卢文龙，王光秀:高层建筑的特点及施工分析 |
| 2012-09-20 16:27 作者：卢文龙，王光秀 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网9月20日讯】据《科技与生活》杂志2012年第13期刊文称，高层建筑在当今社会出现的越来越多，高层建筑既能充分利用空间又能节约成本和土地。本文从理论和实际出发阐述了高层建筑的特点、高层施工中施工机械的选择、高层基础施工及高层新技术应用等方面内容。
1高层建筑的总体特点
1.1建筑特点与要求：1）由于建筑高度增加，电梯成为建筑内部的主要垂直运输工具，从而对高层建筑的平面布局和空间组合产生了重大影响；2）需要在底层和不同高度设置设备层，在楼层顶部设电梯间和水箱间；3）由于高层建筑地下埋深嵌固的要求一般有一层至数层的地下室；4）由于高度、体型大需要更好的处理建筑造型和外饰面；（5）对不同使用功能的高层建筑需要解决各自的问题。
1.2结构特点与要求：1）强度：高层建筑的结构受力，除了要考虑垂直荷载作用外，还必须考虑由风力或地震引起的水平荷载，对不对称及复杂的高层建筑还需考虑结构的受扭。因此高层建筑必须充分考虑结构的各种受力情况，保证结构有足够的强度。2）刚度：高层建筑要保证结构刚度和稳定性，控制结构水平位移。3）延性：有抗震设防要求的高层建筑还必须具有一定的延性，使结构在强震作用下，当某一部分进入屈服阶段后，还具有塑性变形能力，通过结构的塑性变形吸收地震力所产生的能量，使结构可维持一定的承载力。4）基础稳定性：由于高层建筑上部结构所承担的垂直荷载和水平荷载大，各种荷载最终要通过地下室和基础传递到地基。因此，对基础选型和埋置深度与多层、低层建筑不同。
1.3防火特点与要求：高层建筑的功能复杂，设备繁多，人员集中，火灾因素多，而扑灭火灾及人员疏散的难度大，因此，必须高度重视和解决防火问题。
2高层建筑的施工特点
1）工程量大、造价高。高层建筑较多层建筑造价平均增加60%左右。
2）工期长、季节性施工不可避免。
3）高空作业要突出解决好材料、制品、机具设备和人员垂直运输问题，要认真解决高空坠落等问题。
4）高层建筑地基处理复杂，对造价和工期影响很大，还需要解决深基础支护问题。
5）防水、装饰、设备要求较高。
6）标准层占主体工程的主要部分，设计基本相同，便于组织逐层循环流水作业。
7）工程项目多、工种多、涉及单位多、管理复杂。
3高层建筑施工机械
垂直运输机械：1）塔式起重机：塔式起重机简称塔吊，有钢结构、工作机构、电气设备及安全装置组成。塔式起重机按照行走机构方式、旋转方式、变幅方式和起重力大小分类，有轨道式包括上回转和下回转，固定式包括附着式和内爬式。各类塔式起重机的共同特点是：塔身高度大，臂架长，覆盖范围广、作业面大；能吊运各类建筑材料、制品、预制构件及建筑设备；能同时进行起升、回转及行走，完成垂直运输和水平运输作业；可通过改变吊钩滑轮钢丝绳倍率，提高起重量，较好的适应施工需要；有多种工作速度，生产效率高；设有较齐全的安全装置，运行安全可靠；安装投产迅速、操作方便。塔式起重机的选用：塔式起重机的选用要综合考虑建筑物的高度、建筑物的结构体系、构件的尺寸和重量、施工进度、施工流水段的划分、施工现场的平面布置和周围环境等各种情况。同时要兼顾装、拆塔式起重机的场地和建筑结构满足塔架锚固、爬升的要求。塔式起重机锚固装置的安装与拆卸应该注意一下几点：锚固环宜设置在塔身标准节对接处或有水平腹杆的断面处，塔身节主弦杆应是需要加以补强；固定在建筑物上的锚固支座，可套在柱子上或埋设在墙里；安装和固定附着杆时，必须用经纬仪对塔身结构的垂直度进行检查；锚固装置的间距必须符合塔式起重机使用说明书的规定，锚固完毕后经过详细核查确认安全后方可投入施工；拆除附着杆系应与降落塔身同步进行。2）施工电梯：施工电梯一般分为齿轮齿条驱动电梯和绳轮驱动电梯两类。齿轮齿条驱动施工电梯由塔架、吊厢、地面停机站、安全装置、电控柜站、门机电联锁盒、电缆、电缆接收筒、平衡重、安装小吊杆等组成，齿轮齿条施工电梯刚度好、安装迅速、检查维修保养方便、不会发生坠落事故、升运高度高；绳轮驱动电梯由塔架、底座、吊厢、卷扬机、绳轮系统及安全系统组成，结构轻巧、构造简单、用钢量少、造价低、能自升接高。高层建筑外用施工电梯应根据建筑体型、建筑面积、运输总重、工期要求、造价等确定。20层以下的高层建筑宜使用绳轮驱动施工电梯；25层特别是30层以上的高层建筑应选用齿轮齿条驱动施工电梯。
