代秋乐1 李铎2
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摘要:随着高层建筑领域相关施工技术难度的增加,超高层建筑的施工技术引起了人们的关注。在以往的建筑工程中,超高层建筑的施工技术是最薄弱的内容和施工环节,但它对保证超高层建筑的施工质量和功能起着重要的作用,也决定着结构的安全。本文分析了现代超高层建筑结构的施工技术,并结合实践经验分析了施工技术要点和主要方法。
关键词:超高层建筑结构;钢结构施工技术
在当前的社会发展过程中,随着土地资源利用率的降低,城市化逐渐向高层和郊区发展。由于郊区城市化进程中的各种不利因素,在城市化中仍然是高层建筑结构,在合理利用空间的同时避免了土地资源的浪费。超高层建筑结构已经成为当前建筑工程的主要结构形式,也是城市化建设的主要建筑形式。
1.超高层建筑的结构发展及特点
21世纪是超高层建筑起步和发展的黄金时期,也是城市化快速发展的时期。在中国,目前的社会发展中,虽然超高层建筑结构刚刚起步,比发达国家晚了很多年,但其发展速度已经远远超过了国外发达国家。此外,大多数超高层建筑在施工过程中正在从简单的混凝土结构向钢筋混凝土结构转变。与此同时,随着科学技术的发展,它们正逐步从钢筋混凝土结构向综合多样的结构转变。随着这种建筑趋势的快速发展,工程项目正逐步走向更高的高度、更大的规模、更深的地下工程深度、更复杂的结构和更完整的功能。目前,我国高层建筑结构正朝着高度、深度、尺寸和复杂程度的方向快速发展。同时,其建筑功能和结构质量要求更加明显和突出。其主要特点如下:
1.在土木工程中,由于超高层钢结构的施工方法与传统的施工技术有很大的不同,对工程中需要借鉴的经验有很大的影响,所以我们必须做好工程的前期细部设计,尤其是装饰和主体结构施工。
2.在施工过程中,对精度较高的工程环节进行全面、严格的控制,对钢筋构件的施工控制和质量提出了更高的要求,要求布局和分布深入合理。
二、现代施工技术在超高层建筑工程中的应用
1.自上而下法所谓自上而下法的应用原理主要是在建筑物内部浇筑中间支撑桩、柱,沿建筑物地下室轴线修建地下连续墙等支撑结构,使其在建筑物施工楼层后盖前作为承受施工荷载和上部结构自重的重要支撑,从而逐层挖土,将地下结构浇筑到楼层后盖,逐层建造地上结构。与传统的高层建筑施工相比,超高层建筑自上而下施工技术具有以下技术优势:1自上而下的施工方法可以缩短多层地下室超高层建筑的总工期。地下结构和地上结构的工期没有区别。除地下一层所占绝对工期外,地上结构和一层以下地下室可同时施工。与采用逐层浇筑、中间支撑柱作为支撑结构的地下室结构相比,内部支撑刚度更高,可有效减小基坑变形,明显减弱沉降对相邻地下管线、道路和结构的影响。
2.逆作法施工时增加了底板支点的跨度,可有效满足抗浮要求,解决底板加固问题,使底板设计趋于合理。
在满足结构和管线布置的前提下,采用自上而下的施工方法浇筑的地下连续墙可以靠近规划红线或在规划红线上修建,作为地下室永久外墙,以达到扩大建筑面积的目的。
三、整体滑模法和整体爬升法
超高层建筑中的核心筒、剪力墙、框架梁等竖向结构是结构施工进度和结构质量控制的关键内容。由于超高层建筑施工技术在进入标准层后不断重复,超高层建筑施工中采用整体滑模方法缩短工期,减少模板和外框的周转,可以有效保证主体结构的整体性,减少附着、作业、管网铺设和高空交叉作业,有助于扩大施工面,保证安全作业的综合效益。整体滑模法则主要适用于超高层建筑的剪力墙结构和钢筋混凝土筒壁结构,通过在结构底部的墙、柱、梁等构件周围组装滑动模板,分层浇筑混凝土,并利用液压提升设备使其滑至待浇筑高度。滑模法与其他施工技术相结合,可以有效简化施工工艺,创造更好的综合经济效益。整体滑模法和整体爬升法有以下相似之处:
1.只有二次模板组装才能缩短工期。机械化程度高。节省模板和劳动力。结构整体性高。施工组织管理要求高。对结构的立面造型有一定的限制。主要区别仅在于滑模通过浇筑过程中模板与浇筑混凝土之间的相对滑动来完成施工过程,而爬升模式仅使用浇筑和提升模板来完成施工,其间模板与浇筑混凝土之间没有相对运动。
2.随着建筑设施人工成本的增加和建设单位要求的提高,超高层建筑设施已成为工程建设进度和工程造价控制的迫切需要。因此,在保证施工质量和安全的前提下,应用先进的滑模或滑模爬升技术,可以有效缩短工期,降低综合成本,实现施工经济效益和社会效益的双赢。因此,继续深入有效地扩大滑模爬升或滑模爬升技术的应用范围仍具有广泛的现实意义。
四、钢结构施工技术
钢结构在超高层建筑中的应用重点包括高层重型钢结构、轻型钢结构、大跨度空间钢结构、钢与混凝土组合结构等领域。钢结构生产工业化程度高,强度高,施工速度快,因此在超高层建筑中得到广泛应用。但就钢结构的强度而言,钢结构应用技术在超高层建筑中应用的关键是要了解这个问题,即钢结构建筑的耐高温性能较差,其稳定性主要维持在常温-0之间。当温度超过0时,建筑用钢的强度会随着温度的升高而开始下降。而且由于钢材导热性好,超高层建筑容易招致毁灭性的危害。世贸中心就是典型的例子之一。因此,钢结构施工技术的应用必须审查包括防火围护、防火涂料和应急避难场所在内的配套设施的设计和施工。此外,钢结构施工技术在超高层建筑中的应用很大程度上依赖于大型塔式起重机的起重能力,这直接影响到钢结构的安装效率。因此,起重机械的安装和拆卸、吊装、测量和控制以及钢结构的焊接技术标准相对更严格。超高层建筑的混凝土泵送技术超高层建筑施工中多采用泵送混凝土技术。高层建筑要求混凝土体积大、强度高。为了保证浇筑效率,不仅需要配备相当数量的混凝土泵和分配器,而且对泵送混凝土的配合比要求也很高。目前,国内高泵送混凝土采用的“双掺技术”,即掺入粉煤灰和化学外加剂,体现了配合比设计、泵送设备、泵管布置和铺设、混凝土外加剂等方面的综合应用。混凝土的泵送高度也逐一突破了上世纪末采用的一泵顶技术,使混凝土可以直接泵送到高空浇筑现场,大大提高了超高层建筑的施工效率。
结论
随着近年来我国超高层建筑的快速发展,我国现代建筑尤其是超高层建筑的现代施工技术的进步,充分说明了如何提高我国的建筑水平,如何继续提高已形成的成熟技术,是现阶段我国建筑行业从业者应该思考的重要问题。时代在进步,科技在发展。作为建筑行业的一员,我们有义务和责任不断学习和研究新的建筑技术,为国家建设服务。