1、1高层建筑工程施工技术探析（2）【摘 要】随着我国经济水平和科技水平的深入发展，近年来高层建筑发展迅速，建筑朝体型复杂、功能多样的综合性方向发展，因而相应的结构形式也复杂多样。这样的趋势对高层建筑的施工技术提出了更高的要求，设计人员和施工人员只有结合具体工程的具体要求，认真贯彻相关法规、条例的要求，学习新技术、新方法，才能满足人们对外形美观、结构合理、布局自然、安全性高和低成本高环保的建筑要求。本文首先分析了高层建筑施工的特点，然后对我国高层建筑施工技术的发展现状进行了归纳，最后重点介绍了高层建筑施工技术中的关键技术，并对高层建筑施工技术的新发展进行了介绍。 【关键词】高层建筑；施工技术；基础
2、；混凝土；施工后浇带 一、高层建筑施工的特点分析 （一）高层建筑施工周期长 一般多层住宅每栋平均工期在 10 个月左右，而高层建筑的施工周期平均为 2 年左右。要缩短施工周期，主要是缩短结构和装饰施工周期。各种高层结构体系可以采用不同的施工方法。 （二）基础埋置深度深 高层建筑为了保证其整体稳定性，地基埋置深度不宜小于建筑物高度的 1/12； 采用桩基时，不宜小于建筑物高度的 1/15（桩的长度不计算在埋置深度内） ，至少应有一层地下室。因此，一般埋深至少在地面以2下 5m。超高层建筑的基础埋置深度甚至达 20m 以上。 （三）高层建筑体量大，工程量大 据统计，我国目前高层建筑平均建筑面积约为
3、 1.5 万平方米。由于工程量大，工程项目多，涉及单位多、工种多。特别是一些大型复杂的高层建筑，往往是边设计、边准备、边施工，总、分包涉及许多单位，协作关系涉及众多部门。这就带来了高层建筑施工计划、组织、管理、协调的难度大。 （四）施工技术要求高 高层建筑施工技术主要以钢筋混凝土和钢材为主要结构材料及相关的施工技术构成，而钢筋混凝土又以现浇为主，需要着重研究解决各种工业化模板、钢筋连接、高性能混凝土、建筑制品、结构安装等施工技术。其次是装饰、消防、防水、设备等要求较高。平面类型的多样化、立面造型的个性化、立面色彩与周围环境的协调和谐，已经成为时代潮流；消防设施要求高，深基础、地下室、墙面、屋面
4、、厨房、卫生间的防水，甚至管道冷凝水的处理，都比多层建筑要求高。 二、我国高层建筑施工技术发展现状 在我国，高层建筑发展迅猛，特别是建筑正向外形复杂化、功能多样化、结构类型复杂化的目标不断发展，但由于高层建筑具有楼层多、建筑高、结构复杂多样，对施工工艺和技术的要求非常高，施工工期较长，对施工完整性、结构荷载科学、施工工序等要求较高。所以，为确保高层建筑施工的顺利进行，国家开始重视高层建筑的发展，特别是城市化进程的不断发展对建筑安全的要求也越来越严格，在建筑工程施工3中，不断引入工程项目招投标制度、施工合同制、工程监理制，强化和规范建筑工程施工，特别针对高层、超高层建筑，加强对工程施工技术的监督
5、、对施工安全的监控，并对高层建筑工程施工技术进行科学地、全方面地考核，保证施工质量和安全。 三、高层建筑施工中的关键技术要点 （一）混凝土施工技术 混凝土质量的主要指标之一是抗压强度。混凝土抗压强度与混凝土用水及水泥的强度成正比，当水灰比相等时，高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多，所以混凝土施工时切勿用错了水泥标号； 另外水灰比也与混凝土强度成正比，水灰比大，混凝土强度高，水灰比小，混凝土强度低。因此，当水灰比不变时，企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的，此时只能增大混凝土和易性，增大混凝土的收缩和变形。 综上所述，影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比；要控制好
