试论高层建筑土建工程施工技术 高飞

发表时间:2020/4/7   来源:《基层建设》2019年第32期   作者:高飞
[导读] 摘要:近年来高层建筑建设施工在我国获得了快速的发展,有效的缓解了城市建设用地稀缺的问题,进而有效提高了土地资源的利用效率,但同时也对建设施工提出了更好的要求和挑战,土建施工作为高层建筑建设施工的重要组成部分必须予以足够的重视,只有高质量的土建基础施工,才能保证建筑整体的性能稳定,并且能够达到设计使用寿命需求。
        中石化胜利建设工程有限公司  山东省东营市  257000
        摘要:近年来高层建筑建设施工在我国获得了快速的发展,有效的缓解了城市建设用地稀缺的问题,进而有效提高了土地资源的利用效率,但同时也对建设施工提出了更好的要求和挑战,土建施工作为高层建筑建设施工的重要组成部分必须予以足够的重视,只有高质量的土建基础施工,才能保证建筑整体的性能稳定,并且能够达到设计使用寿命需求。
        关键词:高层建筑;土建工程;施工技术
        1土建施工技术概述
        1.1相关概念
        土建工程施工是整个建筑工程施工的重要环节,其质量的好坏直接关系到建筑的安全、质量以及使用寿命,是建筑工程中的一项基础工作。土木工程施工技术不仅包括土木工程的施工过程,还包括施工早期的实地调查和计划的确定。建筑设计团队和施工承包商应当在土建工程施工前对施工现场进行现场勘察,并对施工现场的土壤状况和周围的施工环境进行评估,建筑土建施工的面积和规模等都要进行详细的记录,形成科学的数据。之后土建建设的设计方案中要结合具体的这些情况,还有高层楼层提出的耐压承受力等各种指标要求的考量,使得土建施工能够高质量性能地竣工,给高层建筑楼房打下一个坚固的结构基础。
        1.2重要性
        我国建筑行业不断发展,出现了许多高层建筑。相对于其他建筑,高层建筑在土建施工技术方面要求很高,土建工程质量是高层建筑质量的重要保障之一。施工人员在土建施工过程中,一定要重视土建质量,提升自己的专业技术能力,提高施工作业操作熟练度,同时,还需要增强施工人员素质,具备极强的安全意识,给土建工程质量提供重要保障。高层建筑施工中,应科学合理地应用土建施工技术,促使工程施工顺利进行,保证工程进度,提高建筑工程的经济效益。土建施工流程图如图1所示。
       
        图1土建施工中基础工程的工艺流程
        2高层建筑施工主要特点
        2.1高空作业
        高空作业是高层建筑施工的一大特点。在高层建筑施工中,不可避免会出现高空作业,并且其大部分作业都是在高空中进行。高空作业伴随着安全隐患,施工人员在进行高空作业时,必须有安全意识和适当的安全防护措施,保护人身安全。
        2.2施工量大
        高层建筑工程庞大,相应的施工工作量也很大,作业部门相对较多,这就需要各部门相互协调。我国的高层建筑施工是依照建筑设计进行的,若设计未完成,则建筑施工不能正常进行,高层建筑的施工还会受到其他部门的影响,在进行建筑施工过程中,要加强各部门之间的沟通,相互协调,让工程正常施工。
        3高层建筑土建工程施工技术
        3.1土建施工节能技术
        节能施工技术是在新时代的环境下,随着科技不断进步,技术人员不断建设的过程中发现的一种新型施工技术,其融合了先进的施工理念,不仅在节省建筑工程成本的同时,还能够做到满足土木建筑工程施工中的实际需求,在提高工程质量方面以及完善整个建筑体系方面都有着极为重要的促进作用。节能施工技术的应用满足了时代发展的要求,更加坚定了我国实行可持续发展的战略,节能施工技术作为一种新型的施工技术,在得到广大人民群众认可的同时,对环境的保护方面以及资源的循环利用方面都有着极为重要的正面效应。节能施工技术是利用人们对工程建设的环保需求,对一些建筑材料采用循环利用的模式,在工程进行施工时,能够做到节能环保。土建建筑工程是对土木建筑和建筑工程的统称,其是在施工图纸的基础上,对建筑材料以及施工机械的配合使用,采取节能施工技术对其进行优化以及完善,通过对资源的利用完成建筑工程项目的顺利进行。在节能环保的基础上,对建筑材料以及建筑技术的合理运用,继而在土木建筑工程的施工中满足建筑的各项设计要求。土建建筑工程主要包括居住的房屋建筑以及交通使用的桥梁和道路系列,还有一些渠道工程的建设等。
