论文部分内容阅读
摘 要：建筑是城市的固有标志，高层建筑更是城市发展的标志，时代的步法在推动着建筑越来越高。高层建筑的土建工程施工技术也在不断地革新着，本文结合实际针对高层建筑的土建施工技术进行分析，供参考。
关键词：高层建筑；土建工程；施工技术
1.工程实例
位于山东省菏泽市某小区1号楼为高层建筑，高25层，地下2层，建筑高度106m，建筑总面积为23760平方米，工程平面图为长方形，长为78m，宽16m。地下2层主要是由钢筋混凝土做成，地上部分两侧为劲性钢筋混凝土简体，中央结构属钢结构，于6～10层、22～24层、26～屋面1层位置设置钢桁架，联合抗震墙。外墙材料采用金属玻璃。工程由上而下土层为：2m填土、0.6m粉质粘土、5.2m淤泥质粉质粘土、9.2m淤泥质粘土、6.7m粉质粘土、4.1m粉质粘土、3.5m细粉砂。
2.施工难点分析
第一，基坑开挖平均深10.9m，最深处大于16m，因为建筑四周有其他建筑，地下埋有管路，施工时不可对其造成破坏。
第二，施工时紧靠地界红线，且非常靠近地下1室，导致地下室外墙防水层施工难度较大。
第三，地下室顶板承受的两侧简体的压力较大，故在地下室设置了4榀桁架，均长55m。
第四，建筑混凝土简体垂直度误差须控制在10mm以下。但因为建筑带有很多没有规则的外伸钢牛腿，造成模板及脚手架施工具有困难。
3.施工技术分析
3.1深基坑围护施工
3.1.1围护结构构成
通过计算，工程人员规划围护结构由以下几个方面构成：
（1）地下连续挡土墙：考虑到工程基坑深度及周边建筑实例，采用c30混凝土做成地下连续挡土墙结构，长33m、厚1m。
（2）钢筋混凝土圈梁、围檩及支撑：c30混凝土，共三道。将第1道支撑标高控制在最小范围内，根据地下室及挖土机械特点，确定支撑标高，支撑设计要满足围护结构的稳定需要，南北向采用混凝土对撑，周围采用混凝土边桁架和角撑。
（3）立柱：材料选择工程钢管桩，为省时省工，尽量使用原工程桩进行支撑平面布置。
3.1.2施工技术措施分析
（1）土体加固：因土抗剪能力小，成槽前，用a700mm水泥土搅拌桩对槽壁两侧进行加固处理，以确保成槽的质量；采用劈裂注浆技术对坑内被动土进行加固处理，提高其抗剪能力。
（2）降水：利用轻型井点降水方法降水2周；采用20m长的喷射井点，对深层土体进行降水，使土体固结，从而使土体抗剪能力得到响应提高。开挖时，地下水降至基坑以下约1m时，施工效果最好。
（3）利用支撑作栈桥：该工程施工场地狭小，仅有一条宽约5m的公用施工道路位于建筑西侧。为此，利用第1道支撑南北向的对撑，设计2个施工栈桥，宽12m左右，和公用道路连通，使问题得到解决。未解决基坑出土困难问题，在栈桥完工后，2道栈桥靠近南侧各设置1台qtg260起重机，最后出土量达4000m3/d。
（4）分层开挖：先适量挖建筑四周土体，是土体应力得到一个缓慢的释放，避免因突然卸载使地下连续墙受力猛增而变形。挖土时，同时卸载立柱桩四周土体，以确保立柱桩周边土压力的平衡。
3.2地下室外墙防水层施工
3.2.1施工流程
按照设计要求，需要在地下室外墙迎水面和底板底部设置防水层，并要着重考虑防水层端部、节点及贯穿部位的防水工作。本工程围护结构与地下室外墙之间供施工人员进行外墙防水层施工地空间十分有限，为此，工程设计人员决定在地下室结构前进行防水层施工。
3.2.2防水層施工
（1）底板工程桩端防水层施工：先清理工程桩周围垃圾、杂物，使其表面洁净平整。涂防水涂膜于桩周围宽10cm左右的位置，并1层涤纶布环桩粘贴，然后重复均匀涂3～4层涂膜，贴网眼麻片于最后1层涂膜上。
（2）地下室墙体与垫层接缝处防水施工：底板下防水层施工完成后设置fc板保护层。墙体与垫层接缝处，先将涂膜刷在涤纶布上，涤纶布与墙体及垫层防水层搭接，考虑上部结构的沉降，在墙体及垫层阴角处预留一定长度。