6、混凝土质量最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。在满足设计要求的质量指标前提下尽量降低成本，这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性，这是客观的，但通过科学管理可以控制其达到最小值。因此，混凝土标准差能反映施工单位的实际管理水平，管理水平越高，标准差越小。可以说，混凝土质量控制实质上是标准差的控制。 （二）高层建筑基础施工技术 1、地基桩基施工技术 4桩基施工技术是目前应用最广泛、也是较成熟的一种地基处理形式。其中，发展和应用最广泛的是灌注桩施工技术，它不仅适应各种复杂地质，还能根据荷载选择施工级别。现浇灌注桩的发展也越来越迅速，其整体承载力可达 1 万
7、KN 以上，而传统桩型中泥浆护壁孔桩，因其适用性强， 已成为高层建筑的主要桩型之一，国家积极推广建筑基础桩底、桩侧后注浆技术，并配合超声检测技术，逐步形成具有特色的灌柱桩施工集成技术，并不断研发动态、静态测量技术，并开发相应的计算机模块，适时掌控桩基承载力的状况。 2、地基基坑支护施工技术 我国高层建筑得到快速发展，但其施工地基基坑深，开挖难度大，已成为制约高层建筑施工的关键技术。由于高层建筑深基坑支护工程是集挡土、支护、防水、监测等的系统工程。目前，我国建筑行业研发的基坑支护系统分两种，分别是逆作拱墙和土钉墙，两种支护的造价都明显低于传统支护价格。 3、正确处理好主房与裙房的基础关系 这是建
8、筑功能的需要；高层建筑往往设置主楼与裙房，并必须连结在一起。主楼高裙房低，沉降不同。因此在设计与施工时，必须防止两者间产生较大的差异沉降，使其符合规范要求。高层建筑常用的基础形式有：十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础、桩基础和复合基础。为了保证基础的稳定性，防止基础滑移，高层建筑基础工程施工时，必须解决人工地基、降低地下水位、支护工程、基础混凝土浇筑以及防止基础施工影响邻近建筑和地下管道等问题。高层建筑的基础施工主要有5降水及土方开挖、基坑的支护、基础混凝土浇筑等工作。 （三）钢结构施工技术中应注意的问题 1、根据建筑自身特点进行安装施工 一般来说，在进行高层建筑的钢结构施工时，是根据建筑自
9、身的特点进行安装施工的。因为钢结构的吊装、安装、焊接、拆除和测控都有严格的要求。对于较高的高层建筑，要以全钢结构为外框框架，通过核心墙、斜撑和钢梁的连接保持建筑结构的问题，并通过混凝土的浇筑和楼面钢板的铺设加固整体的建筑结构。 2、钢结构柱 高层建筑的核心墙内一般都有钢结构柱，高度要达到一定的比例，数量应在 24 根以上，以保证整体结构的稳定。钢结构的吊装决定了整体工程的施工质量和施工速度，因此可以通过分区吊装和一机多吊提高工作效率。 3、钢结构焊接技术 要注重钢结构的焊接技术，因为高层建筑的钢结构焊接技术内容相对复杂，质量要求比较高，施工任务较重，在施工过程中要使用良好的焊接工艺保证工程的质