4高层建筑施工新技术
4.1台模施工：1）立柱式台模：立柱式台模包括钢管组合式和门架式，组合式台模面板采用定型钢模板，组合钢模板之间用U型卡和L型插销连接，次梁采用矩形钢管，次梁和面板之间用钩头螺栓和蝶形扣件连接。钢管组合式台模一般采用现场组装，分正装法和倒装法两种。钢管组合式台模支设时，现在楼（地）面上弹出台模支设边线，并在墨线相交处分别测出标高，标出标高的误差数值，然后吊装台模到位。台模拆除是在楼板达到设计强度80%以上后进行的。拆模时用千斤顶顶住台模，先撤掉垫块和木楔随即装上车轮，再撤掉千斤顶。2）门架式台模：门架式台模用多功能门架做支撑架，用组合钢模板、钢框木胶合板模板、薄钢板或多层胶合板等做面板。门架式台模的组装工艺是：平整场地-按台模设计图样核对部件尺寸-铺垫板-放尺寸线-安放底托-将门架插入底托内-安装交叉拉杆-安装上部顶托-调平找正-安装大龙骨-安装下部角钢和上部连接件-安装小龙骨-安装面板-安装水平和斜拉杆、剪刀撑-加工吊孔、安装吊环及护身栏-检查验收。门架式台模的拆除与升层操作如下：拆除护身栏、在每榀台模下留四个底托，其他底托全部松开升起挂住；在留下的四个底托处装四个起落架，挂四个手拉葫芦；手拉葫芦挂钩挂住台模角钢，拉紧，松开四个底托，使台模脱离楼板底面；在台模下放置钢管，放手拉葫芦，使台模落在钢管上；将台模放在滚轮上移至能挂吊钩的位置，挂牢吊钩，起动电动环链调整平衡，再将台模飞出移至上层。
4.2模壳施工：现浇密肋楼板施工时可采用塑料和玻璃钢模壳作为模板。模壳支设，施工前要根据图样设计尺寸，结合模壳规格绘出支模排列图；支模时现在楼地面上弹出密肋梁的轴线，然后立起钢支柱；钢支柱的基地应平整、坚实；钢支柱调整好标高后，再安装钢龙骨；模壳的脱壳剂应使用水溶性脱模剂，避免与模壳起化学反应。
4.3永久性模板施工：永久性模板是用于现浇楼盖的一种新型模板，它与现浇砼叠合为一体，构成整体式楼盖结构，故具有较好的抗争性能，适用于高层建筑施工。
5高层建筑基础工程预应力管桩施工技术
1）高层建筑基础工程的预应力管桩质量，抗压强度应符合设计要求。桩的表面应光滑，无裂缝，桩顶层，弯曲度，壁厚，等指标符合要求。预应力管桩的质量保证，认证和测试报告是完整的，以满足要求。
2）预应力管桩在运输和堆放过程中，应充分考虑桩内力体重和支撑点影响。管桩堆放场地必须平整，结实，并配有排水设备底部用木材，楔形块固定以避免滑动。管桩分层堆放满足要求，避免木材脱位。预应力管桩应该发挥作用的部分分类堆放。
3）根据单桩承载力和地质条件合理选择机械。打桩机的吨位太小，预应力桩的压力不会往下走，不符合设计要求，打桩机吨位太大，对地质承载能力的要求变大，可能造成桩头损坏，桩身损坏。
4）打桩施工过程中：①首先，需要在基础上找准一个桩的位置，然后用钻孔机械钻孔，钻完孔洞，沉管桩达到设计标高。桩长，直径大于10厘米左右的桩径的钻孔深度。②打桩顺序是合理的，并确保从打桩不影响周围打建筑物，群桩应该由远到近的顺序施工。③控制打桩速度，以提供足够的时间、空间使水压力消失，虽然这样会导致工期增长，但有时是非常有必要的。④可以采用井点降水，以及设置集水坑的措施，来减少空隙水压力，但需要考虑降水可能会导致土壤凝结和孔隙水压力分布的变化，可能导致事故。
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