3.3地下室预应力混凝土桁架施工
3.3.1预应力混凝土桁架施工
建筑地下1层两简体间c、d、e、f轴各有1榀预应力混凝土桁架，其中上弦杆采用后张法施加预应力，每根上弦杆配4束钢绞线，施加4000kn的有效应力，超张拉103%。采用4根大梁对称张拉，每根梁内4孔进行对称对角张拉。施工过程中，张拉时必须保证顶板受力均匀，避免先浇混凝土导致约束受力不均，故先不浇捣桁架竖腹杆和斜腹杆，等到上弦梁板中应力稳定后，再进行竖腹杆、斜腹杆的支模及混凝土浇筑施工，并且混凝土后浇桁架不会容易出现裂缝。在施工过程中，利用排架支撑地下室顶板。
3.3.2监测
应力随上部结构施工逐渐上升，在到5层时达最高点绝大多是测点预应力在20mpa以上，5层变换就不太明显了。在连接上部结构第1道钢桁架后，在2个简体创造了新的约束，导致应力再次上升，之后就保持平稳了。
3.4高层结构爬升模板体系施工
3.4.1导轨式爬模方案
本工程东西两座劲性钢筋混凝土简体12层以下为矩形，12层以上为品字形，在中间钢桁架部位各伸出1500mm长h型钢牛腿，结构是比较特别的，遵照3级工艺流程，需要先吊装劲性钢结构，接着安装混凝土结构，最后吊装中间纯钢结构，3级流程之间均相差3～6层。利用2台m440型塔吊进行垂直运输。为了减小垂直运输量并保证立体施工安全，采用导轨式爬升脚手架进行简体施工，结合大模板施工形成导轨式爬模方案，整体提升和单片提升都可以进行。从12层开始设置爬架，直到建成屋顶后再拆除。 3.4.2由爬架改制成导轨式爬模
导轨式爬模实际上是由常规导轨式爬升脚手架改造而成的，在改造设计过程中，为施工满足，对大模板水平和垂直两个方向的附加力需要采取对治措施。普通的爬升脚手架架宽900mm，为了使大模板提升方便且保养易行，所以改造爬架为下半部宽1200mm的爬升主体，上半部保留原来的宽900mm的挂模体，搭上下面的爬升主体架，并确保保持约500mm间隙，利于模板清洁保养和钢筋绑扎工作。为了提高爬模侧向刚度，在吊点位置加设之字形横向斜杆。
3.4.3大模板施工
按照4m和4.5m两种层高来设计大模板，单块重1500kg，面积s=6m×4.6m=27.6m2。大模板设计考虑结构最大要求进行，强度、挠度、迭加变形均满足最大要求。
在地面对大模板进行拼装，利用塔吊吊在架体上，和架体一同上升。为保养大模板，架体和模板之间留着空隙，塞薄型海绵条于每块模板下和模板内拼缝内，可使模板不易变形，也确保墙面光洁、规整。检测显示，本工程东西简体的垂直偏差控制在10mm以内。
4.模板工程施工中的关键技术
4.1顶板模板安装
结合工程的结构特点与设计要求，针对不同的结构部位采用相应的模板施工方法。一般要求顶板底模采用1830×915×18双层涂模的胶合板作面板，截面为50×100mm的单根枋作内楞，间距600mm。房屋内设通用48×3.5钢管（扣件式）满堂脚手架，作为模板的支撑系统。脚手架主杆纵距为50cm，横距为60cm，横杆等距为160cm，纵向杆每隔320cm设剪刀撑，整体脚手架还需与平台作加固连接。
4.2房屋梁柱模板安装
1柱的模板安装时用全站仪观测，配合锤球定位以保证其垂直度。柱模板采用木夹板18mm厚，在模板制作时采用80×100mm方木作骨肋。柱模的加固方式采用抱箍围柃，螺丝连接牢固，沿柱高度500mm一道，由于柱较高四周采用槽钢斜撑方法。
4.3梁底模板安装
在柱模上弹出轴线、梁位和高程，然后在施工好的承重排架上铺好方木，把底模用铁钉固定在方木上，侧模采取木夹板，竖向用方木加固，外侧用槽钢直通，中间适当用木条支撑，防止模板向内侧变形。梁底板要拉线调直，用水准仪确定高程，当梁跨度较大，梁底模板应稍起拱，对上层梁底模的支撑主要采用脚手架承受。
