高层建筑土建施工关键技术的研究

高层建筑土建施工关键技术的研究

郭铸原

中国新型房屋集团有限公司

【摘要】现在经济快速增长使得城市化和工业化进程明显加快，极大解决了城市方面的拥挤问题，在此基础之上，高层建筑和超高层建筑已经成为城市发展的必然趋势，相比于传统建筑，其施工难度更大，在技术和组织管理方面的要求更高。因此需要针对工程特点选择不同的施工方法和技术方案。

【关键词】高层建筑；土建施工；关键技术

0.引言

对于高层建筑来说，在进行项目施工策划时就要突出项目特点，确定土建施工环节的重难点，制定具有针对性的施工部署。项目类型不同，施工部署方案也应该做出调整，并通过有序的组织让每一层工序的实施实现有机结合，借助机械化配套水平和智能化管理平台有效提高施工质量。

1.高层建筑土建施工的关键因素

1.1 建筑结构体系

现阶段高层建筑和超高层建筑数量不断增加，原来使用的框架剪力墙等结构已经难以承受当前的结构高度，所以现在的技术手段环节会逐渐使用简体结构体系或巨型结构体系等混合体系。例如,广州珠江新城的西塔主塔楼结构高437.5米，是广州市地标之一；而乐天世界大厦也是韩国综合性第一高楼；哈利法塔是世界第一高楼。诸如此类的建筑都在结构体系上有着明确的要求，广州珠江新城西塔采取的是支撑框剪结构体系，乐天世界大厦采取的是刚支撑外框架和混凝土剪力墙核心筒构成的结构体系，哈利法塔所采用的是扶壁式筒体结构体系，形成抗侧力体系结构。

1.2 建筑材料使用

建筑材料的使用性能将直接关系到土建施工的整体质量，目前高层建筑广泛采用的是高强度混凝土作为建筑主要承载能力的相关材料。以我国的技术标准来看，C50甚至是C80以上的超高强高性能混凝土已经得到了普及应用甚至某些地区或建筑要求较高的混凝土材料，在实际工程中的强度等级已经达到C130的水准，这也说明我国对于建筑材料的关注程度非常高，某些不合格材料在进场之前已经进行了全面处理并拒绝使用。

1.3 机械设备

机械设备有两个方面的作用，一是输送人员，二是输送材料。在传统的技术过程当中，建筑混凝土的垂直运输一直是影响土建施工环节的主要因素，而现阶段随着大型机械设备的广泛普及，混凝土浇筑等各项工程的效率得到显著提高。

2.高层建筑土建施工关键技术

2.1 深基坑施工技术

由于考虑目前的高层建筑多为大体积混凝土工程，因此结构复杂，为了对整个体系进行整体优化，确保大体积混凝土施工顺利，需要对深基坑施工进行合理规划。按照工程项目管理规定的相关要求，某些危险程度较大的分部或分项工程在施工之前需要进行专家论证，特别是基坑开挖过程当中要采取降水措施，分析地下水位下降可能导致的沉降或挡墙侧移可能性，确定基坑开挖的危险程度。当前高层建筑深基坑工程的施工工艺主要包括三种类型，一是顺作法，二是逆作法，三是两者结合^[1]。

1. 顺作法。顺做法是当前高层施工方法中最为常见的一种施工类型，在深基础作业结束之后进行施工垫层和主体结构的设计。相比于其他方法顺作法的技术已经稳定而成熟，除去维护结构具有一定的施工要求之外，土方工程和某些支撑施工工程在技术要求上都比较简单，且工程作业条件良好，在露天作业环境下能够发挥大型机械设备的效率化优势，基础工程质量能够得到有效保障，目前国内很多的高层建筑和超高层建筑采取的都是该施工方案。

（2）逆作法。逆作法是将深基础工程的施工顺序进行更换，将基础桩和维护部分的作业先行结束之后再从上到下进行地下主体结构的施工。该技术的优势在于作业周期非常短，如果工程所在地的自然环境条件较好，那么地下部分和地面以上的施工可以同时进行，整个项目工期大幅缩短。与此同时，该技术对于周边环境的影响程度较小，仅仅在某些特殊时期需要进行承重支撑。但该技术的主要缺陷在于照明和通风问题可能会成为施工效率的影响因素，再加上大型机械设备无法投入应用，开挖和运输很多需要人工工作。

