超高层建筑土建施工关键技术初析

发表时间:2020/9/11   来源:《城镇建设》2020年14期   作者:王庆海
[导读] 随着科学技术的不断进步,对于在建筑行业的施工技术也提出了更
        王庆海
        华润置地(临沂)有限公司 山东临沂276000

        摘要:随着科学技术的不断进步,对于在建筑行业的施工技术也提出了更高的要求,尤其是超高层建筑的土建施工方面,本文将针对超高层建筑土建施工关键技术的研究和应用这一课题进行相应的分析,希望能够在理论等层面上为超高层建筑施工技术的发展提出可行的建议。
        关键词:施工技术;超高层建筑;科学发展
        
        目前的超高层建筑随着城市化进程的不断加快也在迅速崛起,这种建筑向高空发展的趋势不仅仅是由于科学技术进步因素作用影响的结果,同时也是社会经济发展的必然趋势,因为超高层建筑自身的基本特点以及经济效益,所以对于其施工技术也提出了更高的要求,下文将以超高层建筑土建施工关键技术应用的发展现状以及存在问题为着手点,进一步提出加强技术应用的具体措施,从而推动其土建施工技术的进一步探索与发展。
一、超高层建筑土建施工技术的应用现状以及存在问题
        目前的超高层建筑土建施工技术在应用市场上相对较为广泛,也具有较好地应用市场,并且技术也在不断翻新进步,比如中建三局二公司其就超高层建筑外挂式塔吊施工关键技术的研究,实现了超高层建筑塔吊外挂式的附着方式,并且提出了一系列的支撑钢架体系、以及关于监测安装技术等相应配套措施,大大增强了其超高层建筑施工技术的科学性与技术性,并且其支撑钢架的可循环使用也为未来超高层建筑土建施工技术的发展提出了相应的绿色发展方向。
        虽然目前超高层建筑土建施工技术的发展推广前景较好,但是其技术在使用过程之中仍然存在较多的问题,因为超高层建筑在建设的过程之中具有较大的难度,需要整体施工设计的完整与系统协调,并且需要高度的精确,甚至需要与其他建筑的主体工程进行协调,保证工程的有序进行。所以常见的问题主要集中在结构设计、建筑材料、施工工艺细节等多个方面,以超高层建筑的结构设计为例,超高层建筑如雨后春笋般出现的主要原因还是因为其建筑能够在节约成本的同时带来巨大的经济效益与社会效益,所以当此类建筑在建设与设计的过程之中为了最大程度上节约成本,这个成本既是经济成本同时也是时间成本,使得设计不能够符合建筑实际,致使整体的结构支撑不稳定。
        另外在不恰当的材料选择以及不完善的施工工艺下,都会在一定程度上影响超高层建筑的建筑施工质量,另外超高层建筑的规模较大,自然建设周期与施工人员就会相对较多,这也为施工现场提供了更多不可控因素,其控制的实际标准也要求较高,并且超高层建筑在施工中因为其基本的高度特点,所以在自然环境的影响下较大,易发生安全事故。所以想要解决这些问题,改变目前超高层建筑土建施工技术的现状,就需要在明确问题的基础之上,有针对性地进行研究与改进,从而攻克技术难点,实现技术的进步。
二、超高层建筑土建施工技术的实际应用
(一)明确超高层建筑施工过程之中所应用的关键技术
        在目前我国的超高层建筑施工过程之中,一些关键技术以及核心技术已经实现了攻克,并且取得了较好地较为长足的发展。这些常见的施工技术有抗震结构优化的相应技术、斜爬模技术、混凝土配比应用技术等,这些都为超高层建筑的实际建设奠定了技术基础。
        以超高层建造的核心筒结构形式为例,因为其结构的特殊性,并且高性能混凝土的超高泵送也会存在着一定的困难,出现超高降效等相应的问题,所以传统的施工工艺是无法实现现代化超高层建筑的建筑标准的,所以需要根据结构来实现对于墙体的研究,一般来说百层高楼楼体会适当地形成楼体变化,比如说厚墙与薄墙、斜墙、弧墙以及钢骨墙之间的相互转化,而利用核心筒职能顶模系统则克服了其工期问题、结构问题、不灵活应对结构变化等问题,能够减少对于单层的完成时间。
        总控制室是对于智能化控制系统进行负责,平面上将工具式的工作平台顶升点数量控制在最少,并且设立三个左右的顶升点,让可延展的结构变化的轨道扩大控制范围,并且在工作平台下部仍然留空一层,所有的模架都是三维的可调节的,利用长行程方法,实现五米行程以及三百吨双作用的油缸。