5.混凝土工程施工中的关键技术
采用插入式高频振动棒与平板振动器结合振捣。浇筑时由一端开始用“赶浆法”推进，先将梁分层浇筑成阶梯形，当达到板位置时，再与板砼一起浇筑。因工艺要求需要进行设备基础浇注的地方，在浇筑前必须对原有砼面进行凿毛处理并清洗干净，放样弹线，绑扎钢筋，然后安装侧模板，并用水准仪测设顶标高，符合要求后按设计砼配合比浇注，混凝土浇筑完后复查预留孔洞及螺栓的偏差，并将其调整至符合设计要求，然后将表面压平修光。采用插入式高频振动棒振捣，每层浇筑厚度不得大于50cm，振捣密实后再浇注第二层，直至到梁底。整个立柱一次性浇筑到梁底或板底。砼浇注完毕后，在12小时之内用土工布加以包裹，并定时浇水养护，保持表面湿润。养护时间不少于14天。
6.砖砌筑工程施工中的关键技术
砖必须要在砌筑前一天浇水湿润，含水率为10～15%。常温施工不得干砖上墙，雨季不得使用含水率达饱和的砖砌墙。砂浆配合比采用重量比，计量精度水泥为±2%，砂控制在±5%以内。采用砂浆搅拌机搅拌，攪拌时间不少于1.5min。砌砖前应先盘角，每次盘角不要超过五层，新盘的大角及时进行吊、靠。如有偏差要及时修整。盘角时要仔细对照皮数杆的砖层和标高，控制好灰缝大小，使水平灰缝均匀一致。大角盘好后再复查一次，平整和垂直度完全符合要求后，再挂线砌墙。砌筑砖墙必须双面挂线，如果长墙几个人均使用一根通线，中间应设几个支线点，小线要拉紧，每层砖都要穿线看平，使水平缝均匀一致，平直通顺。砌砖采用一铲灰、一块砖、一挤揉的砌砖法，即满铺、满挤操作法。为保证砖砌体的整体性和稳定性，使荷载能均匀传送，避免因墙体局部受力过大而产生裂缝，组砌形式采用上下错缝，内外搭砖法进行砌砖。
7、结束语
该工程结合实际，严格按照施工工艺流程，较好地完成了建筑工程土建施工中的各项关键技术，从而有效保证了建筑工程土建施工的安全、顺利进行。
关键词：高层建筑；土建工程；施工技术
1.工程实例
位于山东省菏泽市某小区1号楼为高层建筑，高25层，地下2层，建筑高度106m，建筑总面积为23760平方米，工程平面图为长方形，长为78m，宽16m。地下2层主要是由钢筋混凝土做成，地上部分两侧为劲性钢筋混凝土简体，中央结构属钢结构，于6～10层、22～24层、26～屋面1层位置设置钢桁架，联合抗震墙。外墙材料采用金属玻璃。工程由上而下土层为：2m填土、0.6m粉质粘土、5.2m淤泥质粉质粘土、9.2m淤泥质粘土、6.7m粉质粘土、4.1m粉质粘土、3.5m细粉砂。
2.施工难点分析
第一，基坑开挖平均深10.9m，最深处大于16m，因为建筑四周有其他建筑，地下埋有管路，施工时不可对其造成破坏。
第二，施工时紧靠地界红线，且非常靠近地下1室，导致地下室外墙防水层施工难度较大。
第三，地下室顶板承受的两侧简体的压力较大，故在地下室设置了4榀桁架，均长55m。
第四，建筑混凝土简体垂直度误差须控制在10mm以下。但因为建筑带有很多没有规则的外伸钢牛腿，造成模板及脚手架施工具有困难。
3.施工技术分析
3.1深基坑围护施工
3.1.1围护结构构成
通过计算，工程人员规划围护结构由以下几个方面构成：
（1）地下连续挡土墙：考虑到工程基坑深度及周边建筑实例，采用c30混凝土做成地下连续挡土墙结构，长33m、厚1m。
（2）钢筋混凝土圈梁、围檩及支撑：c30混凝土，共三道。将第1道支撑标高控制在最小范围内，根据地下室及挖土机械特点，确定支撑标高，支撑设计要满足围护结构的稳定需要，南北向采用混凝土对撑，周围采用混凝土边桁架和角撑。
（3）立柱：材料选择工程钢管桩，为省时省工，尽量使用原工程桩进行支撑平面布置。