        节能施工技术在土建建筑工程中的应用,不仅可以有效地节约有限的建筑材料资源,还可以减小一些建筑过程中产生的污染物对于环境产生的影响,可谓是一举两得的方式,而节能施工技术如何在土建建筑工程中得到的具体应用,表现在以下几个方面:
        (1)门窗节能技术。可以尽可能减少门窗的占用面积,门窗的建设虽然在建筑工程中占用的面积并不多,但是在能源消耗方面却是占据着总体建筑能耗的2/3。因此,在建筑施工时,需要确保良好的采光与顺利的通风,因此,减少门窗的面积可以很有效地降低能源的消耗,可以将此作为一个很有效的节能方法。提高门窗的气密性。根据调查显示,房间换气次数在得到有效降低之后,建筑物的冷却可降低大约8%,因此,在进行建筑工程施工中,可以对门窗结构的建设更加完善,这样可以有效地减少空气之间的对流,降低传热效果。合理使用新型节能门窗。玻璃门窗是一种特殊的新型保温节能门窗,玻璃门窗具有极好的采光效果,如果再加上现代化的吸热玻璃,在夏季散热以及冬季保温时,都会有极好的效果,更加有利于建筑工程质量的提升。控制门窗面积与墙壁面积的比值。门窗面积与墙壁面积的比值会在很大程度上影响建筑材料的利用,这个比值过大的话,就极其不利于建筑材料以及建筑资源的节约,也加大了能源的消耗,这对于我国这种能源消耗大国来说是极为不利的。对门窗面积与墙壁面积的比值进行合理地控制会对建筑工程有着极大的帮助。
        (2)墙体节能技术。墙体工程是整个建筑工程最重要的部分,而且在整个建筑工程中占据比例最大的部分。因此,在墙体建设时,其资源的消耗浪费也是整个土木建筑工程中最严重的。而基于这样的问题,在墙体建设时,采用节能技术就显得尤为必要。在墙体工程的建设时,要认真地选择建筑材料,在实现墙体保温效果的同时,也要有效地节约能源的消耗。这种岩棉板在制作过程中不加入憎水剂,产品吸水量很大,主要应用在没用防潮、防水要求场所的保温隔热。
        3.2桩基础技术
        顾名思义,桩基础施工是整个建筑施工过程中的重要部分和基础形式,同时具有悠久的历史以及极高的承载能力,并且具有使用适用范围广泛的特点。“桩”具体可以理解为一种具有一定刚度与抗弯能力的传力构件,其横截面尺寸远远小于自身的长度,并且它能够将建筑物的部分或者全部荷载传递到地基土上。而桩基础往往是由埋设于地基中的众多“桩”以及能够起联合作用共同工作的承台所构成。简单之,桩基础的具体作用体现为将荷载传递到地下较深处具有良好承载性能的土层上,这样可以有效实现建筑土建地基对承载力以及沉降的各种要求,充分发挥桩基础自身的作用和特色。根据桩基础施工的方法,“桩”可以分为“预制桩”与“灌注桩”这两种。其中,预制桩主要是用静压、锤击、振动或者水冲沉入的方法将桩打进地基土当中;灌注桩则是在地基处打孔,然后在孔中放置一定量的钢筋,组建钢筋笼,接着向孔中灌注混凝土,使之成桩。
        (1)灌注桩成桩技术。通常而言,为了更有效确保施工质量问题,施工单位会结合施工现场的实际情况,如土质、周围环境等具体事物来综合决定采取何种方式进行灌注桩成桩。当成孔后将钢筋笼放入其中,浇筑混凝土即可形成灌注桩,简单来说,挖孔方法有以下三种:干作业成孔法、泥浆护壁成孔法以及沉管成孔法。干作业成孔法一般是采用钻机钻孔或者人工挖孔的方式,当然也与土质相关联,粘性土和粉土土质以及砂土土质可以用钻机钻孔法,而人工挖孔方式通常只适用于黏土土质,往往不能应用于砂土和碎石土土质中。泥浆护壁成孔法在施工时,会根据土质进行正反循环泥浆护壁成孔法或者冲击成孔法。而沉管成孔法则会采用锤击法、振动法或者振动冲击法,这些方法都会伴随有噪音、震动以及挤土现象出现,因此必须重视保护施工现场周边的生态环境。
