高层房屋建筑工程施工技术研究

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  【摘 要】 加强对高层建筑工程施工技术的研究,施工时采用先进的施工工艺和施工技术,可以很好地将高层建筑的使用功能发挥出来,延长高层建筑的使用寿命,提高高层建筑的使用安全。
  【关键词】 房建施工;高层建筑;施工技术
  1、高層房屋建筑施工特点
  1.1高空作业多。首先是建筑物的高度高,由此导致高层建筑施工的主要特点之一是垂直运输工作量大,没有与之相适应的垂直运输设备,要建造高层建筑是极为困难的。其次高空作业多,高空作业要突出解决好材料、制品、机具设备和人员的垂直运输。在施工全过程中,要认真做好高空安全保护、防火、用水、用电、通讯、临时厕所等问题,防止物体坠落打击事故。再次技术要求高,目前国内多层、低层建筑以砖混结构为主,高层建筑则以钢筋混凝土为主,并逐步发展钢和钢混结构。因此,以钢筋混凝土和钢为主要结构材料及相关的施工技术成为高层建筑施工的特色。
  1.2工程量较大。高层建筑的体积大,因而工程量较大,需要较多的施工人员和大型的施工机械设备。工程设计的难度也较大,需要更长的时间去完善,从而保证高层建筑的质量安全。有时需要在施工过程中边设计边施工,这无疑给工程组织和管理带来了更大的难度,因而整体工程量较大。
  1.3基础埋深大。高层建筑为了保证其整体稳定性,地基埋置深度不宜小于建筑物高度的1/12,采用桩基时,不宜小于建筑物高度的1/15(桩的长度不计算在埋置深度内),至少应有一层地下室。因此,一般埋深至少在地面以下5m。超高层建筑的基础埋置深度更是达20m以上。深基础施工,地基处理复杂。尤其是软土地基,基础施工方案有多种选择,对造价和工期影响很大。研究解决各种深基础开挖支护技术,是高层建筑施工的重点之一。
  1.4支护费用高。高层建筑大多要在高空作业,随着楼层的增加,其对基坑开挖的要求也更高。但是在城市中,对于高层建筑的基坑不能无限制地开挖,这就要求支护结构具有较高的强度及位移要求,导致高层建筑施工周期长,季节性施工(雨施、冬施)不可避免。一般多层住宅每栋平均工期在10个月左右,而高层建筑的施工周期平均为2年左右。要缩短施工周期,主要是缩短结构和装饰施工周期。各种高层结构体系可以采用不同的施工方法。而现浇混凝土是高层建筑施工的主导工序,合理的选择模板体系是缩短主体结构工期,降低成本的主要途径之一。
  2、高层房屋建筑主要施工技术分析
  2.1高层建筑施工测量技术
  高层建筑施工测量技术的重点是为了保证建筑结构的垂直和平面位置,保证建筑的标高和形状能符合设计,以及保证地基沉降观测工作的质量与新技术的应用。
  (1)定位放线
  高层建筑物的定位放线,是依据设计规范内容中的定位条件和定位依据进行。高层建筑在对场地平面控制网实施定位之前,应首先校测所用控制桩点的点位,以防止出现误用有沉降变形或移动的桩位。常用的定位方法有延长线法、平行线法、直角坐标法、极坐标法、交会法和综合法等等。
  (2)高层建筑标高测量
  高层建筑应严格按照《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)进行标高测量,其精度要求为,当所测三个点的标高差值均小于3mm时,需取平均值,再与设计标高值进行对比。
  2.2地基施工技术
  地基基础是高层建筑的重要部分,是整个建筑的基础和支撑点。根据国家的相关建设规定,对于高层建筑,其地基深度要达到建筑高度的1/15。当前,应用最为广泛的是桩基技术,该技术适用于各种复杂的地质及荷载情况。现浇技术的发展速度也越来越快,承载力可以达到一万千牛。高层建筑中的主要的桩型还包括传统的泥浆护壁孔桩,它有着较强的适用性,得到迅速推广。随着地基技术的发展,我国的高层建筑得到了迅速的发展。但是由于高层建筑的基坑深、开挖难度较大,这在某种程度上制约着高层建筑的发展。高层建筑的基坑支护是一项重大工程,包括挡土、防水、监测等内容。我国现行的基坑支护系统主要包括逆作拱墙和土钉墙等,他们的价格较低。