10、量。一般情况下，工程采用二氧化碳气体保护焊，使用斜立焊、立焊的方法进行焊接，在焊接的过程中要注意焊缝层间的清理、焊丝的伸出长度等问题，要形成完整的焊接操作方法，确保工程钢结构的焊接工作。 四、我国高层建筑施工技术的新发展 （一）结构转换层施工技术 6建筑结构中的转换层可以根据功能的不同选择不同的设计、施工工艺。不管采用何种转换形式，带转换层的剪力墙结构仍是目前工程应用的主要结构形式。同时，随着转换层位置越来越高和施工技术的发展，带转换层的筒体结构也时有应用。 （下转第 116 页） 简析钻孔桩施工技术的控制 李晓伟 （黑龙江佳联建筑工程有限公司） 【摘 要】钻孔灌注桩是以岩层作为力层、或由于桩
11、身较长、摩擦力增大，所以承载力比浅基要大得多，符合高层建筑的要求所以在中小城市应用得越来越广泛，本文就对钻孔灌注桩施工的主要技术控制进行分析。 【关键词】钻孔桩；塌孔；灌注；技术 1、前言 钻孔桩一般可适用于任何土层，施工噪音低、无震害，施工机具简单，操作方便，施工成本相对较低，承载力较高。因属非挤土类型的桩，在饱和软土地区施工中，能有效保护邻周建筑物及地下管线的安全。随着钻孔机具的发展，其桩径和桩长也可随设计要求进行调整。 尽管钻孔桩有诸多的优点，但由于施工水平及水文、地质机械故障等诸多原因，都可能使施工质量得不到保证，严重可能影响灌注桩承载力的正常发挥。因此，必须加强在钻孔桩钻孔及混凝土灌
12、注施工前的充分准备和施工过程中的质量监控。 72、钻孔桩施工中要解决的问题 2.1 塌孔问题 塌孔是钻孔桩施工中经常遇到的问题。建筑物所处的水文地质、地表河流及交通道路的影响，施工中护筒的埋设、进度的快慢、扩孔清孔等施工个别环节的欠妥，均可造成塌孔。施工要预防为主，减少或消除塌孔。 塌孔的预防及处理：松软土层、流沙层、河流、靠近既有行车的线路、公路等地表环境复杂的条件下，要考虑加长护筒。选用较大比重、粘度、胶体率的优质泥浆。塌孔严重的对桩孔要进行回填再钻。 2.2 泥皮问题 钻孔灌注施工过程中多以泥浆来防护桩孔周壁。桩浇注是通过导管灌入混凝土，置换出桩孔内泥浆。因而桩身混凝土与土层之间还夹有泥
13、浆形成的泥皮，影响，桩侧摩阻力的发挥，所以在施工过程中，应注意以下几点：施工前做好施工准备，施工中加快施工速度，尽量缩短成孔时间；保证泥浆的质量，对不能自行造浆或造浆质量较差的土层可采用高塑性黏土或澎润土进行人工造浆；成孔至设计标高后要进行扫孔以消除泥皮问题。 2.3 清孔问题 混凝土灌注前，孔底往往存在一定厚度的沉渣，它不仅影响基桩底端阻力的发挥，同时对基桩桩侧摩阻力的正常发挥也有影响，从而影响基桩竖向承载力的发挥。规范对孔底沉渣厚度有一定控制要求：端承桩100mm；摩擦端承桩100mm；摩擦桩300mm。 8根据以往的施工经验，对孔深小于 50m，建议采用泵吸反循环清孔工艺进行清孔，如清孔
14、测量后与浇灌水下混凝土的时间间隔超过一小时，护壁泥浆将会含有一定厚度的沉积，需要进行第二次清孔。 2.4 水下灌注混凝土 钻孔桩水下混凝土灌注质量是影响基桩承载力的主要因素，因此水下混凝土灌注的工作是整个钻孔灌注桩技术控制工作中最重要的环节之一。 （1）水下灌注混凝土的配合比。钻孔桩具有混凝土灌注量大，灌注深度深等特点，因此在灌注过程中，混凝土在导管内落差较大，会产生混凝土离析现象，所以为保证水下灌注混凝土质量，应适当增加水泥用量，以增强混凝土的和易性，在搅拌混凝土时，要核对剂量设备，检查混凝土的现配合比，验看其是否与设计配合比相符。并对材料的过磅计量情况进行仔细的复核检查，还应记录混凝土的拌