        (2)桩端后注浆施工技术。首先,为了更好的保障压浆管的质量需要对其进行对比制造,当然,在正常情况下,钢筋笼是需要和压浆管一起进行制造的,此二者在制造过程中是相互关联的,一般来讲压浆管呀比钢筋笼长大概55cm,并且其底部也要多于钢筋笼5cm,在制造过程前期,应该选择直径为25cm 大小的铁管作为备用材料,在制造时要将接头用丝扣加以连接,并且对丝的两端完成封堵,以此保证其密封性能够符合施工质量要求。其次,需要合理布局压浆管,需要协调好处于不同位置的压浆管,制作钢筋笼对其进行捆绑操作,完成成孔操作之后,还需要严格遵守施工流程,做好对管孔的清理和提升工作,继而将钢筋笼放下,浇筑混凝土。
        (1)预制桩沉桩技术的要点。就目前所具有的施工技术而言,建筑土建桩基础施工中都会对预制桩进行沉桩处理,这就需要结合预制桩自身的特点以及周围环境的作用,选择适当的沉桩方法。通常来说,预制桩分为混凝土桩和钢桩,而混凝土桩又分为方庄和管桩,钢桩则分为H 型钢桩和钢管桩,对于这四种预制桩沉桩时可以采用锤击打入法、静力压桩法以及水冲沉桩法,当然还有部分施工单位会选择震动沉桩法。这几种方法都会在不同程度上产生挤土现象,因此,为了尽可能降低对周围环境的影响和破坏,施工单位必须选择合适的施工措施来减少挤土。
        3.3深基坑支护技术
        深基坑支护是一种保证土建基坑地下及周围的环境安全的技术,分为钢板桩支护、深层搅拌水泥桩支护、地下连续墙支护、喷锚网支护、混凝土灌注桩、土钉支护和土钉墙支护,各有其适合的应用情况。钢板桩因其成本低廉、操作简便的优点,最为常见,但也有着容易变形的致命缺陷,所以更适用于较浅的软地面。深层搅拌水泥桩支护由刚性高的支柱与浇筑其间的混凝土构成,利用了深层机械搅拌和固化剂,使土地硬度提升、具有支撑性,性能可靠。地下连续墙支护内的支撑主要分为钢结构和钢筋混凝土结构两种。钢结构对钢材有圆形大尺寸的要求。钢筋混凝土结构是与底模板同步浇筑的,更易控制。灌注浆液的工作指的是在支护施工的过程中将土浆放入孔内并进行质量检验后的注浆工作。地下连续墙支护技术的应用范围是在地下水位较高的施工地点中,进行支护和防水的相关工作的技术。土钉墙支护是利用土体原位进行的支护方式,原料来源于已有的加固原土体、喷射混凝土面板。土钉墙支撑是在底部钉墙支撑结构周围挖掘基坑,在地面坡面铺设钢网,形成混凝土板,形成加筋土重力式挡土墙。混凝土灌注桩是工作是在土建工程中常用的方法,但是其施工的难度比较大。土钉墙适用于地下水位较低且经过沉淀处理的硬基层。土层锚杆施工技术在施工的过程中发挥了重要的作用。
        应用深基坑支护技术时,前期调查是基础,两力计算是条件,合理选术是方向,完善设计是道路。不完善的前期调查会给整个施工过程埋下隐患,如若后期才发现问题就为时已晚,弥补会消耗大量精力。土质情况、相关水位数据、地质情况、地下管道分布、周围建筑物可能造成的影响、深基坑质量与问题等等,这些都是必须调查清楚的内容。对这些的分析与应对过程有助于施工方深入了解深基坑情况,并对施工方向进行优化和调整。“两力”指抗拔力和应力。抗拔力影响着全局工作开展。要最大限度降低抗拔力的标准范围,以防对环境造成破坏性影响。应力计算是一种极端方法。对应力计算方法进行补正,能让深基坑支护更有针对性。深基坑技术能稳定土建整体结构和水密结构,属于土建的关键技术。要站在客户的角度思考,寻找他们的实际需求,选用合适的技术,延长建筑的使用年限,创造更大的经济效益。贴合实际的施工设计能排除施工可能遇到的各种难题,提高施工效率。
        3.4脚手架搭设技术