  2.3滑升模板施工技术。滑升模板施工利用的是滑升模板系统进行施工,它主要包括模板系统、操作平台系统、液压提升系统三部分,在进行这一施工时,首先需要在建筑物的底部,沿着结构的周围设置高1.2m的滑升模板,不断在内部进行混凝土的分层浇筑,同时利用液压提升系统,沿着混凝土中事先埋置的支撑杆进行滑升,这样—步一步的进行施工,直到达到相应的高度为止。采用这种施工方法能够有效的减少施工中模板和支撑材料的使用数量,同时拆装模板时所用的人工费用也能够有效的减少,可以使工程的整体施工速度和质量大大提升。但是这种方法也存在明显的缺陷,那就是其模板一次性投资多、耗钢量大,对立面造型和结构断面变化有一定的限制,施工时宜连续作业,施工组织要求较严。
  2.4混凝土工程施工技术。混凝土质量的主要指标之一是抗压强度。混凝土抗压强度与混凝土用水及水泥的强度成正比,当水灰比相等时,高标号水泥比低标号水泥配制出的混凝土抗压强度高许多,所以混凝土施工时切勿用错水泥标号;另外,水灰比也与混凝土强度成正比,水灰比大,混凝土强度高,水灰比小,混凝土强度低。因此,当水灰比不变时,企图用增加水泥用量来提高混凝土强度是错误的,此时只能增大混凝土和易性,增大混凝土的收缩和变形。控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节。在满足设计要求的质量指标前提下尽量降低成本,这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差。混凝土的强度有一定离散性,这是客观的,但通过科学管理可以控制其达到最小值。因此,混凝土标准差能反映施工单位的实际管理水平,管理水平越高,标准差越小。可以说,混凝土质量控制实质上是标准差的控制。
  2.5钢结构工程施工技术。在高层建筑工程领域,钢结构因其特有的超强度、抗压抗弯、自重小等优势,并且施工进度快、节能环保、抗震性能好,在我国得到不断地推广和发展,特别是在钢结构的吊装、连接和钢结构表面防护等方面发展迅速。   2.6高层建筑结构转换层施工技术。一般情况下,高层建筑结构下部的楼层承受较大的压力,而上部楼层承受的压力一般较小。因此,在进行正常的布置时,下部的刚度比较大、柱网比较密、墙的数量也较多,而到上部以后,墙、柱的数量逐渐减小,而且相邻轴线之间的距离也逐渐加大。在实践中,为了满足高层建筑功能的要求,往往会采取相反的方式进行必要的布置。上部空间小、下部空间大,上部以剪力墙为主,而下部则刚度较小的框架结构为主。要实现这一目的,在建筑施工过程中,绝大多数都是通过设置结构转换成来实现的,其中,带转换层的剪力墙的结构是高层建筑结构的主要形式。事实上,转换层的高度对于高层建筑物的抗震性能具有重要的影响,如果建筑物的转换层的高度比较高,则上下层之间内力突变就会比较明显,因此,在设计高层建筑结构时,应该尽量限制转换层的高度。
  2.7高层建筑施工后浇带施工技术。目前,在我国高层建筑结构中,由于建筑物的功能和建筑造型的需要,经常会采取把建筑物的高层主楼与底层的裙房连在一起的形式进行布局。一般情况下,高层主建筑与裙楼会同时施工,这样可以进行回填土后场地平整,以便于进行上部建筑结构施工。针对上部建筑结构,无论是与裙楼同时施工,还是分为先后进行施工,都必须严格按照施工图预留施工后浇带。而对于高层建筑、裙楼之间相连的基础梁以及上部结构的梁、板,也必须结合建筑施工图预留浇带,带主体竣工以后,往往再采用膨胀混凝土进行浇筑。施工后浇带的位置经常选在结构受力相对较小的位置,比如,在梁与板的反弯点处,该位置一般弯矩相对比较小,而且剪力也不大,能够保证施工的安全性和高层建筑结构的稳定性。
  3.高层具体设施施工技术事例
  对建筑电气、给排水部分、通风与空调工程等心脏部位方面谈谈高层建筑工程施工技术的体验。
  3.1建筑电气
  3.1.1供配电方式配电制式多采用TN-S系统,供电方式多采用放射式或树干式,利用强电竖井敷设电缆桥架。照明部分有楼梯、廊道、商场、车库、设备用房的正常照明、应急照明、疏散指示灯、室外环境照明,方案与现场均应随土建施工预留到位,应在事前、事中对线路的走向、方位、标高、准确严密等对照设计文件进行校核和检查,必须密切配合土建施工同步进行,防止出现错漏,获得设计功能。