（3）结合方案。两者结合方案从区域划分的角度来看，可以采取不同的技术标准，例如楼房基础采用顺作法，其他区域采用逆作法，在实际的应用过程当中，有时也会根据主体结构的构建差异分别使用顺作法和逆作法进行分项施工。

2.2 大体积混凝土施工技术

按照大体积混凝土的施工标准，混凝土温度的变化会直接影响到混凝土体积伸缩程度，而内部温度场不均匀和外部的环境温度变化也会产生温度应力。考虑到高层结构的特殊性要求，如果温度应力值超过混凝土内部应力的阈值，那么就会产生混凝土裂缝^[2]。

从配合比设计的角度来看，在混凝土施工之前要细致开展混凝土绝热温度计算，确定施工环节的内部降温和外部保温措施，严格控制内外温差范围，防止裂缝产生。对于某些添加剂（粗骨料、细骨料、矿渣、减水剂等），也要根据实际的工程要求进行实验，确定参数信息后再投入应用。

在大体积混凝土正式浇筑之前，要先科学地布置好冷却管，并且在出水区域安装可以调节流量的水阀与其他测流设施，从而确保水流保持畅通。在实际浇筑环节应确定浇筑顺序，同时采取二次振捣工艺。以往的工程研究案例当中，已经证明某些浇筑完成，但未完全凝固的混凝土，通过二次振捣可有效提升密实度和抗压强度，对于防止裂缝而言意义突出。除此之外还要对混凝土入模温度、坍落度实验参数等进行确定，在混凝土初凝之前进行抹面。

在具体的温度控制方面，由于大体积混凝土内部水化热温度较高，内外温差过大是导致温度裂缝的主要因素，所以需要严格按照施工计划要求，做好混凝土浇筑入模温度的控制，特别是冬季施工时还要注意保温措施和养护措施。一般情况下，我们会采取保温养护和冷却水循环降温养护方法，将混凝土表内温差控制在25℃以内并且覆盖层以分层拆除模式为宜^[3]。

2.3 施工测量

对施工结构进行测量是一项非常庞大且复杂的系统化工程，一般情况下划分为平面测量、垂直测量和高程测量三个组成部分。平面测量主要采用全站仪进行测量，并控制主轴线位置，用GPS点进行测试；垂直测量利用激光水准仪建立测量控制网；高程测量则利用水准仪控制标高位置准确测定层数和标高^[4]。

控制网建立过程当中，除去建设单位本身提供的一级测量控制网以外，还应该分别设立二级和三级测量控制网，分别布置在平面控制点和剪力墙轴线控制点等多个区域。测量放线环节应注重垂直度控制，用激光水准仪或铅锤掉线法进行核对确定建筑垂直度并对偏移进行合理调节。

3.结语

高层建筑对于我国城市化进程而言意义突出，因此在项目施工策划时就需要重点分析项目特点，并qie jinyibu 确定施工重难点，着重解决关键技术问题制定针对性的施工部署。 只有这样才能有效确保各项技术手段得到成功，应用控制施工质量，并完善施工管理效率让工程能够顺利结束。在后续的实践环节当中，还可以从设计施工和运行的角度进行建筑全寿命周期管理进行信息整合，改变现有的建筑施工工艺方式创造良好的经济效益和社会效益。

【参考文献】

[1]禚昌雷. 超高层建筑土建施工关键技术的研究和应用[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2016, 6(2).

[2]张家明. 超高层建筑土建施工关键技术的研究和应用[J]. 建筑施工, 2014(10):911-914.

[3]李雪华. 浅析当前高层建筑施工技术要点及质量控制[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2011, 5(027):148-148.

[4] 张猛,王闯,高若凡.超高层建筑土建施工关键技术的研究和应用[J].建筑工程技术与设计,2020,(21):409.