑施工技術(shù)管理人員應(yīng)該思考的問題。本文結(jié)合筆者實踐,對高程建筑施工技術(shù)要點進(jìn)行分析,以期給同行帶來拋磚引玉的效果,以此促進(jìn)我國高層建筑施工技術(shù)水平不斷提升。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李景新.淺析高層建筑施工技術(shù)要點[J].建筑知識:學(xué)術(shù)刊,NO.B07 2012:326-327

        [2]張鑫.淺談高層建筑施工技術(shù)要點[J].技術(shù)與市場,NO.2 2012:31-32

        [3]彭昶.高層建筑施工技術(shù)要點分析[J].大科技,NO.7 2010:243-244

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