我国超高层建筑工程施工关键技术发展

我国超高层建筑工程施工关键技术发展

董家成

关键词：超高层建筑；施工关键技术

一、超高层建筑发展及基本特征

随着现代化技术的研究及应用，超高层建筑框架展现出朝着框-剪、框-筒、剪力墙、框架等结构形式演变，并且单一钢筋混凝土结构也扩展为包括钢结构、混凝土组合结构在内的多元化建筑形式，并朝着更高、更大、更齐全发展迈进。超高层建筑与普通建筑施工存在较大差别，因此其应用到的技术也不尽相同，其施工特征表现为投资大、工期长、资金压力大。而且超高层建筑施工高度大、作业空间小，这也为施工平面的布置带来了很大困难。

二、国内高层建筑的发展

我国高层建筑起源于20世纪初的上海，虽然起步较晚，但发展速度迅速。1923年，上海已经建成子林西报大楼，有十个楼层，是我国第一栋具有现实意义的高层建筑。同时期的代表性高层建筑还有1929年建成的和平饭店及上海大厦等。到了1934年，我国超高层建筑施工技术有了较大突破，建成了亚洲第一高楼上海国际饭店，高达82.5米。在1938年到1949年期间，此时我国战争较为频繁，超高层建筑工程施工技术处于停滞状态。

在新中国成立后，超高层建筑逐渐恢复，新建的高层建筑集中于长三角、珠三角等地区，并且在此时取得了许多成就，例如广州宾馆、白云宾馆等。

三、超高层建筑土建施工关键技术的研究

（一）混凝土泵送技术

在建筑施工工程中，混凝土是最常用的一种材料，这种材料在建筑行业中占有重要的地位，无论高、低层建筑都不离不开它。对于超高层建筑物来讲，钢筋混凝土在其结构中的主要原材料，它在对于建筑物起到了支撑的作用，可以说，如果没有钢筋混凝土材料做支撑，超高层建筑物就无法立于土地之上，所以，它起着决定性的作用。在混凝土技术中，主要的技术为泵送技术，而泵送有着复杂的过程，首先需要安装各种设备，包括混凝土泵机，混凝土输送管道，然后将输送管道进行很好的固定，之后还要进行水泥砂浆的泵送，最后进行的是混凝土的泵送。超高层建筑在施工中，对于混凝土的需求量是非常大的，要求混凝土的质量也很高，因此，对混凝土泵送这项技术的研究就显得更加有必要了。从目前状况来看，对于超高层建筑在施工中，通常使用的技术是双掺技术，即把原来的混凝土进行加工处理，把一些添加剂以及粉煤灰加入其中，主要目的是让混凝土的性能最大限度地发挥。

（二）逆向施工技术

在超高层建筑施工中，逆向施工技术最为常见，也是最为关键的技术，逆向施工是有一定操作顺序的，在高层建筑中，通常都设有围栏设施，在进行浇筑这项工作时，便把围栏作为一个沿线，沿着围栏进行施工；在地下室内通常具有轴线，在进行浇筑施工时，就会把地下室的轴线作为核心，然后以此向与之相关的建筑空间内进行浇筑施工的工作。在高层建筑物施工中，为了使支撑点的承重力度加大，一般情况下，会在与高层与地下建筑物相关的空间选择恰当的位置树立一些支撑的柱子，这样就使整个建筑物的承重力度加大了，以此达到承受更多负荷的目的。支撑柱还起到方便土方的开挖和浇筑的工作，使底板封底的工作能够顺利地完成。

四、高性能混凝土工程技术

（一）混凝土制备技术

80年代以前，我国混凝土配制基本上采用自拌方式，不掺加外加剂，混凝土标号以100，150，200居多，标号300以上的混凝土基本没有。80年代，木钙类外加剂配制的混凝土得到了发展，1985年上海商城工程中全面采用标号300，350混凝土，为最早采用商品混凝土的工程之一，混凝土配制及施工技术得到全面提升。90年代，萘系类外加剂单掺粉煤灰混凝土施工技术得到了发展，上海东方明珠塔采用萘系类外加剂单掺粉煤灰技术，混凝土标号为400;金茂大厦工程采用萘系类外加剂单掺粉煤灰技术，混凝土强度等级为C30，C40，C50，C60，混凝土配制及施工技术再上台阶。2000年以来，聚羧酸系类外加剂双掺粉煤灰混凝土配制技术得到很大发展，在上海环球金融中心工程中，国内超高层首次全面采用聚羧酸系外加剂和粉煤灰及矿粉双掺技术，混凝土强度等级为C40，C50，C60，其各项参数指标得到全面提升。在广州塔工程中，结构混凝土强度等级为C80;在上海中心大厦工程中，结构混凝土强度等级为C70，聚羧酸系类外加剂双掺粉煤灰及矿粉混凝土施工技术进一步得到发展和提升，其工程应用技术水平处于领先地位。

（二）大体积混凝土施工技术

在超高层建筑中，基础底板为主要的受力结构，对整体性和耐久性要求高，一般采用一次性整体浇筑的施工工艺。上海建工集团等单位围绕超大体积低水化热混凝土的配合比设计、外加剂的抗裂机制、混凝土的水化热理论分析、外加剂与水泥的适应性、搅拌工艺的改进、混凝土初凝时间的确定、温度控制方法及实时监控技术、浇筑工艺、施工组织管理等研究，逐步形成了大体积高强低水化热、低收缩混凝土成套施工技术，很好地解决了混凝土裂缝控制和温度控制难题，且工程应用成效显著。上海建工在宝钢工程引入日本设备，率先实现了7100m3大体积基础底板浇筑;上海商城工程基础大体积混凝土方量为5500m3，底板厚2.25m，创新采用了分层浇筑的施工方案，第1次浇筑厚度为1.2m，第2次浇筑厚度为1.05m，解决了早期的混凝土裂缝控制问题。同年，在上海海伦宾馆工程中，实现了基础大体积混凝土8700m3一次性连续浇筑，创造了当时国内建筑工程大体积混凝土一次性连续浇筑的纪录;上海环球金融中心工程对主楼厚4.5m、方量2.89万m3混凝土基础底板一次性连续浇筑成功，创造了当时建筑工程大体积混凝土一次性连续浇筑的世界纪录;上海中心大厦工程针对超厚6m、超长121m、方量6万m3的圆形基坑，首次提出中心岛浇筑工艺，由基坑中心部位首先进行浇筑，而后向四周退浇一次性连续浇筑完成，创造了建筑工程大体积混凝土60h一次性连续浇筑总方量新的世界纪录，混凝土裂缝控制技术处于国际领先水平。

五、结语

我国城市现代化的快速发展，给建筑行业带来很大机遇。三十多年来，我国超高层建筑取得了较大成就，建造了许多著名超高层建筑，并且部分建筑技术已经达到国际领先水平。就目前我国超高层建筑发展现状而已，理论研究落后于工程实践。因此相关学者还需不断完善超高层工程技术理论体系，做到理论实践共进，努力为我国建筑行业的发展贡献出自己的一份力量。

参考文献

[1]龚剑,房霆宸,夏巨伟.我国超高建筑工程施工关键技术发展[J].施工技术,2018,47(06):19-25.

[2]何小华.超高层建筑钢结构施工的关键技术分析[J].低碳世界,2017(27):158-159.