3.1.2施工技术措施分析
（1）土体加固：因土抗剪能力小，成槽前，用a700mm水泥土搅拌桩对槽壁两侧进行加固处理，以确保成槽的质量；采用劈裂注浆技术对坑内被动土进行加固处理，提高其抗剪能力。
（2）降水：利用轻型井点降水方法降水2周；采用20m长的喷射井点，对深层土体进行降水，使土体固结，从而使土体抗剪能力得到响应提高。开挖时，地下水降至基坑以下约1m时，施工效果最好。
（3）利用支撑作栈桥：该工程施工场地狭小，仅有一条宽约5m的公用施工道路位于建筑西侧。为此，利用第1道支撑南北向的对撑，设计2个施工栈桥，宽12m左右，和公用道路连通，使问题得到解决。未解决基坑出土困难问题，在栈桥完工后，2道栈桥靠近南侧各设置1台qtg260起重机，最后出土量达4000m3/d。
（4）分层开挖：先适量挖建筑四周土体，是土体应力得到一个缓慢的释放，避免因突然卸载使地下连续墙受力猛增而变形。挖土时，同时卸载立柱桩四周土体，以确保立柱桩周边土压力的平衡。
3.2地下室外墙防水层施工
3.2.1施工流程
按照设计要求，需要在地下室外墙迎水面和底板底部设置防水层，并要着重考虑防水层端部、节点及贯穿部位的防水工作。本工程围护结构与地下室外墙之间供施工人员进行外墙防水层施工地空间十分有限，为此，工程设计人员决定在地下室结构前进行防水层施工。
3.2.2防水層施工
（1）底板工程桩端防水层施工：先清理工程桩周围垃圾、杂物，使其表面洁净平整。涂防水涂膜于桩周围宽10cm左右的位置，并1层涤纶布环桩粘贴，然后重复均匀涂3～4层涂膜，贴网眼麻片于最后1层涂膜上。
（2）地下室墙体与垫层接缝处防水施工：底板下防水层施工完成后设置fc板保护层。墙体与垫层接缝处，先将涂膜刷在涤纶布上，涤纶布与墙体及垫层防水层搭接，考虑上部结构的沉降，在墙体及垫层阴角处预留一定长度。
3.3地下室预应力混凝土桁架施工
3.3.1预应力混凝土桁架施工
建筑地下1层两简体间c、d、e、f轴各有1榀预应力混凝土桁架，其中上弦杆采用后张法施加预应力，每根上弦杆配4束钢绞线，施加4000kn的有效应力，超张拉103%。采用4根大梁对称张拉，每根梁内4孔进行对称对角张拉。施工过程中，张拉时必须保证顶板受力均匀，避免先浇混凝土导致约束受力不均，故先不浇捣桁架竖腹杆和斜腹杆，等到上弦梁板中应力稳定后，再进行竖腹杆、斜腹杆的支模及混凝土浇筑施工，并且混凝土后浇桁架不会容易出现裂缝。在施工过程中，利用排架支撑地下室顶板。
3.3.2监测
应力随上部结构施工逐渐上升，在到5层时达最高点绝大多是测点预应力在20mpa以上，5层变换就不太明显了。在连接上部结构第1道钢桁架后，在2个简体创造了新的约束，导致应力再次上升，之后就保持平稳了。
3.4高层结构爬升模板体系施工
3.4.1导轨式爬模方案
本工程东西两座劲性钢筋混凝土简体12层以下为矩形，12层以上为品字形，在中间钢桁架部位各伸出1500mm长h型钢牛腿，结构是比较特别的，遵照3级工艺流程，需要先吊装劲性钢结构，接着安装混凝土结构，最后吊装中间纯钢结构，3级流程之间均相差3～6层。利用2台m440型塔吊进行垂直运输。为了减小垂直运输量并保证立体施工安全，采用导轨式爬升脚手架进行简体施工，结合大模板施工形成导轨式爬模方案，整体提升和单片提升都可以进行。从12层开始设置爬架，直到建成屋顶后再拆除。 3.4.2由爬架改制成导轨式爬模
导轨式爬模实际上是由常规导轨式爬升脚手架改造而成的，在改造设计过程中，为施工满足，对大模板水平和垂直两个方向的附加力需要采取对治措施。普通的爬升脚手架架宽900mm，为了使大模板提升方便且保养易行，所以改造爬架为下半部宽1200mm的爬升主体，上半部保留原来的宽900mm的挂模体，搭上下面的爬升主体架，并确保保持约500mm间隙，利于模板清洁保养和钢筋绑扎工作。为了提高爬模侧向刚度，在吊点位置加设之字形横向斜杆。