        第一,脚手架地基与基础的施工,必须根据脚手架搭设高度、搭设场地土质情况与现行国家标准《地基与基础工程施工及验收规范》(CBJ202)的有关规定进行。第二,脚手架基础经验收合格后,应按施工组织设计的要求放线定位。第三,脚手架基础排水沟应沿建筑物周围连续设置。第四,悬挑脚手架的基础应按设计荷载计算后,确定悬挑槽钢(工字钢)的截面或型号,每根立杆应座落在槽钢上。悬挑梁应牢靠地固定在建筑物上。第五,悬挑式卸料平台,应与外脚手架分开搭设,挑出的横梁与建筑物楼板的预埋件固定一起,斜拉的钢丝绳,应与建筑物的预埋件固定,卡子不能少于3个。经技术人员设计计算确定卸料平台的最大荷载值
        3.5混凝土技术分析
        混凝土是砂石、水泥和水的混合物,材料质量决定了施工质量。砂、水泥、水的用量,水泥的强度以及水与胶之间的比率,都能引起蝴蝶效应。例如,冬季施工时,应以R型硅酸盐水泥为主。在混凝土浇筑工作完成后的7d 内,混凝土会散发出大量的热,但是混凝土的体积相对较大,其内表与外表的散热能力差异巨大,这种差异能力会造成混凝土土块内部与表面的温度差异,其内部存在应压力作用,外部存在拉引力作用。土建施工中通常会进行混凝土配料实验,保障混凝土的强度和持久度,进而保障土建工程的建设质量。成功的配料实验需要实验员牢记配比要点,总结经验教训,融会贯通,面对特殊情况时能及时做出反应;需要综合考虑多项因素,具体有混凝土强度、耐久性、稳定性、水化程度等,并在反复实验的情况下,确定最佳配合比。
        搅拌过程中,施工人员就需要开始对浇筑的前期准备,检查钢筋预埋位置与所需要浇筑的模板,清理模板上存在的不干净杂物,修补缝隙,保持模板整体的湿润度,对浇灌面的尺寸、高度、位置以及强度都需要做严格的检测,并确定其中检测模板数量,钢筋数量及保护层厚度,最后检查设备的稳定程度。在搅拌完成后无缝衔接浇筑。浇筑的自由下落高度应在2m以内,否则需要借助溜槽、串筒等,降低混凝土下落的高度。浇筑包括自然流入和分层这两种方法,而且为了浇灌的更加紧实完美,使得工作按时保质保量的完成,避免重复性的补救,通常工人们运用斜向分段进行和持续不断的推移这两种方式相结合的方法进行处理,提高浇筑效率和工作质量。浇筑是不能间断的,否则一开始浇筑了的混凝土就会凝固,产生较为严重的质量问题。浇筑必须从低到高进行,做到均匀、平整、连贯。同时,在分层浇筑过程中,应在下层浇筑的混凝土初凝前,进行上一层混凝土的浇筑,做到混凝土浇筑的连续性,从而使得混凝土整体质量有所提高。浇筑完成后,需要保护钢筋表面不受污染与检查浇筑得是否均匀。不同区域的浇筑需要关切的问题不同:基础板底板有着较大的厚度,发生水化热裂缝产生概率更大;墙体、顶板等则重点关注受力情况,防范塌陷事故。
        3.6抗震技术
        抗震技术直接关系到高层建筑抵挡地震的能力,这在一定程度上关系到人们的安危。在对高层建筑进行设计时,需要考虑到建筑的抗震性。这里要注意以下几点:(1)在建筑设计之初,需要对周围的环境进行勘测,了解该区域地震发生情况,分析项目附近的地理环境和地质构造,以为抗震设计提供数据支持。(2)在进行建筑抗震设计时,要精确各项建筑结构中的数据,尤其是高与宽的设计,应尽可能提高精准度。(3)应科学降低连续梁自身刚度,使其产生较强的塑性,进一步保证柔软度达到规定标准,真正提升抗震水平。(4)逐步提升墙体变形水平,防止严重破坏剪力墙。水平力对剪力墙的影响令其产生较强的刚度,因内力作用,造成连续梁截面标准数值超过规定水平。(5)对较长抗震墙体处理时,科学使用洞孔,并设计弱连续梁,科学划分墙体,在超过2.5m 时对各墙段宽高比例严格掌控。在进行抗震技术设计时,相关工作人员要对土地进行勘测,并根据土层类别等数据制定相应的检测表格,为抗震设计提供数据参考,如表1 所示(以某地为例)。
        表1 土层分布及物理力学指标
       
        结语
        城市的现代化建设中高层建筑工程起到重要的影响作用,只有提高土建工程的施工质量与安全,才能促进整个城市的发展水平。在土建工程的施工中需要提高对施工技术与现场管理工作的重视。提高高层建筑中土建施工技术的应用可以确保工程的施工质量与安全。
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