  3.1.2防雷接地高层民用建筑的防雷接地系统是非常重要的,要避免来自雷电的反袭击或感应电压,可以造成对自动化、智能化系统的电子设备的损坏和严重破坏。因此对防雷接地应予以高度重视,应按防雷类别的要求认真的实施,满足性能和设计指标,不能马虎了事。本工程是利用桩基主钢筋、地梁主钢筋与柱内主钢筋作防雷引下线,施工时按规定测验要求达到设计阻抗数量;变配电室应按规范要求做接地环网,系统功能满足。
  3.1.3电梯安装高层民用建筑物内一般设有消防电梯、乘客电梯、货梯、自动扶梯,观光电梯等,垂直运输设备,只是功能不同,产品品牌和数量的差异而已。施工时需要按电梯厂家提供要求满足现场条件,保障电梯安装的顺利,要求达到的是安全性、可靠性、舒适性。
  3.1.4预留预埋与土建的密切配合:各种管线与竖井(如强电井、弱电井、水井、风道、桥架)均与土建施工密切相关。其预留、预埋必须按规范要求随土建施工同步进行。首先应清楚线路走向、标高、方位,严格按照施工图纸进行,并应考虑电气线路与其他管线、设备的交叉、平行间距的要求,避免以后不必要的开凿、剔打的工程量。材质注意在混凝土中预埋镀锌钢铁电线管或塑料电线管,应使用专用匹配的重型管,不得使用轻型塑料管,材料进场报验,线路敷设应以捷径为宜,以利节省投资、控制造价。
  3.2给排水部分
  高层建筑室内给排水系统要求相对较高,如发生供水断水或排水堵塞事故,影响范围大、后果严重,因此必须保证高层建筑有安全可靠的水源和合理的管网布置,以保证供水的连续性和排水的顺畅。给水部分整体上一般分别设消防水池、生活水池或生活水箱、消防水箱或生活消防合用水箱,屋顶设消防水箱。室内给水管道不应穿越变配电房、通讯机房、大中型计算机房,计算机网络中心等,并应避免在生产设备上方通过,给水管道不得敷设在烟道、新风风道、风管、电梯井道、排水沟内,给水管道不得穿越大便槽、小便槽且立管离大小便槽端部不得小于0.5m,建筑物内埋地敷设的生活给水管与排水管之间净距平行不小于0.5m,交叉高度净距不小于0.15m,且给水管应在排水管的上面,给水管道暗敷时不得直接敷设在结构层内,给水管道穿越地下室或地下建筑物的外墙处、穿越屋面处应设置防水套管,室外明设给水管应避免阳光直接照射,防止光污染,塑料给水管道在室内宜暗敷,塑料给水管不得与水加热器或热水炉直接连接,应有不小于0.4m的金属管做过渡。高层建筑内设备多,管道压力较大,各专业工种交叉打架多,各个专业工种应密切配合相互协调。尤其应注意建筑结构梁下(可利用)高度能否满足风管、空调新风机组、给排水消防管道、桥架等管线、设备安装高度要求,避免达不到装饰净空高度要求,此事应在审图时予以充分重视,并召集各专业人员按规范要求作统筹安排。还要对重点控制厨房,厕所的防水工序,必须进行灌水和闭水试验,排水立管要100%的进行灌水、通球试验,并全部合格通过。
  3.3通风与空调工程
  高層建筑多有空调机组以供夏季制冷,冬季供暖。车库及梯间设通风及防排烟管道与风井。屋顶设置正压加压风机,以满足良好的通风环境。为此施工过程必须按《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002严格执行,做好事前、事中、事后的控制,尤其是事前的预控工作,严把强制性条文的实施。按照通风与空调工程施工的特点对风管制作、风管其它部件制作、风管系统安装、通风与空调设备安装、空调制冷系统安装、空调水系统安装、防腐与绝热、系统调试、工程综合效能测定与调整进行三大控制,即进度控制、质量控制、成本控制。管道与设备的连接,应在设备安装完毕后进行,与水泵,制冷机组的接管必须为柔性接口,柔性短管不得强行对口连接。
  4.结束语
  高层建筑的施工不同于一般的工程施工,它具有施工难度大、种类多、技术复杂等特点。因此,要对其施工技术进行深入的探讨,开发先进的施工技术。良好的施工技术是工程顺利完成的保障,还可以提高工程的整体效益,促进高层建筑行业的发展。
  参考文献:
  [1]董志义.浅析高层建筑工程施工技术的应用[J].建材与装饰,2012(2).
  [2]吴伟华.对我国高层建筑施工技术的探析[J].科技与企业,2012(8).
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