15、合情况，控制混凝土的塌落度。塌落度宜在 1822cm 之间。并对同一配合比的混凝土，每台班或每 100m3 须制备不少于一组的混凝土，并做好编号与详细记录。 （2）首灌。首灌是水下混凝土灌注的关键环节，直接影响到成桩质量及竖向承载力，因此在保证首灌体积满足规范要求的前提下，还需保证混凝土的质量及泥浆上翻的顺畅。初次灌注混凝土的体积质量必须经过计算确定，以保证完全排出导管内的泥浆。并使导管出口处混凝土面高于导管出口深度不小于 1.0m，以防止泥浆卷入混凝土中。初灌混凝土量可按下式计算： V=h1（d/2）2+HcA 9试中：d导管直径 m；Hc首次混凝土要求浇灌深度 m；A钻孔的横截面积 m2；
16、hi当钻孔内混凝土达到 Hc 时，导管内混凝土于导管外水压平衡所需要的高度 m；hi=Hww/c。其中：Hw-首次浇筑混凝土顶面到钻孔口的高度 m；wW钻孔内泥浆 kg/m3；c浇灌混凝土的密度kg/m3。 （3）水下混凝土灌注中气囊的消除。水下混凝土灌注施工中，由于上部后续混凝土倾泻太快，而导管内的空气还未来得及完全排出，便被混凝土全部封存在导管中部，即导管下部，上部均为混凝土，而中部为空气，这就产生气囊。气囊的形成大大减少了混凝土的压力，严重时会阻断混凝土的下落，中断混凝土灌注，形成断桩。即使气囊不大，没有阻断混凝土下落，也会随混凝土被压入桩身，在完全封闭的情况下不可能排出。便会残留于桩身
17、混凝土中，使混凝土空隙增大，密度减少及产生孔洞，直接影响钻孔桩的质量。 气囊的危害是显而易见的，施工中必须防止气囊的产生，严格控制混凝土进入漏斗的速度，应慢速倾倒并且使混凝土先接触漏斗底，使混凝土沿漏斗底的坡度滑入导管内，把导管作为混凝土下落和排气的共同通道，气囊便能得到有效控制。 （4）浮笼的加固。在钻孔桩水下混凝土灌注施工中，钢筋笼上浮也是经常遇到的问题，通常的钢筋笼出现浮笼的概率比较小。当混凝土灌至与钢筋笼底接触的瞬间，此刻钢筋笼的受力突然改变，这是最易产生浮笼的一个原因；其次就是当导管距离钢筋底最近的时候，此时混凝土灌注所产生的压力全部作用于此范围内。当此压力大于钢筋笼自身重力和加在钢
18、筋笼上的荷载时，钢筋笼就会上浮，产生浮笼现象。施工中要10有针对性的采取有效的措施，防止浮笼现象，其浮笼高差应满足规范要求。 具体措施是：第一，当钢筋笼下放到设计高程以后，应将其固定于稳固的物体上。如工作平台。这样当钢筋笼受力上浮时，其必须克服钢筋笼自身的重力和外部产生的外力，减少浮笼的机率。第二，要准确掌握钢筋笼底所在位置和混凝土的灌注高度，当混凝土灌注至钢筋笼底附近时，应在不提拔导管的条件下，使混凝土将钢筋笼尽量多埋入其中，可有效地克服因第一个原因形成的浮笼。第三，当导管底接近钢筋笼底时，如果钢筋笼的外力是靠工作平台给予，则在此阶段应尽量减少提拔导管，让混凝土及导管的重力作用于钢筋笼，等钢
19、筋笼埋入混凝土中有足够的高度以后，在提拔导管，以保证钢筋笼不上浮。 （5）混凝土灌注。灌入水下混凝土施工保证工程质量的关键。混凝土浇灌要连进行，不得中断。一般控制在 46 小时内浇筑完毕.中间如有间歇应控制在 15min 以内，以保证混凝土的均匀连续形。 水下混凝土浇灌时要使钻孔内混凝土保证均匀上升，浇灌速度一般为 3035m3/h；导管的提升速度应与混凝土的浇灌速度相适应，规范要求导管埋入混凝土内 26m，严禁导管提出混凝土面。在浇灌混凝土过程中，要随时探锤测量混凝土面的实际标高，计算混凝土的上升高度，掌握混凝土面与导管下出口的相对位置，统计混凝土的浇灌量，及时做好记录。孔桩浇注完毕后依据混凝土浇灌量划出灌注曲线，该曲线显示孔桩在钻孔到浇灌过程中是否有塌孔和缩径存在，掌握孔桩孔径的变化便于采取对策和提出解决办法。