3.4.3大模板施工
按照4m和4.5m两种层高来设计大模板，单块重1500kg，面积s=6m×4.6m=27.6m2。大模板设计考虑结构最大要求进行，强度、挠度、迭加变形均满足最大要求。
在地面对大模板进行拼装，利用塔吊吊在架体上，和架体一同上升。为保养大模板，架体和模板之间留着空隙，塞薄型海绵条于每块模板下和模板内拼缝内，可使模板不易变形，也确保墙面光洁、规整。检测显示，本工程东西简体的垂直偏差控制在10mm以内。
4.模板工程施工中的关键技术
4.1顶板模板安装
结合工程的结构特点与设计要求，针对不同的结构部位采用相应的模板施工方法。一般要求顶板底模采用1830×915×18双层涂模的胶合板作面板，截面为50×100mm的单根枋作内楞，间距600mm。房屋内设通用48×3.5钢管（扣件式）满堂脚手架，作为模板的支撑系统。脚手架主杆纵距为50cm，横距为60cm，横杆等距为160cm，纵向杆每隔320cm设剪刀撑，整体脚手架还需与平台作加固连接。
4.2房屋梁柱模板安装
1柱的模板安装时用全站仪观测，配合锤球定位以保证其垂直度。柱模板采用木夹板18mm厚，在模板制作时采用80×100mm方木作骨肋。柱模的加固方式采用抱箍围柃，螺丝连接牢固，沿柱高度500mm一道，由于柱较高四周采用槽钢斜撑方法。
4.3梁底模板安装
在柱模上弹出轴线、梁位和高程，然后在施工好的承重排架上铺好方木，把底模用铁钉固定在方木上，侧模采取木夹板，竖向用方木加固，外侧用槽钢直通，中间适当用木条支撑，防止模板向内侧变形。梁底板要拉线调直，用水准仪确定高程，当梁跨度较大，梁底模板应稍起拱，对上层梁底模的支撑主要采用脚手架承受。
5.混凝土工程施工中的关键技术
采用插入式高频振动棒与平板振动器结合振捣。浇筑时由一端开始用“赶浆法”推进，先将梁分层浇筑成阶梯形，当达到板位置时，再与板砼一起浇筑。因工艺要求需要进行设备基础浇注的地方，在浇筑前必须对原有砼面进行凿毛处理并清洗干净，放样弹线，绑扎钢筋，然后安装侧模板，并用水准仪测设顶标高，符合要求后按设计砼配合比浇注，混凝土浇筑完后复查预留孔洞及螺栓的偏差，并将其调整至符合设计要求，然后将表面压平修光。采用插入式高频振动棒振捣，每层浇筑厚度不得大于50cm，振捣密实后再浇注第二层，直至到梁底。整个立柱一次性浇筑到梁底或板底。砼浇注完毕后，在12小时之内用土工布加以包裹，并定时浇水养护，保持表面湿润。养护时间不少于14天。
6.砖砌筑工程施工中的关键技术
砖必须要在砌筑前一天浇水湿润，含水率为10～15%。常温施工不得干砖上墙，雨季不得使用含水率达饱和的砖砌墙。砂浆配合比采用重量比，计量精度水泥为±2%，砂控制在±5%以内。采用砂浆搅拌机搅拌，攪拌时间不少于1.5min。砌砖前应先盘角，每次盘角不要超过五层，新盘的大角及时进行吊、靠。如有偏差要及时修整。盘角时要仔细对照皮数杆的砖层和标高，控制好灰缝大小，使水平灰缝均匀一致。大角盘好后再复查一次，平整和垂直度完全符合要求后，再挂线砌墙。砌筑砖墙必须双面挂线，如果长墙几个人均使用一根通线，中间应设几个支线点，小线要拉紧，每层砖都要穿线看平，使水平缝均匀一致，平直通顺。砌砖采用一铲灰、一块砖、一挤揉的砌砖法，即满铺、满挤操作法。为保证砖砌体的整体性和稳定性，使荷载能均匀传送，避免因墙体局部受力过大而产生裂缝，组砌形式采用上下错缝，内外搭砖法进行砌砖。
7、结束语
该工程结合实际，严格按照施工工艺流程，较好地完成了建筑工程土建施工中的各项关键技术，从而有效保证了建筑工程土建施工的安全、顺利进行。