所以在系统的实际组成上有模板系统、支撑系统、挂架系统、钢平台、以及控制及动力系统等,一切技术的革新与应用都围绕这几个部分进行的改变。
        例如顶模系统在创新的过程之中就考虑到了混凝土早期强度对于系统鼎盛的影响,所以利用顶撑结合的方式实现“低位顶撑”这样就能够将传力点进行重新设置,形成预留洞口伸缩牛腿支撑的外在形式。
        除了创新技术之外,传统的抗震结构优化技术也是在超高层建筑土建施工过程之中需要重点探索的一个技术环节,因为整体超高层建筑会加强震动感应,并且在墙体的设置上其高宽等相应的比例,都会在很大的程度上影响目前混凝土的抗震性能,所以在技术应用的过程之中需要掌握好抗震结构优化技术的控制难点,从而实现对于整个建筑质量的提升与保证。
        从墙体的基本特性上来看,墙体过长的截面需要在加强控制的基础之上,实现对于抗震性能的保持,比如说分割墙体以控制比例等,另外对于横梁的刚度强度也需要进行控制,尤其是需要考虑建筑在地震时候的抗震性以及损坏度,就需要将墙体整体的刚度控制在标准范围内,避免墙体过脆、出现损坏,另外建筑物的基本地基结构类型以及主题结构等都是抗震结构优化技术中不可分割的一部分,同时也是技术发展过程之中必须要注重的重要参数。
        在混凝土技术应用中也需要根据实际施工状况选择混凝土的配合比设计,实现对于混凝土抗压性能的考量,在此技术应用过程之中,水灰比以及水泥的强度才是其关键,增强对于水泥的监测与管理,综合控制混凝土技术应用以及抗压性能的提升。
(二)未来超高层建筑土建施工技术的发展方向
        我国在超高层建筑土建施工关键技术上仍然处于一个掌握不足的状态,但是随着超高层建筑的不断建成,很多关键技术在掌握吸收之余也获得了进步。以上海中心大厦为例,上海中心大厦具有五十多万平方米,实现了五百米以上的超高层建筑设计关键技术的突破。在这一超高层建筑的落实下,可以给未来超高层建筑施工技术的发展方向树立了榜样和发展方向。超高城建筑技术中形成了成套的关键技术体系,比如说被动式生态技术应用、巨型柱受力性能以及设计方法、超高层钢结构扛抗火安全设计技术、超高层建筑玻璃幕墙技术、深基坑施工数字化安全监控技术以及基于BIM概念和技术的高层建筑全寿命管理系统等,同时在建设的过程之中也不能够忽视安全设计施工技术方面,其就安全方面一向就实现了幕墙安全设计技术、建筑自身变形与幕墙系统的协同设计、消防安全、结构防火安全以及楼板的舒适度控制设计等,这些都为后来幕墙施工以及混凝土技术施工提供了安全监测与安全保障。
        所以未来的超高层建筑施工关键技术将会朝以下几个方向发展:智能化、环保化、能源化、数字化、高性能化发展。而主要改进的超高层建筑的部分也主要集中在结构、建筑材料、幕墙等方面。以环保化为例,施工过程之中如果能够实现施工材料重复利用,雨水回收,生态循环等,都是能够实现绿色环保。在提升性能的方面,可以综合比较行业标准《风洞实验方法标准》以及《建筑结构荷载规范》来实现对于性能的研究。比如说加强对于风荷载的计算,能够实现对于基于荷载效应的抗风设计方法,我国的中国建筑科学研究院就创造性地提出了提升抗风性能的全新思路,不仅仅开发了超大规模的同步侧芽系统,实现同步测点的增多的同时,利用风振计算的广义坐标合成法去使得计算速度迅速提升,解决了之前的对于非等效目标过于放大的弊端。
        未来在超高层建筑土建施工技术的发展与研究上其市场前景与推广前景都无比宽广,这就要求施工方在明确与掌握技术的同时也需要根据建筑的实际状况进行调整,将理论与实践有机结合起来,提升自身的技术水平,从而推动目前超高层建筑施工技术的进步。
三、结语
        目前的超高层建筑在进行土建施工的过程之中仍然有所不足,施工方需要在掌握已有技术的同时,不断吸取全新的施工技术工艺,攻克关键技术,提升超高层建筑的施工效率与施工质量,将关键技术落实到位,从而推动目前超高层建筑土建工程的进一步发展。
        
        
参考文献:
[1]李国荣.超高层建筑土建施工关键技术的研究和应用[J].建材与装饰,2019(23):47-48.
[2]侯福东.超高层建筑土建施工关键技术的研究和应用[J].建材与装饰,2018(51):26-27.
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